Новый физический фейерверк

ОТВЕТ • Кажущееся направленное движение снежинок, вызванное наложением шаблона с рисунком на экран, безусловно, иллюзия, поскольку снежинки появляются и исчезают случайным образом. Однако зрительная система постоянно воспринимает последовательность точек на одном направлении как одну движущуюся в этом направлении снежинку. Никто точно не знает, почему возникает выделенное направление видимого глазом движения. Однако очевидно, что это выделенное направление движения снежинок задается ориентацией линий в наложенной на экран решетке или шаблоне.

Когда один глаз прикрыт темным (но не полностью непрозрачным) фильтром, визуальный сигнал от этого глаза поступает с задержкой. Таким образом, в то время как открытый глаз видит на экране точку в текущий момент, прикрытый глаз видит точку на экране в том месте, где она была раньше. Как и в иллюзии Палфрича (см. задачу 7.23), мозг пытается свести эти два изображения в единую точку, и поэтому нам кажется, что она находится либо перед экраном, либо за ним (см. рис. 7.4). Таким образом, иллюзия трехмерности картины возникает из-за задержки визуального сигнала от прикрытого глаза.

Предположим, что в следующий момент вы увидите еще одну пару точек, расположенных чуть правее первой пары. Снова мозг соединяет два изображения и воспринимает их как одну точку и может принять эту новую точку за смещенную вправо первую точку. Дальнейшее совмещение точек и их интерпретация приводит к иллюзии того, что точка перемещается вправо по экрану. Остальные точки кажутся перемещающимися влево.

Объяснение может быть и несколько иным. Возможно, мозг сначала обнаруживает видимое движение точек, а уже затем определяет, на какой глубине они находятся. Но конечный результат не изменится: мозг создает в сознании иллюзию движущихся в противоположных направлениях точек на плоскостях, расположенных на разной глубине.

7.31. Улыбка Моны Лизы

Одна из самых завораживающих улыбок в мире — улыбка Моны Лизы на портрете кисти Леонардо да Винчи. Что делает эту улыбку такой пленительной?

ОТВЕТ • У искусствоведов по этому поводу свое мнение, а в качестве физической модели можно предложить такое рассуждение. Картина, которую вы видите перед собой, кажется совершенно стабильной, но на самом деле она постоянно меняется из-за небольшого случайного шума, то есть флуктуаций, возникающих как в уровне сигнала, так и в процессе передачи и обработки этого сигнала на всем пути от сетчатки до мозговых центров. При возбуждении фоторецепторы и нейроны могут спонтанно срабатывать или не срабатывать, поглощение света в фоторецепторах тоже флуктуирует, следовательно, линии и формы не совсем точно воспроизводятся в сознании, вызывая альтернативные восприятия. Из-за этих и других небольших изменений светового сигнала, воспринимаемого нашим сознанием, углы губ Моны Лизы чуть-чуть опускаются и поднимаются случайным образом, и кажется, что настроение Моны Лизы все время меняется. Вы не подозреваете об этих флуктуациях, но попадаете в плен этой загадочной улыбки.

7.32. Призраки телевизионного экрана, плавающие в воздухе

Когда в темной комнате вы смотрите телевизор с кинескопом (электронно-лучевой трубкой) и там нет другого источника света, быстро переведите взгляд сначала к точке, находящейся примерно на метр слева от экрана, а затем к точке, находящейся примерно на метр справа от него. Когда вы будете переводить взгляд вправо от экрана, вы увидите одно или несколько ярких подробных призрачных изображений текущего телевизионного кадра, висящих в воздухе, причем каждое такое изображение перекошено вправо.

Как образуются эти изображения? Куда они перекосятся, если вы переведете ваш взгляд в противоположном направлении? Почему, если вы отодвинетесь от экрана подальше, изображения сильнее перекосятся, а расстояние между ними увеличится? Появятся ли подобные призрачные изображения, если вы будете переводить взгляд в вертикальном направлении? Могут ли образоваться похожие изображения, если в этот момент на экране будут мелькать кадры кинофильма?

ОТВЕТ • Изображение на экране телевизора создается лучом, быстро бегущим по экрану в горизонтальном направлении строка за строкой сверху вниз. Предположим, что ваш взгляд перемещается вправо по экрану, в то время как луч создает верхнюю линию. Линия остается видимой в течение короткого времени из-за инерции зрения. Поскольку ваш взгляд сдвигается вправо, сохранившееся изображение верхней строки оказывается смещенным вправо, в то время как луч на экране уже пробегает вторую строку. Фактически, когда луч на экране пробегает следующую строку, предыдущие строки все еще можно видеть, но смещенными вправо из-за перемещения вашего взгляда. Сдвиг будет наибольшим для верхней строки и наименьшим для нижней строки. В совокупности эти линии дадут перекошенное изображение того, что видно на экране.