Техника не знает приборов такой степени чувствительности, какой обладает человеческий глаз. И все же знаменитый немецкий физик и физиолог Герман Гельмгольц (1821–1894), заложивший основы физиологической оптики, нашел в нем немало физических недостатков, позволивших ему написать: «Если бы оптик захотел продать мне инструмент, обладающий поименованными недостатками, то я в сильнейших выражениях высказал бы неодобрение его работе и возвратил бы ее обратно». Как рассказывал мой учитель, работавший у него в молодости, Гельмгольц любил говорить:
«Если бы Бог, создавая человека, посоветовался со мной, то глаз был бы создан лучше».
Если вы захотите учиться летать, у вас обязательно проверят остроту зрения; будет она меньше единицы — в летное училище не примут. Как же ее определяют?
Острота зрения, или разрешающая способность глаза, определяется наименьшим углом, под которым человек еще может видеть раздельно две точки. Когда она равна единице, то угол этот составляет одну минуту: при остроте зрения 0,5 — две минуты, при остроте зрения 0,1 — десять минут. При остроте зрения, равной единице, соответствующее линейное изображение двух точек на сетчатке составляет 0,005 миллиметра, что близко к среднему диаметру одной зрительной клетки-колбочки. Остроту зрения проверяют с помощью специально рассчитанных таблиц.
Индейцы называли человека «хороший глаз», «соколиный глаз», если он «видел за спиною у сквау ребенка», то есть различал около звезды второй величины Мицар (средняя звезда ручки ковша Большой Медведицы) звезду пятой величины Алькор. Расстояние между этими звездами не одна, а около двенадцати угловых минут, но звезды мы воспринимаем не в виде точек.
Вася и Лена поспорили: у кого из них слух лучше?
— Зачем спорить? — вмешался я. — Это можно сейчас проверить. Сядьте боком друг к другу на расстоянии примерно полутора метров и закройте глаза. К каждому из вас по очереди я буду приближать часы. Услышав тиканье, скажите: «Есть». Перестав слышать, скажите: «Нет». Так мы определим в относительных линейных, но вполне сравнимых величинах абсолютный порог слуховых ощущений.
Конечно, мне тотчас же задали вопрос:
— А что такое абсолютный порог?
Я ответил своим юным друзьям примерно так:
— Абсолютный порог ощущения — это минимальная величина раздражителя, едва-едва заметно различимая. Само собой разумеется, что для большей точности слуховой порог надо определять с помощью аудиометра — прибора, издающего звуки точно дозированной высоты и силы, и записывать так называемую аудиограмму. Порог на звуки разной высоты у человека различен, причем у каждого по-своему.
В нашем опыте можно было определить и относительный порог, или порог различения, под которым понимают то минимальное различие между раздражителями, которое позволяет отличить одно ощущение от другого.
Я поднес немного ближе часы к уху Лены и попросил девушку сказать, когда звук механизма станет громче, когда тише. Расстояние, на которое я передвинул часы, чтобы Лена заметила различие их звука, и определило порог различения в относительных линейных величинах.
Так спор был решен. Абсолютный слуховой порог оказался выше у Васи, а порог различения — у Лены.
Сделайте такой опыт: ударьте по камертону, поднесите его к уху и слушайте звук, пока он не станет ниже порога и вы перестанете его слышать. Тогда плотно прижмите ножку камертона ко лбу: вы опять ясно услышите звук. Костная проводимость звука лучше воздушной.
Это было подмечено народом и отражено в сказках: «Лег Иван-царевич на мать-сыру землю, прильнул к ней ухом, слышит — скачет погоня».
Использование порогов зрительных ощущений имеет практическое значение. Ведь если предметы различной величины видны только на определенном расстоянии, то и наоборот — по видимости этих предметов можно определять расстояние до них. Туристы, охотники, разведчики помнят эти расстояния и пользуются ими.
Но надо учитывать, что точность определения зависит не только от прозрачности воздуха, но и от остроты зрения и особенностей личности смотрящего. Например, орел видит значительно дальше, чем человек, но человеческий глаз замечает в вещах значительно больше, чем глаз орла.
Пороги определяют только качество ощущения, качество же восприятия зависит от опыта, от умения видеть именно то, что в данном случае надо увидеть.
«Надо не просто смотреть, но и видеть», — говорили фронтовые разведчики. Сказанное относится не только к зрительным ощущениям и восприятиям, но и к слуховым и любым другим. Так что Вася, конечно, слышит значительно лучше Лены, но ленино ухо замечает в музыке гораздо больше.
Подвесьте к люстре на тонкой нитке кольцо от салфетки. Закройте один глаз и, встав сбоку кольца так, чтобы не видеть отверстия, постарайтесь попасть в него проволокой или прутиком. Вы убедитесь, что задача эта не простая.