Книга: Вычислительное мышление: Метод решения сложных задач

Мир иллюзий

Мир иллюзий

Компьютеры получают данные от сенсоров, будь то фотоэлемент, нажатая клавиша, GPS или акселерометр. Эти данные — непосредственные измерения, сделанные в физическом мире. Они представляют собой электрические сигналы в вольтах или амперах, и при правильной настройке сенсоров мы точно знаем, что означают результаты этих измерений.

У людей пять довольно точных органов чувств, которые отвечают за зрение, вкус, осязание, обоняние и слух. Но можно ли утверждать, что органы чувств работают по тому же принципу, что и сенсоры в компьютерных устройствах? Или же они устроены сложнее — но в таком случае как? Чтобы исследовать этот вопрос, необходимо погрузиться в мир иллюзий. Вы, конечно же, знакомы с оптическими иллюзиями — этими чарующими картинками, на которых прямая линия кажется кривой, два одинаковых предмета выглядят так, будто они разного размера, и так далее.

Благодаря этим иллюзиям мы знаем, что глаза работают не так, как простая камера на смартфоне. Они обрабатывают информацию до того, как мы ее используем, и в некоторых случаях дают неправильные измерения физического мира. А как работают другие органы чувств? Приведем примеры простых иллюзий, которые легко показать с помощью предметов, имеющихся у вас дома. Результат вас поразит.

Наше восприятие вкуса зависит не только от того, что мы пробуем. В частности, сахара зависит от его Попробуйте сделать так. Размешайте сахар в миске с водой. Потом налейте половину жидкости в один стакан и поставьте его в холодильник. Остатки налейте в другой стакан и оставьте его рядом с батареей отопления. По научным данным, воспринимаемая сладость сахарозы (сахара) повышается на 40%, когда температура повышается с 4 ?С (приблизительная температура холодильника) до 36 ?С (приблизительная температура тела). Возьмите оба стакана с водой, предложите другу попробовать и спросите, в каком из них вода слаще (конечно, доля сахара в обоих абсолютно одинакова). Если друг скажет, что теплая вода слаще, у вас получится

Если вы хотите применить по-настоящему научный подход, сделайте еще сладкой воды и разлейте ее поровну по четырем стаканам. Поставьте один в холодильник и второй у батареи, а еще два оставьте в комнате. Два стакана с водой комнатной температуры будут в нашем эксперименте. Попросите друга попробовать, насколько сладкая вода в двух стаканах комнатной температуры. Поскольку и температура, и доля сахара у них одинаковы, вода должна восприниматься как одинаково сладкая. Контрольные стаканы покажут, что эффект действительно создается благодаря температуре, а не, например, из-за того, что вода в первом стакане, из которого мы пьем, всегда кажется слаще.

Чтобы эксперимент был еще более научным, попросите друга сполоснуть рот чистой водой между дегустациями. В этом случае образцы не будут загрязнены.

Теперь познакомимся с Возьмите три стакана воды, поставьте один в холодильник, наполните другой теплой водой из-под крана (именно теплой, а НЕ горячей), а в третий налейте обычную холодную воду, тоже из-под крана.

Поставьте три стакана в ряд в следующем порядке: теплая вода, вода комнатной температуры и холодная. Опустите палец одной руки в теплую воду и палец другой — в воду из холодильника. Подержите их так недолго, а потом опустите оба пальца в стакан с водой комнатной температуры. Пальцем, который был в теплой воде, вы почувствуете холод, а пальцем, который был в очень холодной воде, — тепло, хотя оба находятся в одном и том же стакане.

Произошло следующее: когда ваш палец был, скажем, в теплой воде, он приспособился к температуре этой воды. Ваше тело интересует только то, что изменяется в окружающей среде, потому что на эти изменения нужно реагировать. Поэтому, после того как ваш палец приспособился к теплой воде, при погружении в стакан с водой комнатной температуры он «рассчитывает», что вода будет теплой. Но когда оказывается, что это не так, мозг приходит к выводу: «Вода не теплая, значит, она холодная». Подобным образом палец в воде из холодильника привыкает к холоду, а когда он оказывается в воде комнатной температуры, делается вывод: «Вода не холодная, значит, теплая».

Если порыться в ящике с инструментами, можно найти материал для простой иллюзии — Осторожно потрите одну руку мелкозернистой наждачной бумагой, а другую — грубой. Теперь потрите обе руки наждачной бумагой со средним зерном. Ощущения в каждой из них будут разными. Почему? Потому что рука, которую потерли мелкозернистой наждачной бумагой, адаптировалась к легкой шероховатости, а рука, которую потерли крупнозернистой, адаптировалась к очень сильной шероховатости. Как и в иллюзии с температурой, когда руки приспособили осязательные ощущения к разной степени шероховатости, средний вариант будет ощущаться по-разному. Предскажите, используя объяснения иллюзии температуры, какая рука будет ощущать среднезернистую бумагу как более грубую. Потом проведите эксперимент и посмотрите, верна ли ваша догадка.

Эта иллюзия была впервые описана более ста лет назад. Если вы поднимете два предмета одинакового веса, вам покажется, что предмет меньшего размера тяжелее. Возьмите две пустые пластиковые бутылки разного размера и с помощью весов налейте в них одинаковое количество воды. Попросите друга взять их и спросите, какая тяжелее. Если друг ответит, что тяжелее маленькая бутылка, значит, вы наблюдаете Можно даже сообщить, что оба предмета весят одинаково. Иллюзия сохранится.

Но этим странности не ограничиваются! Исследователи обнаружили, что, когда люди попеременно поднимают предметы одинакового веса, но разного размера, усилие в кончиках пальцев оказывается одинаковым, несмотря на иллюзию веса–размера. Одна часть мозга оказывается обманутой и сообщает, что они разные, в то время как другая знает правду. Но эти части не взаимодействуют друг с другом!

Поскольку мозг обладает внушительной мощностью для обработки информации, поступающей от органов чувств, большую часть времени мы хорошо осознаем, что важного происходит в окружающем мире. Эти эксперименты получаются, поскольку они, учитывая особенности обработки информации мозгом, специально рассчитаны на то, чтобы заставить его ошибиться.

Но что происходит, когда источник данных об окружающей среде плох или слишком много помех? В этом случае мы испытываем особую иллюзию под названием Она возникает, когда нечеткий произвольный стимул (часто картинка или звук, например, плохо настроенного телевизора или радио) воспринимается как имеющий конкретный смысл. Мы видим животных или лица в облаках или слышим несуществующие скрытые послания на пластинках, проигрываемых наоборот.

Возможно, вам никогда не приходило в голову, что мозг сам изобретает кое-что из того, что вы «видите». на сетчатке глаза — место, где зрительный нерв, по которому световые сигналы идут в мозг, отходит от глазного яблока. В этом месте вообще нет светочувствительных рецепторов, а значит, эта часть сетчатки физически не может ничего увидеть. Так почему вы абсолютно не ощущаете наличие этого овального участка без рецепторов диаметром около 1,5 мм? Оказывается, пустое место заполняет мозг. Он сам создает информацию, которая позволяет это сделать. Это своего рода заполнение имеет весьма изощренный характер и зависит от того, что мы наблюдаем в окружающем мире вокруг слепого пятна. Например, закройте левый глаз и смотрите правым на + на рис. 75. Теперь придвигайте и отодвигайте от себя страницу, пока X не попадет на слепое пятно. Мозг заполнит пустое место непрерывной прямой линией.

Итак, даже если ничего нет, мозг ищет знакомые и ожидаемые шаблоны. И при их отсутствии он их просто создает.

Оглавление книги