Эффекты последействия движения

Если аутокинетический эффект является следствием адапта­ционного нарушения в работе системы глаз—голова, то адапта­ционные сдвиги в системе изображения — сетчатка являются при­чиной целого класса иллюзий движения, названных «эффектом водопада»¹ и связанных с последействием движения. О такого рода парадоксальных нарушениях нашего восприятия упоминали еще Аристотель (около 330 года до нашей эры) и Тит Лукреций Кар (около 56 года до нашей эры).

¹ Название этой иллюзии дал в 1834 г. Р.Аддамс, проводивший свои наблю­дения у водопадов в Шотландии.

Рис. 96. Два различных варианта стимульных условий для демонстрации

«иллюзии водопада»:

слева — движущаяся лента с поперечными полосками; справа — вращающаяся

спираль [37]

Если с моста долго смотреть вниз на течение реки, стараясь не дви­гать глазами, то переведя глаза на берег, мы увидим его движущимся в направлении, противоположном движению воды. Тот факт, что меха­низм данной иллюзии имеет адаптационную природу, доказывается очень просто. Попробуйте намеренно прослеживать глазами течение воды, а затем возвращать взор обратно, тем самым предотвращая адаптацию од­них и тех же частей сетчатки. Иллюзия исчезнет. Этот нехитрый опыт подтверждает предположение о том, что адаптация происходит именно в системе изображение — сетчатка, а не глаз—голова¹. Ведь вы же по­вторно воспроизводили последовательные движения глаз «вверх-вниз по течению», значит, в системе глаз —голова имела место адаптация, но она никак не повлияла на появление иллюзии.

Современные исследования показали, что длительность эффекта пос­ледействия движения длится недолго — от 1 до 15 с и зависит от целого ряда стимульных условий.

Интересный эффект дает опыт с вращающейся спиралью (рис. 96). При ее вращении она кажется расширяющейся или сжимающейся в за­висимости от направления вращения. Если на нее посмотреть 20—30 с, стараясь не отводить взора от центра, а затем остановить, то она будет казаться сужающейся или расширяющейся в противоположном направ­лении. Эффект адаптационного последействия имеет весьма любопыт­ную и парадоксальную особенность: спираль кажется расширяющейся, но одновременно мы четко видим, что ее размер не меняется! Иллюзор-

¹ Можно без труда воспроизвести «иллюзию водопада» на экране компьютера. Нарисуйте на экране около 1 000 толстых черных линий шириной в половину экрана, а затем, пользуясь клавишей «прокрутки», в течение 1 мин непрерывно перемещайте полученный квази-текст вниз.

ное восприятие движения, таким образом, не вписывается в логику обыч­ного перцептивного опыта. Тем не менее этому эффекту можно дать вполне рациональное объяснение: по-видимому, скорость движения объекта и его расположение кодируются различными нейронными механизмами, и в данном случае мы имеем классический пример так называемой се­лективной адаптации нейронов, детектирующих скорость движения спи­рали.

Исследования «иллюзии водопада» показали, что она не воз­никает в том случае, если движущийся объект закрывает все поле зрения и движется в виде сплошного поля, т.е. его проекция за­полняет всю поверхность сетчатки. Эффект выражен только при относительном движении, когда изображение движется по одной части сетчатки, смещаясь относительно других ее частей. По-ви­димому, адаптация касается нейронной системы, фиксирующей относительные перемещения, т.е. детекторов скорости движения, а не детекторов положения. Современные данные позволяют предположить, что адаптация может происходить как на уровне первичных детекторов движения сетчатки, так и на уровне корти­кальных нейронных структур [201].

Кажущееся движение

Ряд перцептивных феноменов связан с инерцией нашего зре­ния, т.е. с его ограниченной способностью отображать быстрые изменения в оптической стимуляции. Один из самых известных феноменов состоит в том, что если на некотором расстоянии друг от друга последовательно предъявлять два световых пятна (напри­мер, одно — слева, а другое — справа), то при определенном межстимульном интервале мы увидим, что один стимул движется в сторону другого. Этот перцептивный эффект получил разные названия: кажущегося движения, стробоскопического движения, бета-движения или фи-феномена. Другой пример инерционности нашего зрительного восприятия — это эффект кинематографа и телевидения, когда вместо последовательности дискретных кад­ров мы видим на экране непрерывное движение. Таким образом, наше зрительное восприятие способно преобразовывать ряд диск­ретных событий в непрерывное видимое движение, иначе говоря, создавать иллюзию движения.

Интенсивное изучение фи-феномена проводил один из осно­вателей гештальтпсихологии М.Вертгаймер (1912). Он подчерки­вал, что эта иллюзия движения явно выходит за пределы того, что дано глазу непосредственно, и поэтому служит примером орга­низующей деятельности нашего восприятия. Экспериментальная установка по изучению стробоскопического движения выглядит следующим образом: имеются два малоинерционных источника

света (например, два светодиода или газоразрядные лампочки), расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, которые могут включаться последовательно; регулируется длительность экспозиции каждого источника и величина межстимульного ин­тервала (рис. 97). Было установлено, что восприятие кажущегося движения главным образом зависит от соотношения этих двух параметров, поэтому реально в экспериментах регулируют их сумму (длительность стимула + межстимульный интервал), этот пара­метр получил название асинхронии включения стимула или АВС. Кроме того, оказалось, что выраженность стробоскопического движения зависит от площади, яркости стимулов и расстояния между ними. Детальные исследования восприятия кажущегося дви­жения обнаружили целый ряд перцептивных феноменов, четко связанных с величиной АВС. Поскольку разные исследователи использовали разные физические параметры стимуляции, то и числовые данные в литературе приводятся неоднозначные (см. [93, 120]). Ниже мы приведем результаты исследования П,Колерса, одного из учеников М. Вертгаймера [56]. В его опытах использова­лись небольшие газоразрядные лампы. Длительность каждой вспыш­ки 50 мс. Были выделены четыре фазы стробоскопического дви­жения (указаны величины АВС).

1. 50 —60 мс — одновременное вспыхивание ламп.

2. 75 — 450 мс — видимое движение. При удлинении АВС от 75 до 450 мс одновременное вспыхивание ламп заменяется иллюзией движения. «Испытуемому кажется, что первая лампа несколько смещается по направлению, а затем исчезает; потом появляется вторая лампа, смещенная в сторону первой и передвигается к тому месту, где она находится на самом деле» [56, 312]. В некотором промежутке от 200 до 400 мс наблюдатель начинает воспринимать «...оптимальное движение: ему кажется, что одна лампа плавно и непрерывно передвигается из начальной точки в конечную. Многие испытуемые сообщают, что во время этого перехода от частичных перемещений к оптимальному движению обе лампы как бы растут по направлению друг к другу и наконец сливаются» (там же).

3. Более 450 мс — фи-феномен. При дальнейшем увеличении временного интервала движение постепенно замедляется, «...ил­люзия движущегося объекта исчезает; у большинства наблюдате­лей остается лишь ощущение движения как такового — чистого движения, не связанного с каким-либо объектом, которое Верт-гаймер назвал "фи-движением"» [56, 313].

Рис. 97. Иллюстрация стимульной си­туации возникновения стробоскопи­ческого движения

4. 500 мс и более — поочередное вспыхивание ламп.

В работах А. Корте (1915) были детально изучены пороги кажу­щегося движения, установлена их зависимость от расстояния между стимулами, межстимульным интервалов и их интенсивностью, которая получила название законы Корте,

В заключение укажем ряд принципиальных различий между реальным и кажущимся (стробоскопическим) движением (по Колерсу):

1. При кажущемся движении нет перемещения по сетчатке.

2. Кажущееся движение происходит в меньшем диапазоне ско­ростей (15 — 25 град./с против 0,5 — 25 у реального), оно более медленное.

3. Реальное движение размыто при больших скоростях, кажу­щееся — при малых (фи-движение).

4. Реальное и кажущееся движение имеют разные нервные ме­ханизмы.

Другие исследователи предполагали, что у реального и кажу­щегося движения единый нейрофизиологический механизм, что они по сути очень сходны. Так, Р. Грегори полагал, что при кажу­щемся стробоскопическом движении на сетчатке симулируется ситуация последовательного возбуждения нейронов, очень похо­жая на реальное движение, и эту иллюзию можно объяснить не­точностью в работе системы изображение —сетчатка: в некотором ограниченном диапазоне времени [37]. Стробоскопический фено­мен имеет базовый общепсихологический характер: он также вы­ражен в слухе и осязании.

Как и в случае со стробоскопическим движением, эффект вос­приятия кино заключается в том, что если последовательность кинокадров проецируется на киноэкран с подходящей скоростью (24 кадра в секунду)¹, то у наблюдателя возникает восприятие дви­жения. Если скорость, как в старых кинопроекторах, мала, то воз­никают мелькания, и движения людей не кажутся на экране плав­ными. При заметном увеличении частоты кадров они сливаются в плохо дифференцируемое пятно. И в кинематографе, и в мульти­пликации чрезвычайно важно, чтобы соседние кадры отличались друг от друга незначительно, иначе нашей зрительной системе не удается «сливать» их в одно плавное изображение.

Индуцированное движение

Выше мы уже упоминали о том, что Карл Дункер(1903—1940) проводил оригинальные эксперименты для изучения влияния вос-

¹ Современные кинопроекторы используют специальное устройство, позво­ляющее показывать каждый кадр трижды, поэтому частота мельканий кадров реально составляет 72 вспышки в секунду.

принимаемого контекста на восприятие дви­жения целевого стимула. Ему и принадлежит открытие замечательного феномена индуциро­ванного движения. По мнению Б. М. Величков-ского, эксперименты К. Дункера входят в де­сять самых красивых экспериментов в исто­рии психологии.

Проблема заключается в том, что когда некий объект движется в поле зрения, он перемещается не только относительно наблю­дателя, но и относительно своего окруже­ния. Фактически в реальной жизни это все­гда и субъект-относительное, и объект-от­носительное движение. С точки зрения клас­сической гештальтпсихологии это типичные перцептивные отношения фигуры и фона.

К.Дункер

В экспериментах К. Дункера небольшая светящаяся точка была окру­жена светящимся прямоугольником-рамкой (рис. 98). Вне зависимости от того, что двигалось — сама точка или окружающая ее рамка, наблю­датель воспринимал движение точки внутри рамки, причем если рамка смещалась вправо, то точка феноменально двигалась налево. Таким об­разом, был установлен интереснейший феномен: движение рамки наво­дит или индуцирует видимое движение точки. С позиций гештальтпсихо­логии это типичные перцептивные взаимодействия фигуры и фона. Объект, который окружает другой объект, становится для него фоном, превращается в систему отсчета и в этом качестве воспринимается не­подвижным. Напротив, окруженный объект воспринимается как фигу­ра, связанная с данной системой отсчета и движущаяся внутри нее.

Хороший пример индуцированного движения в обычной жизни — это иллюзорное движение луны в разрывах облаков, движущихся по небу. Облака в данном случае служат системой отсчета — фоном, на котором и относительно которого «движется» неподвижная луна. Аналогичный пример — «иллюзия плывущей ветки»: если посреди течения реки тор­чит кончик ветки, то мы отчетливо видим движущимся именно его, а не воду.

Рис. 98. Пример иллюзорного индуцирован­ного движения точки внутри прямоуголь­ной рамки:

сплошная стрелка обозначает направление ре­ального движения рамки; пунктирная — види­мого движения точки внутри рамки

Рис. 99. Пример иллюзорного индуци­рованного движения точки внутри пря­моугольной и круглой рамки:

сплошная стрелка обозначает направление реального движения рамок; пунктирные — видимого движения прямоугольной рамки внутри круглой рамки и точки внутри пря­моугольной [22]

В опытах Г. Уоллаха, продолжившего линию исследований К.Дункера, было наглядно показано, что на иллюзорное движе­ние объекта решающее влияние оказывает именно его непосред­ственное окружение [22]. Он усложнил дункеровскую стимульную парадигму и ввел еще одну рамку — круглую (рис. 99). В его экспе­риментах осуществлялось индуцирующее движение сразу двух ра­мок — круглой и прямоугольной (см. направление стрелок на рис. 99). Скорости обоих движений были подобраны так, что они были ниже порога восприятия углового смещения. Реально круг дви­жется вниз, а прямоугольник — вправо, это приводит к тому, что прямоугольник смещается вверх и вправо относительно круга. Индуцированное движение, воспринимаемое наблюдателем, пол­ностью соответствует ожидаемым результатам — реальным и фе­номенальным перемещениям рамок: испытуемому кажется, что: 1) прямоугольник движется по диагонали — вверх и вправо; 2) точка движется по горизонтали влево. Замечательный результат данного опыта заключается в том, что феноменальное движение точки обусловлено движением ее непосредственно окружения — пря­моугольника, а не круга. В свою очередь воспринимаемое движе­ние круга есть сумма его реального движения вправо и наведен­ного феноменального движения вверх. Г.Уоллах подчеркивал: «На­веденное движение точки относительно прямоугольника в основе своей определяется тем, что точка лежит внутри прямоугольника. Перемещение окруженного объекта относительно окружающего не подвержено никакому влиянию вторичного смещения этого последнего относительно какого-либо третьего объекта или отно­сительно наблюдателя» [22, 304\.

Феномен индицированного движения, открытый К.Дункером, имеет большое значение, выходящее за рамки общей психологии. По-видимому, это частный случай проявления более общей зако­номерности, поскольку описывает поведение человека, индуци­руемое влиянием непосредственного окружения вообще [26]. На­пример, данные социальных психологов подтверждают вывод о

том, что влияние группы индуцирует динамику индивидуального поведения ее членов, а динамика малой группы индуцируемо влия­нием большой группы.