Здание Лаборатории стоит чуть на отлете. От автобусной остановки нужно пройти через весь поселок, а потом вдоль множества зданий других лабораторий Института физиологии. То и дело слышится собачий лай. Справа от дороги, в вольерах, бегают беспородные псы. По своим умственным способностям дворняжки дают сто очков вперед обладателям выставочных медалей, и здесь, где изучают мозг, их «дворянское» царство.

В начале 60-х годов кандидат, ныне доктор биологических наук Альфред Лукьянович Ярбус проделал опыты, на которые сегодня ссылаются во всем мире, все, кто хоть сколько-нибудь причастен к изучению восприятия формы и пространства, — опыты, давшие начало большой серии различных исследований, значительно углубивших наше понимание того, что такое «смотреть на мир».

Вас никогда не занимало, почему это и в трех метрах, и в десяти, и вплотную собака видится собакой, кошка — кошкой? Почему лошадь в любом ракурсе представляется лошадью, а большой, средний и маленький гриб одинаково воспринимается как гриб, хотя и разной величины? Между тем, это свойство человеческого (да и не только человеческого) зрения давно уже не давало покоя ученым. Они назвали такую способность зрения инвариантностью, или константностью, постоянством восприятия.

Обезьяны любят рисовать. Обычно они чертят красками на бумаге бессмысленные полосы и закорючки. Однако в один прекрасный день молодая шимпанзе Мойя нарисовала нечто, напоминающее не то рыбу, но то самолет. Когда ее спросили, что это такое, она ответила: «Это птица».

Перед осциллографом сидят студенты. На экране прибора луч чертит прямую линию, а на ней пульсирует острый выброс, словно горная вершина в чистом поле. Ее видят все, кроме испытуемого —«автора» вершины. Физиолог, проводящий опыт, подключил к мышцам его глаза токоотводящие электроды — наклеил в нужных местах на кожу тонкие проволочки. Каждое сокращение мышечных волокон, вызывающих саккадическое движение, — это еще и выработанный ими электрический сигнал. Таково свойство любых мышц. Проволочки ловят сигнал, передают на усилитель, и на экране появляется горная вершина. А испытуемый, по чьей милости она появилась, ее не замечает. И убедить его в том, что она существует, нет никакой возможности. «Перестаньте меня разыгрывать!» — сердится он.

Познание есть цепь гипотез, которые проверяются и затем либо отбрасываются как несостоятельные, либо принимаются, и тогда мы действуем в соответствии с ними, вернее, в соответствии с ожидаемыми результатами. Такой же работой занято зрение. Мы не замечаем ее только потому, что она протекает обычно на уровне подсознания. «Разумный глаз» строит гипотезы о пространстве и соотношениях между предметами в нем.

Кошке сделали трепанацию черепа, просверлили дырочку в черепной коробке. Кошки переносят операцию завидно хорошо, к вечеру уже отрыгают.

Известно множество фотохимических процессов, в которых поглощение света в материале приводит к почернению последнего. Многие из таких процессов не обладают фотографическим усилением, то есть в них один фотон воздействует максимум на одну молекулу поглощающего материала. Примером может служить действие старой светокопировальной бумаги («синьки»). К этой же категории относится привычный для нас и по существу тоже фотографический процесс — появление загара на коже. В других, практически более полезных фотохимических процессах требуется значительно меньшая оптическая экспозиция, при этом возникает лишь скрытое изображение, которое затем, после проявления, превращается в видимое. В наиболее популярном процессе такого типа (фотографии) используются кристаллы галоидного серебра размером порядка микрометра, погруженные в желатиновую матрицу. Благодаря сенсибилизации, заключающейся в адсорбции весьма разнообразных органических красителей, бромистое серебро становится чувствительным к свету в различных областях видимого спектра. Коэффициент усиления процесса проявления достигает 10⁹, то есть на один «полезно» поглощенный фотон приходится 10⁹ атомов восстановленного серебра.

Краткость данной главы никак не снижает ее важности, она скорее обусловлена простотой затрагиваемых в ней вопросов и сравнительно высоким уровнем совершенства существующих усилительных устройств.

Конечная цель применения любого детектора света состоит в счете отдельных фотонов. Фотоэмиттеры в комбинации с фотоумножителями позволили достигнуть данной - цели (для одноэлементных устройств)' уже в 30-е годы. В принципе, казалось бы, возможным осуществить это и с помощью электронно-оптических преобразователей (ЭОП) уже на сравнительно ранней стадии их разработки. На практике же потребовались годы работы по усовершенствованию технологии ЭОП, прежде чем удалось создать современные высокочувствительные, многоступенчатые усилители изображения. Усовершенствования касались увеличения квантовой эффективности фотокатодов и эффективности люминесценции фосфоров, уменьшения термически генерируемого темнового тока, разработки компактных источников высокого напряжения и методов соединения последовательных ступеней с помощью элементов волоконной оптики.

В названии этой главы кроется известная тавтология. Так, например, фотографическая система служит одновременно и усилителем света, и дисплеем. Однако в литературе широкий круг устройств классифицируется в зависимости от того, являются ли их основными функциями фотографирование, усиление или наглядное представление данных. За некоторым исключением, принцип работы всех этих устройств состоит в том, что падающий свет поглощается слоем фотопроводящего материала и возникающие при этом изменения проводимости, заряда или напряжения в комбинации с тем или иным вторым механизмом используются для получения изображения. В данной главе мы рассмотрим основные ограничения, которые накладываются на чувствительность таких фотопроводящих слоев.

Зрение— основной источник информации о внешнем мире, данный человеку (и некоторым другим видам животных) его биологической природой. Для человека мир всегда представляет собой зрительную сцену, некоторую картину, формируемую из комбинаций световых пятен разной яркости и цвета.
Поэтому вопрос, что такое свет и почему мы видим мир цветным, наверное, один из самых интересных вопросов о природе психических явлений. Эту проблему пытались решать со времен античности, но долгое время решение ускользало от исследователей, поскольку психические явления рассматривались по прямой аналогии с физическими, т. е. закономерности психики искали в физических свойствах внешних воздействий.

Представление о свете и цвете как физических свойствах материальных тел и излучений формируется у человека на основе многолетнего личного зрительного опыта. Житейское понятие о природе цвета и света отражается в обыденной речи, которая формируется под влиянием нашего жизненного опыта.
Мы говорим: «синее море», «красное яблоко», «зеленая трава», «желтый одуванчик», «белый телефонный аппарат», и т. п. То есть цвет определяется как свойство внешнего объекта, как физическая характеристика, аналогичная весу, плотности, материалу, из которого сделан объект. Совершенно также мы относимся и к световому излучению. Мы говорим: «яркий свет прожектора», «голубой свет луны», «тусклое мерцание звезд», «красный свет светофора», определяя свет и цвет как характеристики источника излучения.