О физической природе кожно-оптического

ЧУВСТВА

Способность человеческого организма различать цвета и контуры фигур без участия глазного зрения известно давно. В литературе описан целый ряд случаев, когда отдельные люди могли различать цвета окрашенных поверхностей, прикасаясь к ним пальцами, а также определять очертания геометрических фигур и даже читать обычный плоскопечатный текст кончиками пальцев. Однако, сколько-нибудь серьезных попыток исследовать физическую природу этого явления не предпринимались вплети до 1960-х годов, когда необычно обостренная способность Розы Кулешовой к такого рода ощущениям вызвала повышенный интерес ряда исследователей к этому вопросу. Судя по опубликованным в печати данным, различными специалистами (психологами, биологами, физиками) были проведены несколько серий экспериментов в этом направлении с участием Р.Кулешовой. В результате этих экспериментов были выдвинуты гипотезы, в ка кой-то мере объясняющие природу этого явления.

Сотрудниками Нижне-Тагильского педагогического института Н.Н.Колесниковым, Ю.М.Филимоновым В.Н.Белоусовым для объяснения физической природы кожно-оптического чувства была выдвинута в 60-х годах следующая гипотеза [12]. Поскольку способность ощущения света кожей присуща не только человеку, но и многим животным (ряду червей, змей и т.д.), естественно предположить, что зарождение и развитие этой способности происходило одновременно с возникновением и развитием сложных форм на Земле. Развитие живого тесно связано с основным источником энергии - солнечным излучением. Прозрачность атмосферы, окружающей Землю, для видимого света

130

и некоторых полос инфракрасного спектра является важнейшим фактором, обусловившим существование жизни на Земле.

Излучение солнца, имеющего кажущуюся температуру 6500 градусов (по Кельвину), сконцентрировано в области длин волн около 0,5 мкм, и этот участок спектра, известный как «видимый спектр», получил свое название вследствие того, что глаз разви­вался таким образом, что его максимальная чувствительность приходится как раз на эту длину волны.

Как показали исследования Аделя, Слайфера, Баркера, Эл­лиота, Мак-Нейса и других, существуют отдельные полосы (ок­на), почти 100% пропускания в инфракрасной части спектра [7, с.437].

Естественно предположить, что именно те участки спектра, для которых земная атмосфера обладает наибольшей прозрачно­стью, играли решающую роль в процессе возникновения и раз­вития жизни на Земле. В этом смысле обращает на себя внима­ние участок в инфракрасной области от 3,4 до 4,2 мкм, который наименее удален от видимой части спектра и интенсивность ко­торого поэтому еще сравнительно высока.

Одним из возможных способов ориентации первичных жи­вых существ в окружающей среде может быть изменение поля­ризации их поверхностного покрова под действием различных факторов, в частности, под действием электромагнитных коле­баний. Исходя из предположения, что это свойство первичных носителей жизни при эволюции не только сохранилось, но и Развилось, механизм кожно-оптического чувства можно пред­ставить следующим образом.

По мнению исследователей, под действием излучающего

объекта (рисунка, цвета окрашенной поверхности) на кожу, со-

ответствующий ее участок изменяет свою поляризацию. Так как

131

 

 

кожный покров представляет собой сложную клеточную структуру, причем в состав клеток входят различные белковые молекулы, реагирующие на различные излучения спектра, то, по видимому, поляризация участка кожи также образует мозаичную картину, которая изменяется под действием излучениям Возможно, что эта мозаичная картина в какой-то мере напоминает доменную структуру сегнетоэлектриков [8], хотя природа ее образования может быть и иной. При этом вид и степень из­менения поляризации в результате соответствующей тренировки могут преломляться в сознании как восприятие цвета и фор мы предмета. Это изменение поляризации может быть связано с явлением внутреннего фотоэффекта (фотопроводимостью).

В порядке подтверждения выдвинутой учеными гипотезы представляло бы интерес проверить действие различных факто­ров, способных изменять поляризацию, а также влияние спек трального состава излучения, исходящего от объекта, на остроту кожно-оптического восприятия. Ниже приводятся результаты опытов, в которых, в частности, исследовалось влияние нало женного на руку испытуемого электростатического поля, как наиболее сильного фактора, изменяющего поляризацию, и про­верялась возможность восприятия испытуемым инфракрасного участка спектра.

УСЛОВИЯ ОПЫТА И ИЗМЕРЕНИЯ

Для распознавания использовался комплект из 10 карточек с изображением следующих букв и знаков: Н, О, Р, S, +, Ш, С, И, квадрат, треугольник. Элементы комплекта имели размер 5x8 см и были написаны черной тушью на белой ватманской бумаге. Перед каждым испытанием комплект тщательно перетасовывался,

132

так что порядок следования элементов был случайным, до­пускались повторения. Исходя из предположения о том. Что наибольшая чувствительность кожного покрова приходится на те участки спектра, для которых земная атмосфера наиболее прозрачна, был поставлен эксперимент, позволяющий в какой-то мере оценить влияние одного из таких участков спектра в инфракрасной области от 3,4 до 4,2 мкм.

Оценка успехов испытуемого в распознавании букв и геомет­рических фигур в различных условиях проводилась следующим образом: измерялся с помощью секундомера промежуток вре­мени между началом распознавания фигуры и ответом испы­туемого. При этом, естественно, считалось, что условия воспри­ятия тем лучше, чем меньше среднее время распознавания эле­ментов упомянутого комплекта. Под средним временем распо­знавания элемента в данном опыте понимается среднее ариф­метическое времени распознавания в десяти испытаниях. Кроме среднего времени для сравнения результатов различных опытов была введена относительная скорость распознавания. Под отно­сительной скоростью распознавания в данном опыте понима­ется отношение среднего времени распознавания при освещен­ности воспринимаемого объекта 100 лк и отключенных электро­дах на работающей руке к среднему времени распознавания в Данном опыте.

На руку испытуемому прикреплялись тонкие гибкие провода с электродами, с помощью которых можно было подавать по-тенциал любой полярности в различных комбинациях. Электро­ды прикреплялись на тыльной части ладони и были расположены в вершинах равнобедренного треугольника, обращенного ос-нованием в сторону пальцев и вершиной в сторону запястья.

133

Надо отметить, что прикрепление различного рода датчиков к руке испытуемого требует известной осторожности. Введени­ем электродов и способов их прикрепления к руке создавались посторонние напряжения. Распознавание фигур резко затрудня лось. Испытуемый говорил, что прикрепленные к руке электро ды ему мешали. Изменением электродов и способов их прикре пления к руке было достигнуто то, что испытуемый показывал одинаковые в среднем результаты при распознавании свободном и нагруженной электродами рукой.

Было замечено, что среднее время распознавания фигур ком плекта при повторных испытаниях в одинаковых условиям уменьшалось, приближаясь к некоторому относительно ста бильному значению, отклонения от которого настолько малья что не могли менять качественных результатов последующим испытаний. В связи с этим каждому опыту предшествовала предварительная тренировка испытуемого в условиях каждого конкретного опыта. Указанные меры предпринимались с целые исключения влияния фактора «обучаемости» на среднее время распознавания элементов комплекта в различных условиях.

Испытуемый с тщательно наложенной на глаза повязкой оп ределял элементы комплекта при различном освещении и рам личных потенциалах, подававшихся на работающую руку. Им мерение освещенности осуществлялось люксметром ЛН-3 в не­посредственной близости от воспринимаемого объекта. Кроме того, в некоторых опытах применялся дополнительный источ ник направленного инфракрасного излучения, представляющий собой одну из моделей абсолютного черного тела, нагретого до температуры 500 градусов. В этом случае предусматривалась экранировка работающей руки испытуемого так, что поток ин фракрасного излучения падал только на распознаваемый объект под углом скольжения 25-30 градусов. Различный потенциал

134

 

снимался с выпрямителя ВСА-5. Испытуемый становился на изолирующую скамью.