Явище кольору частково зумовлене фізичними процесами. Ми вже говорили про кольорову гаму мильних плівок, викликану інтерференцією. Але колір, крім того, пов'язаний ще й з функцією ока і з тим, що відбувається позаду нього, тобто з діяльністю мозку. Фізика вивчає поведінку світла, поки воно перебуває поза людським оком, а наші відчуття, після того як світло потрапило в око, виникають у результаті фотохімічних і нервових процесів, а також психологічних рефлексів.
Зі сприйняттям світла пов'язано безліч цікавих явищ, у яких тісно переплітаються і фізичні, і фізіологічні процеси, так що пізнання явищ природи, які сприймаються через зір, виходить за межі фізики як такої. Ми не будемо перепрошувати за те, що збираємося дещо вторгнутися в інші галузі науки, тому що, як ми вже підкреслювали, науки поділені не природним шляхом, а лише з міркувань зручності. Природа зовсім не зацікавлена в такому поділі, і багато цікавих явищ лежать саме на стику різних галузей науки.
У розд. 3 ми в загальних рисах говорили про зв'язки фізики з іншими науками; тепер ми хочемо докладніше дослідити ту область явищ, де фізика та інші науки виключно тісно пов'язані між собою. Ця область — сприйняття світла, зір. Особливу увагу ми приділимо кольоровому зору. У цьому розділі ми переважно говоритимемо про явища, пов'язані із зором людини; наступний розділ буде присвячений фізіологічним аспектам зору як у людини, так і у тварин.
Зір починається з ока; щоб зрозуміти, як ми бачимо, потрібно розібратися в будові самого ока. У наступному розділі ми досить докладно говоритимемо про функції окремих частин ока та їхній зв'язок із нервовою системою. А поки коротко опишемо, як функціонує око.
Світло потрапляє в око через рогівку (фіг. 35.1); ми вже розповідали раніше, як світло заломлюється й відображається на задній поверхні ока, на шарі, який називається сітківкою; різні частини сітківки сприймають промені від різних областей поля зору поза оком. Сітківка не зовсім однорідна: у її центрі є ділянка — пляма, яку ми використовуємо, коли нам потрібно бачити предмети особливо чітко; на цій ділянці гострота зору особливо велика, називається вона — жовта пляма, або центральна ямка. Легко переконатися безпосередньо на досліді, що бічні ділянки ока розрізняють деталі розглядуваного предмета не так ефективно, як центральна ділянка. У сітківці є ще одна ділянка, де зорові нерви, що несуть всю інформацію, збираються разом і виходять з ока; ця ділянка називається сліпою плямою. Сітківка там не має чутливості, і якщо, наприклад, закрити ліве око й подивитися перед собою, а потім повільно відсувати палець (або інший невеликий предмет) із поля зору, то в якомусь місці поля зору цей предмет несподівано зникне. Відомий поки що лише один випадок, коли з цього ефекту було здобуто реальну користь. Один фізіолог, який показав дію сліпої плями, став улюбленцем при дворі французького короля; на виснажливих засіданнях зі своїми придворними король розважався, «відрубуючи їм голови»: він дивився на одного з них і стежив, як у цей час «зникала» голова іншого.
На фіг. 35.2 у збільшеному масштабі показано структуру сітківки. Різні частини сітківки мають різну структуру. На периферичних частинах сітківки найчастіше трапляються видовжені об'єкти, які називаються паличками. Ближче до жовтої плями, крім паличок, трапляються ще й колбочки. Пізніше ми опишемо структуру цих елементів. Чим ближче до жовтої плями, тим більше стає колбочок, а в самій жовтій плямі фактично є самі лише колбочки, розташовані настільки тісно, що тут вони набагато дрібніші, або вужчі, ніж в інших місцях сітківки. Отже, у центрі поля зору ми бачимо за допомогою колбочок, а на периферії у сприйнятті світла беруть участь палички. Цікаво, що будь-яка чутлива до світла клітина в сітківці не пов'язана із зоровим нервом безпосередньо, а з'єднана з іншими клітинами, які, у свою чергу, з'єднані між собою. Існує кілька типів клітин: одні несуть інформацію до зорового нерва, а інші пов'язані між собою здебільшого в «горизонтальному» напрямку. Загалом є чотири типи клітин, але ми зараз не будемо говорити про це докладно, а лише підкреслимо основну ідею: що світловий сигнал уже на цьому етапі «обдумується». Іншими словами, інформація, отримана від різних клітин, не одразу надходить у мозок від кожної точки окремо, а частково осмислюється в сітківці шляхом комбінування інформації від кількох зорових рецепторів. Важливо зрозуміти, що саме око виконує частину функцій осмислення, властивих головному мозку.
Світло потрапляє в око через рогівку (фіг. 35.1); ми вже розповідали раніше, як світло заломлюється й відображається на задній поверхні ока, на шарі, який називається сітківкою; різні частини сітківки сприймають промені від різних областей поля зору поза оком. Сітківка не зовсім однорідна: у її центрі є ділянка — пляма, яку ми використовуємо, коли нам потрібно бачити предмети особливо чітко; на цій ділянці гострота зору особливо велика, називається вона — жовта пляма, або центральна ямка. Легко переконатися безпосередньо на досліді, що бічні ділянки ока розрізняють деталі розглядуваного предмета не так ефективно, як центральна ділянка. У сітківці є ще одна ділянка, де зорові нерви, що несуть всю інформацію, збираються разом і виходять з ока; ця ділянка називається сліпою плямою. Сітківка там не має чутливості, і якщо, наприклад, закрити ліве око й подивитися перед собою, а потім повільно відсувати палець (або інший невеликий предмет) із поля зору, то в якомусь місці поля зору цей предмет несподівано зникне. Відомий поки що лише один випадок, коли з цього ефекту було здобуто реальну користь. Один фізіолог, який показав дію сліпої плями, став улюбленцем при дворі французького короля; на виснажливих засіданнях зі своїми придворними король розважався, «відрубуючи їм голови»: він дивився на одного з них і стежив, як у цей час «зникала» голова іншого.
На фіг. 35.2 у збільшеному масштабі показано структуру сітківки. Різні частини сітківки мають різну структуру. На периферичних частинах сітківки найчастіше трапляються видовжені об'єкти, які називаються паличками. Ближче до жовтої плями, крім паличок, трапляються ще й колбочки. Пізніше ми опишемо структуру цих елементів. Чим ближче до жовтої плями, тим більше стає колбочок, а в самій жовтій плямі фактично є самі лише колбочки, розташовані настільки тісно, що тут вони набагато дрібніші, або вужчі, ніж в інших місцях сітківки. Отже, у центрі поля зору ми бачимо за допомогою колбочок, а на периферії у сприйнятті світла беруть участь палички. Цікаво, що будь-яка чутлива до світла клітина в сітківці не пов'язана із зоровим нервом безпосередньо, а з'єднана з іншими клітинами, які, у свою чергу, з'єднані між собою. Існує кілька типів клітин: одні несуть інформацію до зорового нерва, а інші пов'язані між собою здебільшого в «горизонтальному» напрямку. Загалом є чотири типи клітин, але ми зараз не будемо говорити про це докладно, а лише підкреслимо основну ідею: що світловий сигнал уже на цьому етапі «обдумується». Іншими словами, інформація, отримана від різних клітин, не одразу надходить у мозок від кожної точки окремо, а частково осмислюється в сітківці шляхом комбінування інформації від кількох зорових рецепторів. Важливо зрозуміти, що саме око виконує частину функцій осмислення, властивих головному мозку.