Тут ми розглянемо деякі наукові дані з галузі фізики та фізіології для того, щоб зрозуміти, як відбувається процес сприйняття.
Почнемо із зорового каналу. Зір — найінформативніший канал інформації. Через нього ми отримуємо найбільшу кількість інформації із зовнішнього світу.
З фізики нам відомо, що зір — це сприйняття світла від навколишнього середовища. Найбільше джерело світла на Землі — це Сонце. Світло, за своєю природою, являє собою електромагнітну хвилю певної частоти.
Суб'єктивно ми сприймаємо ці хвилі як певний колір. Наприклад, червоним ми сприймаємо світло з частотою 400-480 ТГц, а синім — світло з частотою 620-680 ТГц. Чому саме так ми сприймаємо ці частоти світла, ми обговоримо трохи пізніше.
Насправді, якщо взяти весь діапазон частот електромагнітного випромінювання, то ми побачимо, що ми сприймаємо як видиме світло лише дуже короткий діапазон частот. Решту ми не сприймаємо, тобто хвиля є, але ми її не бачимо. Наприклад, радіохвилі, які приймає ваш телевізор, ми не бачимо, хоча фізично вони присутні в просторі.
Промінь світла, який йде від сонця, містить у собі цілий пучок електромагнітних хвиль різної частоти. По суті, в цьому промені світла є хвилі майже всіх частот. Цей промінь світла називається білим світлом. Щоб побачити, що в білому світлі є хвилі всіх частот, потрібно просто спрямувати цей промінь світла на призму, і ось що ми побачимо.
Біле світло розклалося на веселку всіх кольорів. Призма ніби розділила хвилі різної частоти за різними напрямками.
Тепер подивимося, як виходить, що предмети навколо нас мають різний колір. Коли білий промінь світла падає на предмет, то поверхня предмета поглинає майже всі хвилі різних частот і відбиває хвилі певного вузького діапазону частот. Якщо, наприклад, білий промінь світла впав на поверхню червоного предмета, то сам цей предмет поглине всі хвилі, у яких частота відрізняється від частоти червоного кольору, а хвилі з частотою червоного кольору він відіб'є від своєї поверхні.
Будь ласка, майте на увазі, що коли я говорю «частота червоного кольору», я не маю на увазі, що хвиля дійсно має червоний колір. Мається на увазі, що у цієї хвилі частота перебуває в діапазоні 400-480 ТГц. Не більше. Ніяких кольорів сама світлова хвиля не має.
Отже, хвиля світла частотою червоного кольору відбивається від предмета в різні боки. Далі це відбите від предмета світло потрапляє нам в очі. Різні предмети здаються нам різного кольору тому, що поверхні цих предметів по-різному відбивають біле світло, що падає на них. Одні відбивають переважно хвилі червоного діапазону, інші відбивають хвилі зеленого, треті поглинають майже всі хвилі, і тоді предмет нам здається чорним.
Що відбувається, коли світло різних частот потрапляє нам в очі? На сітківці очей є рецептори світла — колбочки і палички. Є три типи колбочок: одні найкраще сприймають світло в синьо-фіолетовій області, інші — в жовто-зеленій, треті — в червоній. Тобто різні колбочки реагують на світлову хвилю з певного діапазону частот.
Далі, колбочки на сітківці ока створюють нервовий імпульс. Цей імпульс йде від сітківки ока по нервових волокнах (нейронах) у мозок людини. У мозку людини є область, яка обробляє сигнали, що йдуть від очей — зорова зона мозку. Сам мозок являє собою величезне скупчення нейронів. Це клітини, які складаються з тіла, одного аксона і тисяч дендритів.
Дендрити — це відростки нейрона, які приймають сигнал, що йде від аксона іншого нейрона. Аксон — це відросток нейрона, який передає сигнал від даного нейрона іншим нейронам. Причому аксон на кінці розгалужується і тому може передавати сигнал від даного нейрона кільком нейронам одночасно.
Всі нейрони в мозку пов'язані один з одним через аксони і дендрити. До одного нейрона через дендрити приєднуються тисячі нейронів і передають йому через свої аксони свої сигнали. Далі, нейрон підсумовує всі сигнали в один і передає його через свій аксон іншим нейронам, з якими він пов'язаний. У підсумку виходить своєрідна нейронна мережа, яка з'єднує мільярди клітин головного мозку.
Крім нейронів у мозку є ще так звані гліальні клітини. Они виконують додаткові функції і служать нейронам у забезпеченні передачі сигналу. Більше в мозку, по суті, нічого немає.
Отже, сигнал від ока потрапляє в зорову зону мозку, яка розташована в потиличній частині голови. Далі, із зорової зони сигнал розгалужується і потрапляє в інші відділи мозку, в тому числі і в кору головного мозку, де відбувається перетворення сигналів у візуальні образи, які ми з вами сприймаємо.
Хочу акцентувати увагу, що ніяких картинок у мозку ніде немає. Все, що там є, це тільки нервові імпульси, які переходять від одного нейрона до іншого.
Мозок розрізняє світлові хвилі різних діапазонів тільки за допомогою того, що різні колбочки реагують на різні частоти світлових хвиль. Далі від цих колбочок йде звичайний електричний сигнал. Зорова зона головного мозку розрізняє кольори за тим, від яких колбочок прийшов сигнал. Сам сигнал ніякого кольору не має.
Виходить приблизно така схема роботи зору. Світло, як електромагнітні хвилі різної частоти, відбивається від предметів і потрапляє нам в очі. Поверхня предметів поглинає частину хвиль і частину відбиває (це залежить від властивостей поверхні). Відбиті хвилі потрапляють нам в очі, де за допомогою колбочок і паличок на сітківці ока вони перетворюються на нейронні імпульси. Ці нейронні імпульси йдуть по мережі нейронів у мозок, точніше в зорову зону мозку. Із зорової зони сигнал поширюється по інших ділянках мозку. Крім мережі нейронів, допоміжних гліальних клітин і нейронних сигналів у мозку нічого більше немає.
Тепер коротко розглянемо схему роботи інших каналів сприйняття. Ці схеми роботи каналів сприйняття по суті не відрізняються від схеми роботи візуального каналу.
Звук, за своєю природою, являє собою коливання повітря. Тобто предмет, завдяки тому, що він коливається, створює коливання повітря навколо нього. Ці коливання поширюються по повітрю в різні боки, і врешті-решт потрапляють у вуха людині. Якби не було повітря, предмет не передавав би коливання, і звуку не було б.
Звукові хвилі, так само як і світлові хвилі, мають різну частоту. Чим нижча частота коливання звукової хвилі, тим нам суб'єктивно здається, що звук більш низький. Це стосується басів. Чим вищі коливання звукової хвилі, тим нам суб'єктивно здається, що звук більш високий, писклявий.
Однак висота звуку до звукових хвиль відношення не має. Звукові хвилі — це просто хвилі, різної частоти, які передаються по повітрю. Самі ці хвилі не мають жодного звуку.
Далі, звукові хвилі від предметів потрапляють до нас у вуха. У вусі є барабанна перетинка, яка тонко реагує на коливання повітря, що потрапляє у вухо. Вона коливається в тій же частоті, що й звукова хвиля, яка потрапила у вухо. Далі, за допомогою складної системи перетворення коливань у вусі, звукова хвиля перетворюється на нервовий імпульс, який по слуховому нерву йде в мозок, у ті відділи, які відповідають за обробку слухової інформації.
Отже, як і світло, звук теж перетворюється на нервовий імпульс, який обробляється мозком. Нервовий імпульс, який йде від очей, нічим не відрізняється від нервового імпульсу, який йде від вух. Все розрізнення між цими сигналами і визначення якого роду сигнал вони несуть, відбувається в мозку. Мозок це визначає за тим, якими нервовими шляхами прийшов сигнал. Якщо нервовий імпульс (сигнал) прийшов від нейронів, що відповідають за сприйняття світла, то мозок буде трактувати цей сигнал як візуальний. Якщо сигнал прийшов від нейронів, що відповідають за сприйняття звуку, то мозок буде трактувати цей сигнал як аудіальний (звуковий).
Щодо дотику, нюху та смаку, то коротко можна сказати наступне. Шкіра має спеціальні рецептори, які реагують на дотик і температуру повітря. Далі все за тією ж схемою. Нервовий сигнал від цих рецепторів потрапляє в мозок.
У носі є рецептори, які реагують на певні молекули. Наприклад, квітка троянди виділяє молекули. Ці молекули потрапляють у ніс, і нюхові рецептори реагують на певні молекули. Далі нюхові рецептори передають сигнал у мозок.
Щодо смаку, то на язиці є відповідні рецептори, які реагують на молекули речовин, що потрапляють до рота людини. І, все так само за схемою, від цих рецепторів у мозок йдуть нервові сигнали.
Отже, загострю вашу увагу на тому факті, що зовнішній світ не несе ніяких картинок, звуків, смаків і відчуттів. Все, що є в зовнішньому світі, це різного роду хвилі та молекули речовин. А те, що ми бачимо, чуємо і відчуваємо — це все результат роботи нашого мозку. Тут саме час поставити важливе питання: а чому сигнали із зорової зони головного мозку сприймаються саме так, как ми їх сприймаємо, тобто у вигляді об'ємної картинки? Чому сигнали з зони головного мозку, що відповідає за звук, сприймаються саме як звук? Адже ні в світлових хвилях, ні в коливаннях повітря немає таких якостей, як колір і звук.