69217 tempczyk12

NOWY OBRAZ ŚWIATA

skano w licznych dziedzinach nauki dzięki zastosowaniu metod dynamiki nieliniowej. We wszystkich przytoczonych dotychczas przypadkach mieliśmy do czynienia z przejściem od działania prostego do złożonego. W ten sposób dwa rodzaje zachowań, które dawniej sobie przeciwstawiano, okazały się ze sobą ściśle powiązane. Nie jest to wszystko, co można powiedzieć o związku porządku i chaosu. W przyrodzie występują układy, które, działając pozornie prosto, są w istocie skomplikowane i chaotyczne. Dlatego zajmiemy się teraz przypadkami takich „prostych” zjawisk, których podłoże stanowi dynamika nieliniowa.

Dobrym przykładem takiego działania jest wspomniany już wcześniej ruch oka. Budowę i funkcjonowanie tego narządu uczeni zbadali dawno temu i wydawało się, że nie można w tej dziedzinie odkryć niczego naprawdę nowego. Oko jest znakomicie zbudowanym, czułym i dokładnym przyrządem optycznym, jednym z najdoskonalszych wytworów przyrody. Posiada kilka zdumie-wąjących własności, dzięki którym jest tak czułe i efektywne. Oko ludzkie, na przykład, może rejestrować pojedyncze kwanty światła, dochodząc w ten sposób do granic możliwej czułości. Drugą ważną cechą jest to, że czułość oka jest największa w tym obszarze widma, w którym Słońce wysyła najwięcej promieniowania. Jest to dowodem na to, że oko, rozwijając się wraz z rozwojem naszego gatunku, dopasowało się do warunków otoczenia, umożliwiając ludziom najlepszą możliwą orientację w ich niszy ekologicznej. Równie interesujące są własności oka jako przyrządu optycznego — na jego wzór budowano różne urządzenia techniczne rejestrujące promieniowanie. Często porównywano odbiór wrażeń wzrokowych do robienia zdjęć w aparacie fotograficznym. Wiadomo, że jakość zdjęcia zależy między innymi od stabilności położenia aparatu w trakcie jego wykonywania, analogiczne własności przypisywano zatem oku. W każdym razie naukowcy od wielu dziesięcioleci sądzili, że budowa i działanie oka nie stanowią dla nich tajemnicy. Okazało się jednak, że to dopiero początek badań, ponieważ trzeba opisać i zrozumieć, jak jest rejestrowana, przesyłana i selekcjonowana informacja przenoszona przez fotony, zanim ostatecznie przekształci się — w mózgu — w obrazy otoczenia. Tego zadania nauka nie rozwiązała jeszcze do końca, lecz uzasadniony wydawał się pogląd, że wiadomo przynajmniej od czego zaczyna się ten proces, czyli co dzieje się w oku.

Z tego powodu wielkim zaskoczeniem było dokonane stosunkowo niedawno odkrycie, że oko wcale nie pracuje jak kamera, a mechanizm odbioru wrażeń z otoczenia jest zgoła odmienny. Okazało się, że odbiór bodźców przez oko jest procesem chaotycznym, a to, że w ogóle widzimy i to tak dokładnie, wynika z istnienia atrak-torów. W książkach poświęconych temu zagadnieniu często pokazywane są rysunki ukazujące, jaki jest tor ruchów gałki ocznej, gdy przyglądamy się jakiemuś kształtowi. Nieregularny, poszarpany tor skupia się wokół postrzeganego kształtu, tak jak trąjektoria układu Lorenza przybliża się i koncentruje wokół jego atrak-tora. Oko nie może po prostu poruszać się w uporządkowany sposób, dostosowany do obserwowanego kształtu. Musi ono cały czas chaotycznie biegać wokół niego. Łatwo to zaobserwować, przymocowując do gałki ocznej maleńkie lusterko i badąjąc odbite od niego promienie. Badania ujawniły, że dokładność widzenia jest odwrotnie proporcjonalna do dokładności toru ruchów oka: im bardziej „rozedrgane” oko, tym dokładniej widzimy obraz. Oczywiście wszystko to dzieje się w pewnych dobrze określonych granicach, ponieważ makroskopowe ruchy głową na pewno nie polepszają dokładności widzenia. W każdym razie ten mechanizm widzenia zdaje się świadczyć, że mózg jest układem chaotycznym, który wydobywa informację na zasadzie poszukiwania atraktorów w bogatej dynamice lokalnej.

229