Опыты, исключившие тепловую гипотезу кожного «зрения»

Разными исследователями в разных институтах были проведены опыты, которые исключили тепловую гипотезу кожного «зрения».

Резюме:

1. Опыты с теплофильтрами (Фишелев и Добронравов; Гольдберг):

   • Пропускание цветных лучей через толстый слой воды, который поглощает тепловые (инфракрасные) лучи. Способность испытуемых к кожному восприятию цветов при этом не нарушалась.

   • Сравнение реакции на яркий свет, пропущенный через теплофильтр (меньше нагрев), и тусклый свет без теплофильтра (больше нагрев). Испытуемая (Кулешова) правильно определяла яркость света, а не степень нагрева.

2. Опыты с инфракрасным излучением (Смирнов и Бонгард; Нюберг):

   • Воздействие на пальцы Р. Кулешовой мощным инфракрасным излучением (0,8 - 1,5 мкм), энергия которого была в 1000 раз больше надпороговой в видимом спектре. Чувствительности к ИК-излучению не обнаружено.

   • Проекция сетки на матовое стекло: а) обычным светом (видимый + ИК), б) через теплофильтр (только видимый), в) через фильтр видимого света (только ИК). Р. Кулешова распознавала сетку в случаях (а) и (б), но не в случае (в), даже при увеличении мощности ИК-излучения.

3. Опыты с противоречивыми свето-тепловыми градиентами (Фишелев и Добронравов):

   • Комбинирование тусклого света с дополнительным теплоизлучателем и сравнение с ярким светом без подогрева. Испытуемая (Кулешова) правильно различала отдельно яркость света и степень нагрева кожи.

   • Использование люминофоров (светящихся составов) на черной бумаге под стеклом. После засветки люминофоры были холоднее черных участков, и стекло над ними тоже нагревалось меньше. Однако Кулешова правильно определяла светлые (люминофорные) и темные (черные) участки, что противоречило температурному градиенту.

4. Опыты с нагретыми/холодными цветными образцами (Фишелев и Добронравов):

   • На металлическую пластину наклеивали полосы цветной бумаги и один конец пластины нагревали. Кулешова правильно определяла цвета как на горячих, так и на холодных участках полос.

5. Опыты с нагревом стекла (Судаков):

   • Нагревание матового стекла, на которое проецировались цвета, не вызывало изменений в кожном восприятии цветов испытуемыми.

6. Прямые измерения температуры кожи и воздуха (Леонтьев):

   • При облучении кожи ладони видимым светом (интенсивностью, достаточной для выработки реакции) не было зарегистрировано значимого и закономерного повышения температуры самой кожи.

   • Температура воздуха в установке и температура кожи испытуемого часто изменялись в противоположных направлениях (воздух нагревался от ламп, кожа охлаждалась от неподвижности), при этом реакции испытуемого коррелировали именно с подачей светового, а не теплового стимула. Колебания температуры кожи (~1°C) были значительно больше расчетного нагрева от света (~0,006°C).

Эти эксперименты, проведенные разными исследователями с использованием различных методик, последовательно показывали, что тепловые ощущения не являются основным или достаточным фактором для объяснения феномена кожно-оптического восприятия.

Фишелев Я.Р., Добронравов С.Н. О "кожном зрении у человека." В сборнике статей "Проблемы кожно-оптической чувствительности" Ученые записки. Сборник №33, Свердловск, 1965.

Судаков Н.И. О различении цветовых тонов с помощью пальцев. "Проблемы кожно-оптической чувствительности". Ученые записки, сборник 33. Свердловский педагогический институт, 1965.

Кожевников М.М. Проблема кожно-оптической чувствительности. 

"Проблемы кожно-оптической чувствительности". Ученые записки, сборник 33, Свердловский пединститут, 1965.

Наряду с другими для объяснения кожно-оптической чувствительности Розы Кулешовой была выдвинута тепловая гипотеза. Предполагалось что лучи, избирательно отраженные от цветных поверхностей оказывают тепловое действие на воспринимающую руку, возбуждают температурные рецепторы, что и является сигналом для восприятия цветовых тонов.

Ряд исследователей провели специальную проверку этой тепловой гипотезы. Н.И. Судаков [9], нагревая в различной степени матовое стекло, на котором эпидиаскопом проецировались различные цвета, не обнаружил каких либо изменений в кожном восприятии цветов испытуемыми.

Я.Р. Фишелев и С.Н. Добронравов [9] пропускали цветовые лучи через толстый слой воды, поглощавший тепловые лучи, и также не обнаружили каких либо нарушений в кожном восприятии цветов испытуемыми.

На основании этих опытов авторы пришли к выводу, что температурные ощущения не играют существенной роли в восприятии цветов руками и не могут быть признаны основным механизмом кожно-оптической рецепции. Очевидно, этот вывод является правильным. Тепловая гипотеза не отражает существа кожно-оптической чувствительности.

Гольдберг И.М. Феномен Розы Кулешовой. 

"Проблемы кожно-оптической чувствительности". Ученые записки, сборник 33, Свердловский пединститут, 1965. 

Желая исключить воздействие тепловых лучей, мы пропустили  белый луч через трёхгранную призму. Затем этот луч был пропущен через теплопоглощающую линзу с водой, отражен в зеркале и направлен на экран из холста. С обратной стороны холста Роза Кулешова пальцами определяла цветовые тона радуги. Определяла она цвет и вид движущийся кривой на экране осциллографа. Было также отмечено, что в тёмной комнате при выключении света Роза ещё некоторое время может читать черные буквы и читать сине-фиолетовые тона спектра. Некоторые результаты этих исследований были опубликованы А.С. Новомейским в статье «Второе зрение» (газета «Тагильский рабочий», 16 декабря 1962 г.).

***

Несколько позже Роза Кулешова подверглась ещё одному циклу исследований – на этот раз в Москве. Программа исследований была составлена сотрудниками Института проблем передачи информации Д.Г. Мирзой, Д.Б. Богоявленской и проф. Ф.В. Бассиным из Института неврологии Академии медицинских наук СССР. В обследовании участвовали и представители Института биофизики АН СССР. Результаты исследования московских ученых были опубликованы в газетах «Известия» № 11 за 1963 г., «Красная звезда» от 3 феврале 1963 г. и др.

Новыми данными в опубликованных статьях было обнаружение возможности без участия зрения различать, зажжен или потушен в комнате свет, определять пальцами, но цвет бумажных квадратиков (белого и черного), на которых Роза стояла. Данные, полученные сотрудниками Института биофизики Академии наук СССР, были сообщены в газете «Известия» в статье под названием «Зрение в кончиках пальцев». Остановимся на описанных в статье опытах.

Исследователи проецировали изображение на экран из матового стекла, и Роза четко различала на нём светлые и тёмные места. Исключая тепловые лучи (поставив на пути изображения фильтр, поглощающий инфракрасные лучи), и, наоборот, оставляя лишь тепловую, а не видимую картину изображения, исследователи сделал вывод, что основное значение имеет не тепловое излучение, а восприятие света кожей пальцев, и, как пишет автор статьи, «оставалось только зрение – зрение в кончиках пальцев». На пальцы Роза направляли два разноцветных луча. Роза всегда различала цвета.  Далее физики установили, что на 1 мм² поверхности пальцев Розы приходится 10 светочувствительных элементов, по словам автора статьи, типа колбочек с тремя типами приёмника света: синими, красными и зелёными, - и что восприятие Розы аналогично зрительным восприятиям. В дальнейшем вместо этих элементов указывалось на роль светочувствительного пигмента в пальцах у Розы.

Смирнов М.С., Бонгард М.М. О кожном "зрении" Р.Кулешовой. 

Академия наук СССР. "Биофизика", том Х, выпуск 1, М., 1965. 

К инфракрасному (тепловому) излучению с длиной волны 0,8 - 1,5 мк. и мощностью, в 103 раз большей, чем надпороговая для пальцев в середине видимого спектра (0,5 - 0,6 мк.), Кулешова совершенно не чувствительна: это показывает, что она воспринимает свет не за счет его теплового действия.

Нюберг Н.Д. Зрение в пальцах. 

Статья опубликована в журнале Академии Наук СССР "Природа", 1963, №5.

Статья заведующего лабораторией зрения Института биофизики Академии наук СССР. 

Текстовый вариант

Роль терморецепторов

Трехцветность «зрения» Розы Кулешовой показывает, что его причиной не могу быть обычные терморецепторы. Это подтверждается отсутствием реакции на длинноволновые излучения. Нагревание, вызываемое светом применявшихся мощностей, было ничтожно, однако при исследовании случая исключительного необходимо было тщательно проверить и эту маловероятную возможность.

Сетка, использованная в опытах по разрешающей способности, проектировалась на матовое стекло последовательно следующими тремя источниками света: обычным светом лампы накаливания, давшим видимый и инфракрасный свет; тем же источником с теплофильтром, поглощавшим инфракрасные лучи и, наконец, с фильтром, поглощавшим видимый свет, но пропускавшим инфракрасный. Самая маленькая решетка, разрешавшаяся в первом случае, разрешалась и во втором, тогда как в инфракрасном свете Роза не могла определить направление рядов, даже при наиболее крупной сетке. В последнем опыте, чтобы компенсировать энергию видимого света, поглощённого фильтром, накал лампы был поднят даже с некоторым избытком. Эти опыты доказывают, что терморецепторы кожи не играют заметной роли.

Цитаты из фундаментального научного труда А.Н. Леонтьева "Проблемы развития психики" (1956). 

За это исследование автор получил Ленинскую премию. В работе А.Н. Леонтьев отклонил тепловую гипотезу "кожного" зрения. Исследования проводились в конце 30-х годов.

Цитаты из фундаментального научного труда А.Н. Леонтьева "Проблемы развития психики" (1956). 

За это исследование автор получил Ленинскую премию. В работе А.Н. Леонтьев отклонил тепловую гипотезу "кожного" зрения. Исследования проводились в конце 30-х годов.

Экспериментальные данные, полученные в этой серии опытов, подтвердили результаты первого исследования.

Изображение типичного протекания процесса возникновения чувствительности у одного из наших испытуемых этой серии представлено (по объективным данным) на рис. 8.

Как пример протекания опыта приведем протокол одного из последних экспериментов с этим испытуемым (табл. 1).

Вероятность роли посторонних, не учитываемых факторов, которая могла бы сказаться на результатах этой серии опытов, была сведена условиями экспериментов к минимуму: испытуемые были полностью отделены от экспериментатора, так что какие бы то ни было непроизвольные сигналы со стороны последнего были исключены; отключение контрольных лампочек полностью уничтожало эти возможности и со стороны ассистента; наконец, переход на вакуумный замыкатель с ртутью делал совершенно бесшумной единственную техническую операцию, совпадающую во времени с подачей основного раздражителя. Оставалось исключить моменты, связанные с действием самого потока видимых лучей.

[График на Рис. 8]

Рис. 8. Испытуемый К., серия А

Первым вопросом и здесь оставался вопрос о возможной роли тепла. Полученная нами величина на хорошо выверенных приборах (мы пользовались двумя различными калориметрами) — 0,006Q была, разумеется, во много раз меньше величины порога тепловой чувствительности. Оставалось выяснить, не меняется ли у наших испытуемых этот порог в ходе самих опытов. С этой целью мы измеряли порог тепловой чувствительности к инфракрасным лучам испытуемых в самом конце серии. Полученные в этих измерениях величины оказались, как и следовало ожидать, значительно выше (в десять раз), чем та, с которой мы имели дело в наших опытах (0,06—0,04Q). Таким образом, возможность реакции испытуемых непосредственно на тепловые лучи была исключена.

[Таблица 1]

Таблица 1

№ 47

Испытуемый К. 2/VI 1939

Можно было, однако, допустить существование непрямого теплового эффекта облучения, возникающего вследствие преобразования энергии видимых лучей.

Для того чтобы выяснить этот вопрос, были проведены специальные измерения.

Мы полагали, что в случае если нагревание действительно имеет здесь место, то оно не может не захватить также того участка кожи, который непосредственно примыкает к облучаемому участку. Поэтому, для того чтобы уловить тепловой эффект облучения, достаточно было систематически регистрировать в ходе опытов температуру ближайшего к облучаемому участка кожи, для чего в установке была вмонтирована специально изготовленная термопара, один из элементов которой прижимался пружиной к краю поверхности ладони испытуемого, подвергавшейся действию видимых лучей. Так как шкала зеркального гальванометра, растянутая на 300 мм, покрывалась перепадом температуры около 1,2° С, то, считая отсчетной единицей деление шкалы в 0,5 мм, мы могли уловить изменения с точностью около 0,005° С.

Измерения были проведены при различных величинах интенсивности (в Q) облучения. Так как в ходе опыта происходят значительные колебания температуры кожи, то сопоставлялись между собой средние величины, получаемые в конце полуминутных интервалов, приходящихся на засвет, и интервалов без засвета. Данные этих измерений показали, что: 1) при интенсивности облучения >0,10 — <0,16Q происходит незначительное, но закономерное повышение температуры кожи во время засвета; 2) при интенсивности облучения >0,006 и <0,10Q тепловая реакция, по-видимому, отсутствует; 3) при интенсивности облучения — 0,006Q (принятой в наших опытах) отсутствие тепловой реакции кожи несомненно.

Таким образом, влияние тепловой реакции кожи оказалось полностью исключенным.

С особенной уверенностью это можно утверждать в результате сопоставления полученных данных с данными об общих колебаниях температуры кожи во время опыта, которые мы получили путем систематического измерения температуры кожным электротермометром до начала опыта, в средине опыта и в конце его. Измерения производились в двух точках: в средине ладони, на облучаемом участке и на участке, с ним смежном.

Данные этих измерений показывают, что: 1) в течение опыта наблюдаются весьма значительные (до 1°С) колебания температуры кожи руки испытуемого; 2) наибольшие величины падают при этом на начало опыта, наименьшие — на средину и конец опыта и 3) существенных различий в динамике величины на облучаемом участке и на участке кожи, смежном с ним, не отмечалось.

Эти данные свидетельствуют, таким образом, о том, что наблюдаемые колебания температуры кожи испытуемого не зависят от воздействия света или во всяком случае эффект от этого воздействия полностью перекрывается влиянием других факторов; в первую очередь на понижении температуры кожи сказывается, по-видимому, тот факт, что рука испытуемого на протяжении опыта остается неподвижной и плотно прижатой к поверхности стола.

Следующий вопрос, который встал перед нами в этой серии исследования и который мы попытались разрешить, был вопрос о возможной роли конвекционного тепла.

Зажигание лампы, даже кратковременное, неизбежно вызывало разогревание окружающих их металлических сеток и, несмотря на устройство вентиляции, нагревание воздуха в установке, в частности в верхней части ее, отделенной стеклом, с которой непосредственно соприкасалась ладонь руки испытуемого. Можно было поэтому допустить, что реакции испытуемого отвечали изменениям температуры воздуха в установке. Хотя это допущение казалось нам маловероятным благодаря относительно медленному распространению конвекционного тепла, что при неравномерности засветов должно было дать исключительно сложную картину температурных колебаний, мы все же произвели специальные измерения.

Оказалось, что температура воздуха в верхней камере установки повышается (по данным более 30 замеров) в течение опыта примерно на 3° С. Это весьма важное обстоятельство. При столь резких колебаниях температуры воздуха, окружающего облучаемый участок, допустить реакции испытуемого на относительно совершенно ничтожную лучистую теплоту едва ли возможно. С другой стороны, эти данные показывают, что наблюдаемые колебания температуры кожи испытуемых не зависят от внешних тепловых воздействий (точнее говоря, что их влияние полностью перекрывается), так как температурные кривые кожи руки и воздуха в установке идут в противоположном направлении -- первые падают, вторые резко поднимаются.

Чтобы проследить зависимость динамики температуры воздуха, соприкасающегося с ладонью испытуемых, от включения осветителей, мы произвели измерения (с точностью до 0,1°С) с интервалами в полминуты на протяжении 50 мин., в течение которых было дано 22 засвета. Результаты этих измерений представлены в виде кривой на рис. 9.

На этой кривой жирными линиями проведены ординаты, соответствующие полуминутам засвета; ординаты, соответствующие интервалам без включения осветителей, не проведены линиями. Подсчитав по этой кривой число случаев, когда включение осветителей совпадало с повышением температуры, число случаев, когда включение осветителей не совпадало с повышением температуры, и число случаев повышения температуры без предшествующего включения осветителей, мы получили следующие величины: 11, 10 и 12. Следовательно, возможность ориентировки испытуемых на повышение температуры воздуха в установке в условиях наших опытов также была исключена.

[График на Рис. 9]

Рис. 9. Кривая повышения температуры воздуха в установке

В этой же серии исследования были проведены опыты с изучением влияния облучения на электрический потенциал и на изменение сопротивления облучаемого участка кожи.

Классический пример игнорирования научных фактов

Заведующий кафедрой медицинской психологии Казанского государственного медицинского университета психиатр В.Д. Менделеевич:

Для клинической психологии существенное значение имеют два феномена из области парапсихологии: «кожное зрение» и экстрасенсорное целительство. Под «кожным зрением» понимают новый нетрадиционный вид н способ фоторецепции при распознавании патологических состояний и заболеваний человека. Экстрасенс убежден, что способен производить диагностику отклонений функционирования внутренних органов другого человека на основании т.н. «кожного зрения», воспринимая форму, цвет и температуру поврежденного органа. Исследования, производимые с экстрасенсами, доказали, что у них фактически с помощью тренировки и иных способов повышен порог кожной чувствительности и не существует каких бы то ни было сверхъестественных способностей (Клиническая и медицинская психология).

Матвеев В.С. "Загадки и резервы психики", издательство Уральского университета, Свердловск, 1990.

(глава о кожном "зрении" написана совместно с А.С. Новомейским)

Когда испытуемый подносит руку к какому-либо окрашенному (цветному) образцу, то в зависимости от цвета образца и особенностей освещения образца и руки возникает более или менее интенсивный процесс теплообмена излучением. Рука, будучи мощным «фонарем», испускающим лучистую энергию, способна тонко реагировать (как и весь организм в целом) на особенности этого физического процесса теплообмена, зависящие от цвета образца. Из математических расчетов Ф.Е. Четина следует, что энергия этого инфракрасного излучения по своей величине доступна для кожного восприятия. 

Многочисленные эксперименты показали, что температурные ощущения не играют существенной роли в восприятии признаков цвета руками и не могут быть признаны основным механизмом кожно-оптической рецепции. Но этот факт успешно игнорируется. 

Для настоящего объяснения феномена необходимо изменить физическую картину мира.

Текстовая версия статьи 

(статья в формате jpeg выложена выше)

Фишелев Я.Р., Добронравов С.Н. О "кожном зрении у человека." В сборнике статей "Проблемы кожно-оптической чувствительности" Ученые записки. Сборник №33, Свердловск, 1965.

II. Экспериментальная проверка гипотезы необычной температурной чувствительности.

Необходимо было проверить предположение о том, что Р.А. Кулешова определяет цвета предметов, исходя из различной температуры окрашенных поверхностей.

Эксперименты по исследованию температурной чувствительности кожи кистей рук показали, что кожа третьего и четвертого пальцев руки испытуемой имеет более низкие пороги чувствительности к лучистому теплу, чем кожа других пальцев рук. Проведенные вслед за этим эксперименты должны были решить вопрос о значении повышенной температурной чувствительности при кожно-зрительных восприятиях Р.А. Кулешовой.

Один из них состоял в том, что кожа третьего и четвертого пальцев правой руки освещалась лучом света. В том случае, когда на пути луча помещался теплофильтр, за ним температура освещенного датчика становилась равно 29 С, а освещенность соответствовала 460 люксам. Затем вместо теплофильтра на пути луча помещался светофильтр. При этом температура повышалась да 29,5 С, а освещенность падала до 50 люксов. Несмотря на то, что в первом случае кожа испытуемого нагревалась слабее, чем во втором, она правильно определяла луч света, пропущенный через теплофильтр, как более яркий. Этот опыт ясно показал, что испытуемая о световых явлениях судит не по тепловым показателям.

Другой эксперименты состоял в следующем. Кисть правой руки освещалась то более ярким, то менее ярким лучами диапроектора. Р.А. Кулешова правильно определяла, какой из лучей более яркий. На вопрос о том, какой из лучей теплее, испытуемая правильно отвечала, «какой светлее, тот теплее». После этого в отсутствии испытуемой была собрана установка, состоящая из двух диапроекторов и теплоизлучателя. Рядом с диапроектором, дающим менее яркий луч света, был расположен теплоизлучатель, который излучал тепло по ходу луча света. Кисть правой руки испытуемой освещалась то одним, до другим диапроектором. В первом случае в пространстве, где располагалась кисть руки, освещенность была равна 500 люксам, а температура 23 С, в другом — 100 люксам и 24 С. Таким образом, кожа руки сильнее освещалась, но меньше нагревалась, либо наоборот освещалась менее ярким лучом света, но сильнее нагревалась. В результате Р.А.Кулешова правильно ответила, что в первом случае «светит больше, а греет меньше», а во втором «теплее, но не так светло». Из этого эксперимента следует вывод: испытуемая отличает кожно-световые и кожно-температурные раздражения.

Был проведен ещё опыт из этой серии экспериментов. В нем были использованы светящиеся составы (люминофоры), которые после возбуждения их светом сами начинают светится. Люминофоры были нанесены на бумажные полосы, наклеенные на лист черной бумаги. Светящиеся составы активировались путем засвечивания электролампой мощностью 500 ватт. После этого лампа гасилась, и они начинали в темноте ярко светится. Затем люминофоры и черная бумага, находящаяся между ними закрывались обычным прозрачным стеклом. Испытуемая третьим и четвертым пальцем правой руки прикасалась к стеклу и легко определяла местоположение светлых и темных участков. Но, может быть, в этом опыте Кулешова о светлоте разных участков стекла судила по степени их нагретости? Люминофоры и черная бумага, находящаяся между ними, при засвечивании в течение 15 секунд неизбежно нагревались. Однако измерение температуры светлых люминофоров и черных участков между ними, проведенное с помощью полупроводникового электрического термометра, показало, что последние нагреваются сильнее первых. После того, как засвеченные люминофоры закрываются стеклом, оно начинает нагреваться (до такого нагревания температура поверхности стекла была равно 18,5 С), причем над светлыми и менее нагретыми люминофорами оно нагревается меньше (до 21 С), чем над черными, более нагретыми участками (до 22,8 С). Значит, если бы Кулешова о светлоте разных участков судила бы по степени их нагретости (чем теплее, тем светлее), то она каждый раз ошибалась бы и светлое называла бы темным и наоборот. Но этого не было ни в одном из экспериментов со светящимися составами. Испытуемая всегда отвечала правильно. То же самое было ясно показано и на таком простом эксперименте. На металлическую пластину были наклеены полосы бумаги красного, голубого и желтого цветов. Один конец пластины нагревался. Кулешова прикасалась пальцами к нагретым и холодным участкам полос и правильно называла их цвета.

Таким образом, эта серия экспериментов показывает, что гипотеза о температурной чувствительности как причине изучаемого явления оказалась также несостоятельной.