Vid - Samo Kralj

Comments

Transcription

Vid - Samo Kralj
Vid
kralj Samo
Merilniki živih bitij
Visoko razvita živa bitja so vrhunski izdelki narave, ki se odzivajo in prilagajajo na
spremembe v okolici. Naravo opazujejo s številnimi merilniki, ki zaznavajo svetlobo
(oko), zvok (uho), vonj (nos), toploto in »mehanske spremembe«, kot je npr. dotik
(koža) itd.. Vsak izmed teh merilnikov deluje v izjemno širokem režimu. Tako npr.
človeško oko minimalno zazna že 10-16 W svetlobe. V sončnem vremenu pa vpade v
oko približno 10-2 W svetlobe, kar je sto-krat-milijon-krat-milijon-krat več. Takšen
razpon merjenja je izjemen in ga verjetno še dolgo ne bomo dosegli v merilnikih, ki
jih uporabljajo v vrhunskih laboratorijih.
Hit sezone
Največ informacij iz okolice dobimo skozi oko. Slednje se je prvič pojavilo pred 543
milijoni let, ob začetku Kambrija. Pred tem so prevladovala mehka, polžasta bitja, ki
so se počasi valjala v morju. Z odprtimi gobci, ali pa na podoben način, so čakala na
»naključno kosilo«. Ko pa je narava izumila oko, je to »vohunsko orožje« postavilo
svet na glavo. Oko je povzročilo hudo tekmo za preživetje v izrazito bolj
tekmovalnem in brutalnem okolju. Vid je omogočil živalim, da so postale aktivni
lovci, ki so iskali in lovili hrano. Povprečna gibalna hitrost bitij se je posledično v
kratkem časovnem intervalu izjemno povečala (Pazi! V razvoju narave to pomeni
nekaj milijonov let in ne pol ure, ko npr. žena reče »še minutko, pa sem gotova«…).
Vid je naredil pravo revolucijo (t.i. kambrijsko eksplozijo), ki je veliko večino
»slepih« in počasnih bitij za vedno zbrisala s sveta. Velik uspeh na Zemlji je bil
pogojen s posedovanjem »super orožja« očesa in seveda možnostjo gibanja. Če tega
živalska vrsta ni imela, je postala zvesti abonent pogrebnega zavoda.
Vidni del elektromagnetnega valovanja
Večina živih bitij preko očesa zaznava vidni del elektromagnetnega (EM) valovanja,
ki ga imenujemo »svetloba«. EM valovanje razvrstimo glede na valovno dolžino (po
domače: »dolžino koraka« valovanja), ki jo označimo s črko λ. Vidni del zajema ozko
območje, kateremu ustreza valovna dolžina med λ=0.4 in 0.8 mikrona (mikron je
tisočinka mm). Poznamo še druge »pasme« EM valovanja, ki pa se od vidne svetlobe
razlikujejo le po vrednosti λ. Zanesljivo poznate radijske in TV valove, infrardeče
(toplotne), UV (zaradi njih lepo porjavimo ob praženju na sončni plaži) in x–žarke
(»žarek« je ime za del valovanja, ki kaže v smeri njegovega širjenja). In zakaj je
narava izmed različnih ponudnikov izbrala prav »vidni« del valovanja? Zakaj ne npr.
x-žarkov? Razlog je podoben vzroku, za kaj uporabljamo na stranišču WC-papir in ne
npr. tanke zlate lističe. Na Zemlji je namreč podnevi obilo »vidne svetlobe«, s katero
nas zastonj časti Sonce. Sonce oddaja vse vrste EM valovanja, toda zaradi svoje
temperature (na površini Sonca je okoli 60000C) oddaja največ vidne svetlobe. Poleg
tega se žarki vidne svetlobe na predmetih »običajne« velikosti (od nekaj mm dalje) le
malo uklanjajo (po domače »zavijajo« za vogal). Zato lahko direktno vidimo, kje se
nahaja kak predmet, od katerega se odbije svetlobni žarek. Objekt vidimo namreč le
takrat, če se od njega odbije žarek in če ga ujamemo v oko. Za primerjavo, zvočno
valovanje (ki pa ni EM valovanje!) se na objektih omenjenih velikosti učinkovito
uklanja. Zaradi tega lahko npr. v gledališču poslušamo, kaj se dogaja na odru, čeprav
pred nami sedi NBA košarkaška ekipa, ki nam zastira pogled. Toda preko zvoka v
splošnem težje zaznamo, kje je njegov izvor.
Narobe svet
Pa poglejmo, kako vidi človek. Svetlobne žarke sprejeme preko očesa, v katerem je
zbiralna leča in mrežnica, na kateri so razvrščeni številni detektorji za svetlobo. Leča
omogoči zbiranje žarkov in izostritev slike na podoben način kot pri fotoaparatu. V
glavi imamo »računalniški« program, ki nam potem prevede vpadle žarke v »sliko«.
Vsak človek ima v povprečju rahlo drugačno oko in tudi »program«, zato vsak vidi
svet malce drugačno. Zanimivo je, da zbiralna leča očesa obrne sliko, tako da imamo
na mrežnici »svet postavljen na glavo«, ki ga nato naš »software« v glavi spet obrne.
Pri tem je naš vidni software izjemno prilagodljiv. V nekem poskusu so
prostovoljcem nataknili na glavo očala, ki obračajo »svet na glavo«. Sprva so se
prostovoljci opotekali po svetu kot prekomerno odžejani pijanci po zapiralnem času
gostilne. Toda v nekaj dnevih so se navadili na takšno »sliko« sveta in jo sprejeli kot
običajno. Ko so jim nato vzeli očala, so kandidati imeli spet enake težave, kot so jih v
začetku nošenja očal.
V prvem delu članka smo spoznali evolucijski razvoj vida. Prva primitivna očesa so
zaznavala le jakost svetlobe in smer, iz katere je ta prihajala. Naknadno so nekatera
očesa dobila še zbiralno lečo. Slednja je omogočila zbiranje svetlobe in »gledanje
slik«. Oko kot eno izmed pomembnejših organov živih bitij, se zato nahaja
neprimerno bližje možganom v primerjavi z npr. manj pomembno zadnjico.
Človeško oko
Omejimo se na človeško oko. Na t.i. mrežnici so razvrščeni milijoni detektorjev, ki
zaznavajo svetlobo. Ločimo dve vrsti detektorjev: paličice in čepke. Paličice so
številnejše (pokrivajo 95% mrežnice) in omogočajo natančno gledanje v »črno-beli
tehniki«. Za zaznavanje barv so odgovorni čepki. Slednji so bolj izbirčne narave in
začnejo delovati le pri dovolj veliki jakosti svetlobe. Zato v mraku vidimo svet le v
»črno-beli tehniki«. Jakost vpadle svetlobe kontroliramo z zenico. V primeru močne
svetlobe, ki bi lahko »skurila« detektorje, se zenica pripre. V primeru šibke svetlobe
pa se na široko odpre in s tem omogoči boljše sprejemanje informacij iz okolice.
Podobno se zenica moških močno razširi, če vidijo privlačno žensko in ženskam, če
vidijo privlačno obleko. Sliko predmetov izostrimo s spreminjanjem goriščne razdalje
leče, kar nam omogočijo očesne mišice. Morda niste vedeli, da lahko s primernim
treniranjem teh mišic popravimo ne prehudo kratkovidnost. Kolega mi je v ta namen
posodil neko rusko knjigo z vajami. Knjigo sem prebral predvsem zato, ker je bila
primerno tenka (okoli 20 strani). Po desetih minutah napornih vaj pa sem sklenil, da
bom raje gledal svet skozi očala.
Šola gledanja in vid brez očesa
Sproženi detektorji nato pošljejo vidne informacije v možgane, kjer jih naš software
primerno obdela in jih predstavi z ustrezno sliko. »Gledanja« se moramo naučiti,
podobno kot npr. govorjenja. Do tega spoznanja so znanstveniki prišli pri preučevanju
ljudi, ki so jim omogočili vid z ustrezno operacijo šele v starosti. Tik po operaciji so
videli le prelivanje barv. Šele s časom so si preko učenja, kjer so si pomagali
predvsem s tipanjem bližnjih predmetov, razvili sposobnost »videnja« okolice.
V odvisnosti od tega, kaj gledamo, se nam odzivajo različni deli možganov. Znanost
je že tako napredovala, da lahko preko opazovanja magnetnih aktivnosti v možganih
grobo sklepamo na to, kaj človek gleda. Na podlagi teh raziskav je že možno
opazovanje grobih orisov okolice brez oči, torej preko kamer, ki ustrezno (glede na
sprejeto sliko v kameri) električno vzbujajo možgane. Tako bomo lahko zelo verjetno
v bodočnosti kaj gledali brez »pravega gledanja«, torej le s primernim vzbujanjem
možganov (npr. s pomočjo zunanjega magnetnega polja).
Kače hodijo v Las Vegas
Ljudje in večina živali opazuje svet preko vidnega dela elektromagnetnega (EM)
valovanja. Današnja tehnologija nam omogoča tudi gledanje t.i. toplotnih žarkov
(infrardeči del EM valovanja), ki imajo daljše valovne dolžine v primerjavi z vidno
svetlobo. Opazovanje toplotnih žarkov nam omogočajo posebna očala, ki premaknejo
(podaljšajo) valovne dolžine infrardečega valovanja v vidno območje. S takšnimi
očali lahko opazujemo ponoči sevalce toplote (npr. živa bitja). Takšen vid uporabljajo
kače, saj je izjemno primeren za nočni lov malih živali. Zaradi slednjega so imeli
marsikatere neprijetne težave pri gradnji svetlečega Las Vegasa. Močno toplotno
sevanje mesta so okoliške kače klopotače zaznale kot bogato zakladnico debelih mišk
in so se zato množično odpravljale na kosilo v Las Vegas. Toda obisk v mestu
hazarda so drago plačale in tako so dandanes kače v tem območju že prava redkost.
Morda bo za marsikoga izjemno prijetna novica, da so znanstveniki že razvili
merilnike, ki omogočajo opazovanje telesnih oblin pod obleko. Trenutno te merilnike
poskusno uporabljajo na nekaterih letališčih predvsem v antiteroristične namene. To
nekako spominja na ameriško ambasado v Berlinu v eks-Vzhodni Nemčiji, kjer naj bi
čuvaji z daljnogledi budno opazovali dogajanja v okolici. Nekega dne je prišla na
obisk nenapovedana kontrola, ki je preverila, kam so usmerjeni pritrjeni daljnogledi:
vsi so bili usmerjeni ali v kopalnice ali pa v spalnice okoliških hiš.