Зрительное восприятие симметрии как фактор эстетического переживания

Симметрия физического мира — это фундаментальное понятие, интересное для многих научных дисциплин, каждая из которых предъявляет свои права на определение и разработку этого явления. Греческое слово «симметрия» означает соразмерность, пропорциональность, одинаковость в расположении частей. При этом различают симметрию зеркальную, переносную и поворотную, а также сочетания различных видов симметрии. О симметрии часто говорят как об универсальном принципе организации реальности, который, однако, парадоксален тем, что явление симметрии неразрывно связано со своим «антиподом» — асимметрией. Симметрия характеризуется как неподвижность и стабильность и в природной среде может считаться следствием необходимости сохранения устойчивости. В то же время она почти всегда подвержена трансформации или движению. В геометрии под симметрией понимают неизменность геометрического объекта по отношению к каким- то геометрическим преобразованиям, выполняемым над ним (или совмещение фигуры при определенного рода геометрических преобразованиях). Согласно Г. Вейлю, под симметрией следует понимать неизменность (инвариантность) какого-либо объекта при определенного рода преобразованиях (Вейль, 1968). В этой связи явления константности восприятия в целом, хотя и с большой степенью обобщения, можно тоже трактовать как своеобразные явления симметрии.

Симметрия является вездесущей особенностью зрительной среды и филогенетически доступна к обнаружению уже насекомыми. Обработка воспринимаемой симметрии является важным этапом и, вероятно, одним из онтогенетически первых процессов функционирования нейронной системы зрения человека. На это, в частности, указывает быстрота обнаружения им симметрии. Например, для восприятия зеркальной симметрии, причем как в естественных, так и в искусственных зрительных сценах и даже в условиях загроможденного фона, достаточно всего 50 мс. Явления двусторонней симметрии имеют большое влияние на поведение людей и животных, а также их взаимодействие с окружающим миром. Так, и животные, и люди склонны к выбору партнеров, формы тел которых визуально как можно более симметричны. В частности, лицевая симметрия играет важную роль в межличностных отношениях, являясь одним из основных факторов внешней привлекательности человека (Perrett et al., 1999). Показано ее влияние на уровень привлекательности субъекта для потенциальных половых партнеров и длительность отношений в паре (Wade, 2010). Не только параметры привлекательности, но и возрастные и половые различия демонстрируют связи с явлением симметрии.

Феномен симметрии—асимметрии занимает важное место в процессе чувственного эмоционального восприятия мира; в частности, он тесно связан с эстетическим переживанием человека (McManus, 2005). Однако вопрос о конкретном содержании осуществляющейся в процессе восприятия взаимосвязи явления физической симметрии объектов и их изображений с порождением эстетического переживания продолжает оставаться открытым.

Сегодня эстетическое переживание разрабатывается в рамках ряда исследовательских направлений, среди которых лидируют эволюционный, психофизический, интуитивистский, психодинамический и экзистенциальный (Сабадош, 2015). В настоящей статье внимание уделено первым двум: проанализированы современные исследования, прежде всего психофизические, сенсорного уровня восприятия визуальной симметрии в его связи с формированием эстетического переживания. Рассмотрены аспекты применения принципа симметрии к математическим моделям симметрии и многомасштабному представлению форм; теория срединных осей применена к анализу механизмов порождения эстетического переживания в таком особом перцептивном акте, как восприятие дзеновского сада камней. На этой основе оказалось возможным предложить гипотезу о метачувственном происхождении эстетического чувства, порождаемого переживанием взаимосвязи осуществляющегося в форме актов симметризации процесса зрительного восприятия с симметрией возникающих перцептивных образов.

Предпочтение симметрии и эстетическое восприятие

Роль симметрии в искусстве трудно преувеличить — она является одним из определяющих факторов создания и восприятия произведений искусства, в частности, их красоты. Когда в лабораторном исследовании наблюдателям предъявлялись зрительные изображения в виде абстрактных симметричных форм или случайных узоров, были получены как положительные (в первом случае), так и отрицательные (во втором) эффекты восприятия в зависимости от сконцентрированности наблюдателей на регулярности рисунка, которую они классифицировали посредством быстрых и автоматических ответов (Bertamini et al., 2013). Иными словами, симметрия воспринимаемой сцены оптимизировала перцептивный процесс.

Предполагается, что предпочтение симметрии объясняется легкостью (незатратно- стью) обработки симметричного изображения (Winkielman et al., 2006). Но действительно ли зрительно воспринимаемая симметрия «нравится глазу»? Множество данных о явных предпочтениях наблюдателем симметричных объектов/сцен свидетельствует, что это именно так. Когда не вмешиваются Струп-подобные эффекты или пост-лексические механизмы, зрительная симметрия спонтанно вызывает положительный эффект и приводит к аффективно подобным явлениям (Pecchinenda et al., 2014).

Показано, что симметричные зрительные изображения в целом предпочтительнее случайных узоров. В исследованиях с использованием теста неявных ассоциаций (IAT) установлено, что симметричные паттерны связаны со словами положительной валентности (например, любовь), а случайные узоры — со словами отрицательной валентности (например, ненависть). Валентность является важной характеристикой эмоций, но не менее интересным является соотношение между измерением «симметрия—случайность» и измерениями активации (возбуждения) и сложности. Здесь, во-первых, показана неявная связь симметричных узоров со словами с высоким уровнем возбуждения, а случайных узоров — с низким уровнем возбуждения. Во-вторых, симметричные узоры оказались связаны с простыми математическими выражениями, в то время как случайные образцы — со сложными. Никакой связи с другим аспектом математической сложности — большие или маленькие числа — обнаружено не было. Таким образом, реакции на симметрию включают в себя как положительную валентность, так и высокое возбуждение. Считается, что эти эмоциональные ответы определяются перцептивной простотой симметрии на фоне беглости эстетической оценки (Bertamini et al., 2013).

Естественное предпочтение симметрии широко наблюдается в биологических системах, во многих аспектах восприятия человека, а также часто дискутируется творцами и историками искусства в качестве ключевого компонента эстетического опыта. В последние несколько лет разработан и активно используется объективный метод измерения такого предпочтения на основе регистрации бессознательных движений глаз во время наблюдения одновременно предъявляемого набора стимулов (Holmes, Zanker, 2012). Соответствующий направляемый взором итерационный эволюционный алгоритм был успешно применен для того, чтобы проверить предпочтения в симметрии в наборах разных стимулов. После нескольких воспроизведений этого алгоритма наблюдатели останавливались на изображениях с симметричными свойствами, предпочитая их менее симметричным сценам, что подтверждено в контрольном перцептивном тесте (Holmes et al., 2016).

Предъявление симметричных стимулов часто используется как инструмент изучения механизмов восприятия. Например, методом электроэнцефалографии выявлено, что эстетическое предпочтение красоты отнюдь не спонтанно, а требует определенной интенции (Hofel, Jacobsen, 2007). При этом формирование эстетического суждения происходит на фоне активности зон головного мозга, связанных не только с эстетическим созерцанием, но и с принятием эстетических решений.

В случае симметрии собственно живых организмов эволюционная роль феномена предпочтения симметрии заключается, по всей видимости, в сигнализации об уровне гармоничности живой системы. Изменения в симметрии органов или организмов с двусторонней структурой могут служить индикатором уровня неблагополучия конкретной экосистемы. Экологический контекст симметрии животных и растений определяется тем, что особый симметричный фенотип генерируется через многочисленные сети взаимодействий от уровня клетки до экосистемы в целом. Уровень шума окружающей среды и способность конкретного генотипа представлять различные фенотипы в разнообразных средовых условиях (так называемая фенотипическая пластичность) определяют выживание или смерть как на индивидуальном, так и на популяционном уровне. Некритичные средовые изменения имеют важное значение для формирования генетической изменчивости и развития биологических адаптаций. Когда же шум в окружающей среде достигает стрессогенного уровня, превышающего возможности организма по обеспечению собственной стабильности, наблюдаются отклонения от симметричности в органах или организмах с двусторонней структурой. Причины таких отклонений коренятся либо в неспособности организма сдерживать расстройства в стрессогенных условиях, либо в эндогенных реакциях организма на такие условия, что искажает процесс его развития. Такое явление называется флуктуирующей ассиметрией — это ненаправленное отклонение в симметрии двусторонней структуры, нормально распределенной в популяции. Низкая флуктуирующая ассиметрия связана с большей стабильностью развития. Анализ флуктуирующей асимметрии в конкретной экосистеме часто используется для измерения степени экологических возмущений (Daloso, 2014).

Явления симметрии играют большую роль не только в зрительном восприятии, но и в чувствах других модальностей, а также во взаимодействии между ними. Образование неслучайных ассоциаций между ощущениями разных модальностей — это вполне обычная практика для человека. Известно, что сладкий вкус сочетается с округлостью, а кислый и горький — с угловатостью. Тем не менее, происхождение таких ассоциаций остается неясным. Есть свидетельства, что некоторые типы симметрии воспринимаются как более приятные, чем другие. Также для зрительной обработки имеет важное значение количество симметрии. Именно количество, а не тип симметрии в решающей степени влияет на то, как формы связаны со вкусами. Фигуры со сравнительно высоким числом осей симметрии воспринимаются как самые сладкие и наименее горькие, а также наиболее приятные и менее угрожающие. Кроме того, контур фигуры модулирует эффект симметрии по ассоциативному объединению форм со вкусами. Значимая взаимосвязь между вкусовыми оценками и оценочными заключениями предполагает возможное посредничество эмоций в установлении соответствия формы и вкуса (Salgado-Montejo et al., 2015; Turoman, 2016).

Итак, на сегодняшний день в психологии восприятия выявлена достаточно обширная феноменология эстетических предпочтений и переживаний симметрии, не имеющая, однако, приемлемого объяснения. Вследствие этого целесообразно, в частности, обратиться к возможностям математических интерпретаций сложных отношений между симметрией и формой объектов восприятия.

Симметрия и многомасштабное представление форм

Процесс восприятия симметрии является предметом большого числа современных исследований (Hamada et al., 2016; Treder et al., 2011; Van der Helm, 2015; Van der Helm, 2011; Van der Helm, 2010), и в последние десятилетия не только установлены многие характеристики зрительного восприятия симметрии (Treder, 2010), но и предложен целый ряд моделей данного процесса (Poirier et al., 2010). Однако ни одна из них не в состоянии полностью охватить исследуемое явление, что свидетельствует о сложности и изменчивости изучаемого процесса. В модели не получается «уместить» все известные свойства восприятия симметрии, к тому же большинство из них ограничены типом стимуляции (точка, контур, шум и т. п.). Трудности в создании универсальной модели восприятия симметрии в литературе связываются с качеством интегральности обсуждаемого процесса. Например, при обнаружении симметрии человек одномоментно проявляет чувствительность к области, близкой к оси симметрии, и к контуру изображения, несмотря на явно различные пространственные свойства данных параметров.

Одной из основных характеристик формы объекта, которую можно использовать в качестве признакового описания, является граница объекта. Анализ геометрии форм показывает, что формы полностью описываются кривизной контуров и границ формы. При этом сущностным биологическим признаком формы является симметрия. Таким образом, граница отражает особенности формы и делает возможным поиск, основанный на сходстве соответствующих признаков различных форм. Для нахождения особенностей границы используются разнообразные методы, например, представление контуров в виде последовательности особенностей-примитивов (выпуклостей и вогнутостей). При аппроксимациях объекта с различной точностью особенности формы будут проявляться согласно своей значимости. На практике соответствующие детали изображений, подлежащих восприятию, существуют только в пределах ограниченного масштабного диапазона, зависящего от расстояния, на котором находится наблюдатель. Чем более ярко выражена такая особенность, тем дольше она сохраняется при уменьшении точности аппроксимации. Поэтому здесь важно не только выявить особенности формы, но и оценить значимость каждой особенности границы. Таким образом, возникает задача построения такого дескриптора формы, который содержит информацию об особенностях формы объекта на заданном уровне аппроксимации и масштабирования (Жукова, Рейер, 2014).

К настоящему времени существует несколько подходов к изучению формы, которые построены на описании кривизны масштабного пространства (Mokhtarian et al., 1996); выделении медиальных (срединных) осей, или скелета, предложенного Х. Блюмом (Blum, 1973) при разработке методов анализа формы биологических объектов; использовании симметричных множеств (Bruce et al., 1985), объединяющих локальную и глобальную информацию о форме в аналитическом представлении. Здесь исследование формы осуществляется с помощью окружностей в разных масштабах. Симметричное множество — это совокупность точек, являющихся центрами окружностей, которые в свою очередь являются касательными к форме в двух точках. Понятие срединной оси здесь вводится как подмножество, содержащее только максимальные окружности. Предсимметричное множество — это совокупность пар точек, в которых окружность касается формы (Kuijper et al., 2005). Графическое представление срединной оси является весьма привлекательным аналитическим приемом, тем более что она может быть эффективно вычислена. Некоторые результаты сравнения разнообразных форм (начиная от рыб и кончая ручными инструментами) между собой в контексте их совпадения приведены в работе (Sebastian et al., 2003).

Соединение подхода срединных осей и кривизны масштабного пространства представляет собой введение формы и ее описаний в конструкт масштабного пространства. Кривизна масштабного пространства определяется движением средней кривизны, что позволяет проследить эволюцию формы и ее симметричного множества под влиянием движения средней кривизны (Kuijper, Olsen, 2005), а это является определенным процессом деформации поверхностей в нормальном направлении со скоростью, равной ее средней кривизне (Mantegazza, 2011). Образующиеся таким образом в масштабном пространстве формы определенные пути могут быть использованы для описания форм и их сравнения между собой (Kuijper, Olsen, 2005; Kuijper et al., 2015). Таким образом, масштабирование и симметрические множества играют важную роль в анализе форм и их изображений. Соединение кривизны масштабного пространства и предсимметричных множеств может быть интересно для дальнейших исследований, включая представления трехмерных форм (Tagliasacchi et al., 2016; Xia et al., 2011).

Одним из интересных применений теории срединных осей является исследование дзеновского сада камней — несколько камней особым образом расположены на плоской площадке для рассматривания этой композиции в строго определенном ракурсе. До сих пор во многом непонятно, почему сад, планировка которого вплоть до XXI века не анализировалась с научных позиций, производит столь сильное психологическое воздействие на наблюдателей (Arakawa, 2016).

Исследование дзеновского сада камней

В работе, выполненной в Киотском университете (Япония), предпринята попытка объяснения принципа создания совершенного дзеновского сада камней на примере одного из известнейших садов камней, расположенного в киотском храме Риоанхи и созданного между XIV и XVI веками неизвестным мастером.

Зрительное восприятие формы «земли» и камней сада было проанализировано с помощью трансформации пространственной картины в срединные оси, что часто ассоциируется с восприятием формы человеком (Van Tonder, Lyons, 2005). Установлено, что если соединить середины отрезков между камнями относительно направления взгляда из заданной точки наблюдения, то появятся очертания ветвей дерева. Это означает, что на первый взгляд бессистемный микропейзаж из камней и мха на квадрате гравия выложен по гармоничным очертаниям древесных ветвей, расположенных симметрично относительно камней (см. рисунок). При взгляде на сад камней с определенного места пустое пространство формирует в подсознании созерцателя образ дерева, что, по мнению исследователей, и «добавляет саду загадочной привлекательности» (Van Tonder, Lyons, 2005). Эксперимент с произвольными компьютерными моделями сада камней показал, что при нарушении структуры дерева соответствующий эстетический эффект восприятия пропадает.

Анализ взаимосвязи принципов дизайна японских садов (Lyapin, 2015) и эффектов их восприятия показал, что данные принципы, описанные в тексте по садоводству Сингена (1466), имеют многочисленные параллели с принципами и эффектами гештальтпсихологи- ческой перцептивной группировки. Скрытая зрительная картина из фигур камней и фона земли содержит в себе натуралистические симметрично-асимметричные, самоподобные и ветвящиеся структуры наподобие фракталов (Miura et al., 2011; Van Tonder, Lyons, 2005).

Иными словами, сад камней — не случайное образование, а, по-видимому, своеобразный тренажер для воспитания чувств у средневековых воинов (самураев). В частности, можно предположить, что его перцептивный эффект связан с тем, что образование симметрических отношений внутренне присуще механизму процесса ощущения, т. е. чувственный образ восприятия сцены сада, возможно, входит в особый «резонанс» с указанным механизмом, что и проявляется в метачувстве гармонии, переживаемой человеком, находящимся в особой точке наблюдения дзеновского сада.