Страница 118 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наука

Понятие о языках вызывает ассоциации с человеческой речью. В её основе излучение и приём акустических волн, распространяющих­ся в воз­духе, а также в жидкостях и твёрдых телах. Физическими харак­те­ри­с­ти­ками акустических сигналов, используемыми для их кодировки, явля­ют­ся частотные спектры и автокорреляционные функции, отражаю­щие связи фаз гармонических составляющих колебаний.

Живым организмам для генерации звуков необходимо два укруп­нён­ных блока

механизм для излу­че­ния зву­ко­вых волн;

управление генерацией звуков, формирующее сигнал-волны.

Уп­рав­ле­ние генерацией звуков находится в центре вокализации в лимбической сис­­теме моз­га. Центр вокализации ши­ро­ко пред­ставлен у певчих птиц. В палеонтологических масштабах он возник задолго до по­­яв­ле­ния человека разумного.

Механизм для генерации звуков есть гортань. В формировании зву­­ков как сигналов участвует ротовая полость в роли резонатора. Такой механизм позво­ляет ге­не­рировать сложные звуковые сигналы, используя мышцы для управления спектром и автокорреляцией. Подобный прин­цип взаимо­дей­ствия генератора звуков и перестраиваемого резонатора используют все известные духовые музыкальные инструменты.

Управление генерацией звуков и механизмы для их излучения при эволюции жизни возникли как случайности. Например, общеизвестна спо­­соб­ность не­ко­торых ви­дов попугаев копиро­вать человеческую речь. Как под­чер­ки­ва­­лось в главе III, энер­ге­­ти­ка полёта нак­ла­дывает жест­кие огра­ни­чения на уве­ли­чение объёма мозга птиц. Поэтому спо­соб­ность птиц к управ­ля­емой ге­нерации слож­ных звуковых сигна­лов не может быть использована мозгом в полной мере. Она является “бес­по­лез­ным” урод­ством. Кавычки постав­ле­ны по­тому, что конкретных пред­за­данных целей и пользы в эволюции жиз­ни и ра­зума нет.

Время возникновения человечес­кой речи датируют в ди­а­па­зоне от 100 тысяч до 2 миллионов лет на­зад. В 1983 г. при рас­коп­ках на горе Кармель в Израиле был обнаружен скелет неандертальца, дати­ро­­ван­­ный 50 – 60 тысячами лет назад. Хотя сам череп отсутствовал, впер­­­вые уда­лось найти гиоид [166]. Ископаемый гиоид неандертальцев неот­личим от гиоида современного человека. Это доказывает, что неан­дер­тальцы обла­да­ли речью. Вопрос о её совершенстве имеет разные оценки.

Слуховой ап­па­рат млеко­питающих содержит в качестве воспри­ни­ма­ю­щего элемента акустическую мембрану – барабанную перепонку. Ис­­следования Д. Бекеши показали, что смещение барабанной пе­репонки всего на 0,1 ангстрема (1 нм) соответствует ощу­ще­нию че­ло­ве­ком сла­бо­го звука. Для сравнения напомню, что диаметр атома во­до­ро­да оце­ни­вает­ся ве­личиной порядка 8 анг­стрем. То есть, слу­ховая сис­те­ма чело­ве­ка реа­гирует элект­рическими сигналами на механи­чес­кие де­фор­мации, ко­то­рые почти в 100 раз меньше размеров самого ма­лень­кого атома. Тот факт, что слух некоторых животных лучше, чем у человека – общеиз­ве­с­тен. Кстати, огромная чувствительность характерна и для зре­ния. Ещё С.И. Вавилов показал, что глаз здорового молодого человека спо­собен ощущать единичные фо­то­ны как слабые вспыш­ки света.

Обработка сигналов органов слуха, в частности, человека про­исхо­дит по принципам известных в технике ана­ли­заторов спек­т­ра колебаний. В применениях к электромаг­нит­ным ко­ле­баниям эти прибо­ры похожи на обычные радиоприём­ни­ки – из­ме­ня­ется частота настройки резонансного контура при­ёмника и реги­ст­ри­ру­ет­ся амплитуда колебаний в функции от частоты настройки. Тех­ничес­ки это осуществляется нес­коль­ко иначе.

В ухе человека сканирование во времени резонансной акусти­чес­кой на­ст­рой­ки заменяется улиткой – полостью, в которой резонанс на раз­­ных частотах имеет адрес в пространстве. Нервные клетки вдоль улит­­­­­­ки (рецепторы) регистрируют спектр принятых ухом сигналов, обра­бот­ка кото­рого дру­гими нервными клетками включает в себя опреде­ле­ние функций ав­то­­корреляции в них.

Рецепторы в органах слуха отличаются от рецеп­торов глаза. Ней­роны и их связи в этой системе иные. Но аналогия с прин­ци­пами зрения остаётся – слух это есть формирование случайных сигналов, передава­емых в мозг. Функ­ция распределения этих сигналов зависит от спектра и автокор­ре­ля­ции принятых звуковых волн.

В результате в мозге сиг­на­лы ор­ганов слуха обрабатываются по прин­­ципам всё той же основ­ной для ра­боты моз­га схемы рис. 9.1 (в пара­г­рафе 1 предыдущей главы) – на основе экст­ре­мумов энтропии-инфор­ма­ции и её производства, устанав­ли­ваемых с помощью процедуры нор­ми­­ров­ки энтропии-информации при участии ней­ро­ме­ди­аторов, нейро­пеп­­ти­дов, факторов роста нервов. Уча­с­тие в этом особенностей звуко­вых волн как физического явления или их соответ­ст­вия физическим свой­ст­вам про­цессов и объектов напрямую органами слуха не исполь­зуется.

Экстремумы энтропии-информации зависят от функций рас­пре­де­ле­ния параметров объектов, каждый раз выраженных в признаках сво­его уровня иерархии энтропии-информации. Спроектиро­ван­ное на сет­­чат­ку гла­за изображение, когда оно поступает в мозг чело­века, описывается в терминах объектов и про­цес­сов работы самого мозга – функций рас­пре­деления и корреляции, экстремумов энтропии-информации и её произ­вод­ства. Аналогично обрабатываются сигналы органов слуха. Этот от­рыв физических воздействий на органы чувств от результатов работы нервных систем и мозга особо силён в языках и речи людей.

В терминах объектов и процессов мозга, действующим в улитке уха звуковым волнам, соответствуют случайные сигналы (2 на рис. 9.1) и описывающая их функция распределения. Результат работы мозга с эти­ми сигналами есть состояния в слое ней­ронов 4 и выходные сигналы о них 9. Ни первые, ни вторые не содержат и не могут содержать в виде своих явных пере­мен­ных тех физи­чес­ких законов и процессов, которые соз­дали звуковые волны в улитке. Связи, которые устанавливаются по схеме рис. 9.1, со­дер­­­жат в себе закономерности метаболических реак­ций орга­низ­ма, но они произвольны в терминах физических перемен­ных, опи­­сы­­вающих первичные воздействия на органы чувств. 

Сопоставьте это с определением аксиом в предыдущем параграфе. Сиг­налы органов чувств в том виде, в котором они отображаются в моз­ге, всегда есть объекты, термины, отноше­ния, которые произ­воль­ны, то есть они всегда являются аксиомами сами или в своих комбинациях. Со­поставление с помощью схем вида рис. 9.1 в мозге сигналов многих органов чувств и метаболизма в целом есть проверка ощущений как ак­си­ом и установление их истинности, выражающей важную для выжи­вания особи часть свойств объектов и процессов в её окружении. Для мозга человека (и создаваемых им абстракций) связь с выживанием не­пря­мая и, как правило, длинная и сложная.

Построения мозга име­ют основу в признаках объек­тов и процессов в природе, но теряют прямую функциональную связь с ними в сиг­налах органов чувств потому, что синтез информации связан с забы­ва­нием пред­истории.

Забывание прошлого как физико-химических законов, образо­вав­ших объекты и процессы природы – первичная основа прин­ци­пов ра­­­бо­ты органов чувств и нервных систем у всех видов жиз­ни от однокле­точ­ных ор­га­низ­мов до мозга человека. Но ведь именно это лежит в ос­но­ве поня­тия об ак­си­о­мах. В частности, разговорные язы­ки являются на­бором боль­шого числа незави­си­мых аксиом. Поясню.

Разговорный язык состоит из алфавита – сигналов-зву­ков. В него входят образованные из этих звуков слова. Правила синтеза из слов предложений и их понимания создаются в виде почти не связан­ных между собой аксиом, обозначающих повседневные взаимоотно­ше­ния людей между собой и с окружающим миром. Они вводят во взаимо­со­от­ветствие звуков с объектами и их отношениями упрощающие ус­ло­вия. Но это не есть условия, отражающие свойства объектов в терми­нах физи­чес­ких законов. Это условия, ограничивающие слу­чай­ный про­из­вол в терминах и понятиях самого произвола. 

Меняются отношения людей и среда, в которой они живут – не­об­ра­тимо исчезает часть аксиом как слов и отношений в языке. Нельзя взять словарь Даля и произвольно извлекать из него забытые сло­ва, как это делают некоторые писатели. Слова исчезли не по произволу “плохих людей”, а потому, что исчезли из обихода по­ня­тия, предметы, отно­ше­ния, которые они обозначали (или они сильно изменились).

Приведу ещё пример. Средняя частота колебаний звукового спек­т­ра, передающего речь человека (вы­со­кий или низкий тембр голоса), за­ви­сит от соотношения мужских и женских гормонов в организме. Любой вам объяснит – это отличие тембров голоса для то­го, чтобы самцы от­ли­чались от самок. Забудьте, наконец, об этом. Нет в живых системах по­­ня­тия – “для того, что­бы”. Сам факт ге­не­рации зву­ков животными и че­­ло­веком – случай­ность. Её за­ви­симость от гормо­наль­­ного статуса ор­га­­низ­ма в том, что по­ло­вые гор­мо­ны обла­да­ют ана­бо­­ли­чес­ким дейст­ви­ем – изменяют силу мышц. Это сложным образом ска­зывается на раз­ме­рах и упругости сте­нок рта как ак­усти­чес­ко­го ре­зо­натора, форми­ру­ющего зву­ки голоса. Естественный от­бор зак­репил разный тембр голоса потому, что он создаёт преиму­ще­ст­ва для размно­же­ния? Неиз­вест­но! Более вероятно, что разница темб­ров голоса мужчин и женщин побоч­ный эф­фект, а не ре­зультат отбора. 

Нет однозначных физических связей языков и объектов в природе. Имеет смысл по­становка исследовательской задачи о таком преобра­зо­вании речи и языков для глухих или глу­хо­­не­мых, чтобы речь между ор­га­низмами передавалась электромагнитными вол­нами или электричес­ки­ми импульсами, как у рыб. Это не противоречит прин­ци­­пам работы орга­нов чувств, нервных систем и мозга. Нужно только осуществить такое обу­че­ние мозга, чтобы в нём возникли аналоги функций распределения и корреляций, формируемых как ответ на сигналы уха. Непреодолимые или устранимые труднос­ти при этом могут возникнуть в сугубо конк­рет­ных деталях процессов в ор­га­­низме или в ин­женерных устройствах. Но это не изменит главного – языки есть на­боры произвольных аксиом, минимально ограниченных пра­вилами, ко­­торые не относятся к их су­ще­ст­ву. Отличие объектов (су­ще­ст­ви­тель­ных) и действий-движений (глаго­лов), отношений поло­же­ний в про­ст­ранстве и во времени, при­чин­ности и следствий – вот тот максимум правил-соответствий объектам природы, который остаётся в языках. Кста­­ти, эти правила имеют по­до­бие в разных языках, что сви­де­тель­­ст­ву­ет об универсальности в работе мозга, но не о законах, описы­ва­ю­щих са­ми процессы и объекты.

Человеческие языки и их отличия друг от друга сформировали (в функции от условий при территориальной и социальной изоляции че­ло­ве­ческих групп) ма­лые особенности косточки–гиоида, акустики полости рта и лаби­рин­та уха. Се­годня в обиход вошло взаимо­дей­ст­вие человека и ком­­пью­­тера. В нём стал использоваться, в частности, обыч­ный разговор­ный язык. Им стал преимущественно английский. Компьютер предъяв­­ляет свои тре­бо­ва­ния к языку. Фактом является изменение раз­го­вор­ных языков под вли­я­ни­ем компьютер­ных. Начался процесс стихий­ного видо­из­менения анг­лий­с­ко­го языка под давлением этих требований и стали ак­туальными работы по соз­данию принци­пи­аль­но новых языков, совмес­ти­мых с ком­пью­тер­ны­­ми. Интересные предложения по разработке таких язы­ков содержатся в [167], [168].

Ещё раз подчеркну. Синтез новой информации в виде перехода на старшую ступень иерархии синтеза информации связан с забыванием си­с­темой своего прош­­лого. Поэтому живая система (как уро­вень иерархии энт­­­ропии-информации) может определить, например, “камень” только в терминах и объектах своего уровня иерархии. Ими в первую очередь яв­ля­ются экст­ре­­мумы энтропии-информации и её производства, для кото­рых объек­та­ми являются элект­ри­ческие импульсы, состояния нейронов, нейромеди­а­то­ры, нейропеп­тиды, гормоны, вещества в форме факторов роста нервов. Прошлое забыто, поэтому напрямую объекты на уровнях иерар­­­­хии, от­вет­ственных за жизнь и разум, неопределимы в терминах объек­тов (законов) не­жи­вой природы.