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

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.

Рис. 10.1.

Приматы имеют центр вокализации в мозге, но использование его возможностей зависит от “второстепенной” случайности – управление гортанью и формой ротовой полости, необходимое для развитой речи, возможно, если в гортани выполнено специфическое механическое условие – присутствует небольшая косточка. Её называют гиоид (рис. 10.1). Например, у шимпанзе её нет, а потому у них нет членораздельной речи. Нередко этим пытаются объяснить причины того, что шимпанзе (в стиле навязываемых дарвинизму переходных форм) не “превратились” в человека. Но шимпанзе стали другой ветвью эволюции совсем не из-за этой косточки. Случайности ягодиц и секса у них другие – вот что направило их эволюцию по другому пути, хотя от человека её отличает всего 1,1% генов.

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.

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