Книга Революция в зрении. Что, как и почему мы видим на самом деле - Марк Чангизи

Находить буквы в природе забавно, однако тот факт, что мы в принципе можем развлекаться подобным образом — уже важное наблюдение. Представьте себе какие-нибудь менее популярные варианты этой игры “найди нечто в природе”: шрифт Брайля, клетчатый узор, контуры ушной раковины. Подобные игры никогда не станут модными — просто потому, что эти формы обнаружить в природе слишком трудно. Буквы же искать — одно удовольствие, а отсюда следует предположение: может быть, все дело в том, что буквы созданы по образу и подобию природы? То есть сам факт возможности наших забав с буквами подводит к фундаментальному техническому озарению: буквы формировались в виде естественных “подпредметов”. Простая перестановка слов — не “находить буквы в природе”, а “находить природу в буквах” — позволяет нам сделать шаг от игры к открытию.

Но действительно ли мы находим в буквах природу? Нам известно, что буквы состоят из штрихов, более или менее напоминающих контуры предметов, и что они выглядят естественнее, скажем, фотографий морских узлов. Также мы знаем, что количество отрезков на букву составляет примерно три — как раз столько, сколько требуется, чтобы буквы выглядели как естественные элементы видимых предметов. Не выяснили мы пока одно: имеют ли буквы соответствующую форму? На рис. 13б показано, с какой частотой те конфигурации линий, которые мы обсуждали выше, встречаются приблизительно в ста “звукописных” системах, использовавшихся в различные периоды человеческой истории. Заметно близкое сходство этой кривой с графиками на рис. 13а (те же, что на рис. 11 и 12а). На фонетических системах письма природа оставила тот же автограф. Выходит, природу действительно можно найти в буквах! А это делает слова, записанные при помощи обозначающих звуки знаков, более похожими на предметы, что, в свою очередь, помогает нам “обуздать” свою зрительную систему и приспособить ее к чтению, как это проиллюстрировано на рис. 14. Таким образом, любые используемые людьми визуальные символы — будь то нелингвистические знаки, китайские иероглифы или буквы фонетических систем письма — образованы теми же структурами, из которых складывается форма окружающих нас предметов, благодаря чему слова выглядят похожими на природные объекты. На рис. 15 представлена обобщенная диаграмма встречаемости различных конфигураций в природе и в используемых людьми символах всех типов. Видно, что в целом формы, наиболее распространенные в природе, являются и самыми востребованными в письменности.

Рис. 12.

а) График частоты встречаемости геометрических элементов в изображениях природы (тот же, что и на рис. 11). б) Распределение встречаемости различных конфигураций линий в китайской письменности и в неязыковых визуальных знаках. Можно видеть, что форма графиков для этих логографических изображений в значительной мере совпадает с результатами, полученными для природных объектов. Это удивительно, ведь большинство этих символов не похоже ни на какие конкретные предметы реального мира, но не ошеломляет, поскольку все они в принципе стремятся к “предметоподобию”. Выражаю благодарность Чжан Цюну за нелегкий труд, позволивший получить часть приведенных здесь данных.

Рис. 13.

Наглядная иллюстрация того факта, что на буквах лежит “печать природы”. а) График частоты встречаемости различных геометрических элементов в изображениях природы (тот же, что на рис. 11 и 12а). б) Частота встречаемости различных конфигураций в алфавитном письме. Очевидно, что формы букв соответствуют контурам, встречающимся в природе. Буквы в алфавитных системах письма выглядят как элементы нашего естественного окружения! (Притом “печать природы” не обнаруживается в случайных линиях и в стенограммах.)

Рис. 14.

Та же схема, что и на рис. 5, но с добавлением слова, написанного буквами. Из данной иллюстрации можно видеть, до какой степени замечательно система алфавитного письма соответствует механизмам, при помощи которых зрительная система распознает окружающие нас предметы. Структура такого письма основывается на контуроподобных линиях, которые складываются в буквы, напоминающие составные элементы реальных объектов, а эти буквы, в свою очередь, объединяются в похожие на предметы слова. К подобным же умозаключениям пришли нейробиологи Станислас Деэн и Лоран Коан.

“Автограф” природы, обнаруженный нами, остается в силе повсюду, где имеются в изобилии непрозрачные предметы: хоть в африканской саванне, хоть в кампусе Политехнического института им. Ренсселера, где я теперь работаю, хоть на другой планете. Если среда обитания инопланетян тоже образована непрозрачными объектами, а инопланетная культура тоже создавала систему письма, приспособленную для удобства глаза, с большой вероятностью она пришла к письменности, похожей на ту, какой пользуемся мы. К примеру, в любой среде, изобилующей непрозрачными предметами, L- и T-пересечения будут встречаться чаще Х-пересечений. А вот если бы наш мир был сделан из тонированного стекла, то Х-пересечения встречались бы на каждом шагу и “росчерк” природы выглядел бы совершенно иначе.

Рис. 15.

Частота различных конфигураций контуров, встречающихся в человеческих знаковых системах и в картинах природы, представленная в виде линии регрессии. Из графика видно, что конфигурации, наиболее часто встречающиеся в природе, являются наиболее типичными и для знаковых систем. Под знаковыми системами в данном случае подразумевается совокупность данных для неязыковых символов, китайских иероглифов и алфавитной письменности, однако та же самая закономерность наблюдается и для каждой из этих знаковых систем в отдельности.

Homo turingipithecus

Осенью 2003 года (я был тогда сотрудником Калифорнийского технологического института) мне в голову пришла безумная мысль. Каждый из нас носит в черепной коробке фантастически мощный компьютер. И вот я подумал: разве не было бы здорово, если бы мы сумели как-нибудь подключиться к этой мощности? Например, такое простое дело, как зрение, основано на том, что зрительной части нашего головного мозга приходится совершать вычислительные операции поразительной сложности. И мало того, что ваш мозг проделывает бесчисленное множество таких операций в секунду, ни одну из них вы еще и не воспринимаете как работу. В отличие от мышления, когда мы “перемалываем” идеи одну за другой, зрение не требует усилий. Более того, множество очень сложных зрительных стимулов может обрабатываться одновременно: одна увиденная нами картина — это тысячи входных сигналов. Мне стало любопытно, нельзя ли программное обеспечение (программы, предназначенные для переработки информации) перевести в зрительные образы так, чтобы при взгляде на этот специальный “визуальный софт” зрительная система невольно производила необходимые вычисления и запускала программу. Такая картинка была бы одновременно и программным обеспечением, и входными сигналами, которые это программное обеспечение обрабатывает. Ваша зрительная система производила бы вычисления безо всяких усилий — в том смысле, что вы ничего особенного при этом не чувствовали бы, — и выдавала бы такое восприятие, которое содержало бы решение произведенных вычислительных операций. Ваше зрительное восприятие и было бы результатом. Иначе говоря, я задался следующим вопросом: можем ли мы обхитрить свою зрительную систему, загружая в нее программы и по собственному выбору запуская их? На первый взгляд замысел может показаться бредом, но это не больший бред, чем использовать ДНК для компьютерных вычислений — идея, которую Леонард Адлеман в 90-х годах заставил нас воспринять всерьез. Что звучит бредовее: вычисления, выполняемые мозгами, или вычисления, выполняемые цистернами с бульоном из ДНК?