Техника - молодёжи 1990-11, страница 20

Трибуна смелых гипотез

Несколько лет назад сотрудник Института органической химии АН СССР доктор химических наук А. В. Камерницкий высказал мысль о том, что живая природа параллельно использует два языка наследственности. Один, известный нам, основан на последовательной записи «букв» генетического кода, складывающихся в слова, фразы и целые произведения (по этой причине молекулу ДНК часто называют «книгой жизни»). А в другом, еще совершенно не изученном, используются, если продолжать аналогию, скорее принципы пиктографического письма, где каждый знак выражает сразу целое сложное понятие. Но в каком виде и где могут быть записаны такие пиктограммы?

Вячеслав ЖВИРБЛИС, журналист

Два языка жизни

маннам

Во времени и в пространстве

Если вспомнить, как мы учимся читать, то станет ясно, что, вообще говоря, между буквенной записью и пиктограммой принципиальных различий нет. Узнавать буквы мы в детстве начинаем не сразу целиком, а рассуждая: простой кружок — О; кружок с хвостиком — Б; две палки с перекладиной — Н... Потом буквы начинают восприниматься быстро, но их самих еще приходится складывать в слоги и слова, произнося вслух или про себя. Рано или поздно достигается мгновенное восприятие целых слов, затем фраз, а мастера скорочтения сразу видят и воспринимают даже абзацы и страницы текста.

Значит, приобретая навык чтения, человек обучается распознавать все более сложные образы — от простейших палочек и кружочков до целых слов и их сочетаний, которые становятся для него как бы единым иероглифом. При этом постепенно сокращается время прочтения все более сложных элементов текста за счет расширения пространства, охватываемого одним взором. Иначе говоря, полноценное, осмысленное восприятие любой сложной информации происходит как во времени, так и в пространстве. Если же монотонно бубнить текст по слогам, то общий смысл скорее всего будет потерян.

А как читает свою «книгу жизни» развивающийся организм? Неужели он тупо перебирает букву за буквой, не имея возможности осмыслить все написанное в целом?

Задача распознавания целостных образов — одна из сложнейших даже для современных ЭВМ. Первоначально ее пытались решить

именно методом «побуквенного чтения»: образ разлагали в линейную последовательность элементарных сигналов (как при передаче телевизионного изображения) и затем сравнивали ее с такой же последовательностью, полученной от эталонного образа. Но быстро выяснилось, что даже самая мощная ЭВМ не может таким путем за разумное время надежно отличить, скажем, изображение кошки от изображения собаки. А вот сами животные практически безошибочно узнают друг друга в доли секунды, хотя быстродействие их нервной системы на много порядков уступает «электронному мозгу».

Из этого следовал лишь один вывод: при распознавании достаточно сложных объектов поэлементная переработка информации во времени оказывается неэффективной и должна быть дополнена анализом в пространстве.

Информационное поле ЭВМ

«Подключить» пространство помогла параллельная обработка информации в сложно организованных сетях процессоров, каждый из которых представляет собой самостоятельный мини-мозг. При этом, грубо говоря, один из них тщательно анализирует всю информацию о хвостах встреченных животных, другой — об их лапах, третий — об ушах и т. д., а затем полученные результаты сопоставляются и оцениваются главным процессором. Именно так удалось научить ЭВМ различать даже очень похожие образы, узнавать одни и те же объек

ты в разных ракурсах, понимать слитную человеческую речь и т. п.

Итак, произошел переход от чисто линейного, временного к пространственно-временному машинному мышлению, сходному с работой мозга. Обратите внимание: это стало возможным, лишь когда потоки информации в ЭВМ сами приобрели достаточно сложную пространственную структуру, образовав своеобразные информационные поля.

Сразу же поясним, что информационное поле можно задать в любом обобщенном математическом пространстве, то есть в любой системе координат, по осям которой отложены самые различные параметры — температура, частота колебаний, экспертная оценка качества изделия... В любом случае суть в том, что информация образует не линейную последовательность, а некую многомерную структуру.

Конечно, информационное поле может иметь вполне реальный геометрический или физический смысл,— например, когда речь идет о форме предмета. Скажем, если предмет осветить пучком когерентного света, то в окружающем пространстве возникает электромагнитное поле, которое с полным правом можно назвать информационным (см. «ТМ» № 9 за 1988 год). Это поле можно зафиксировать на фотопластинке в виде голограммы, а затем, осветив ее тем же когерентным светом, получить трехмерный образ.

Голографический принцип лежит в основе оптических систем распознавания, в которых реализуется чисто пространственный метод переработки информации. Суть его

СИГНАЛ КОРРЕЛЯЦИИ

Р и с. I. Распознавание образов в оптическом корреляторе: информация о форме объекта преобразуется в голографический образ, и о случае его близости к эталонному на выходе устройства появляется сигнал корреляции.

18