Принцип перцепции

Принцип перцепции

Перцепция – это распознавание образов. Первым кибернетическим устройством, которое могло запоминать и распознавать образы, был перцептрон Розенбладта. Это устройство основано на революционной идее.

До этого научные и технические попытки создать устройство распознавания были основаны на предположении, что распознавание – это сравнение и поиск совпадений с некоторым шаблоном по принципу подобия. Но такие устройства не работали. Все попытки были безуспешны. Незначительные искажения или изменения образа делают его неузнаваемым для такого устройства.

А вот глаз может распознавать образы не только разного масштаба и ориентации, но и с очень большой степенью искажений и различной степенью сходства, иногда очень отдалённого. Как он это делает? Идея перцепции, практически реализованная в устройстве Розенбладта, состоит в том, что образ распознаётся не по принципу подобия, а по принципу соответствия. И не по шаблону, а по виртуальной матрице, не имеющей буквального, фотографического сходства с образом.

В перцептроне рецепторы (например, фотоэлементы) соединены шинами с запоминающими элементами, которые расположены в виде математической матрицы. Поэтому, информация, которую запоминает массив элементов – это не фотография визуального образа, а видоизменённый, математически модифицированный (как бы закодированный в матрицу) массив информации, нечто вроде голограммы: она не является фотоснимком, не является визуальным подобием первоначального образа, но при этом определённым образом соответствует ему.

* * *

Попробуем понять, что такое сходство (или подобие) и что такое соответствие. Сходство и соответствие здесь, в контексте этой книги, являются важными дополняющими друг друга категориями.

Фотопортрет подобен лицу сфотографированного человека, он похож на оригинал. Снимки двух похожих людей могут быть сходны. Если взять два снимка одного и того же человека, то можно сказать о сходстве до степени полного подобия. Это пример сходства и подобия. Сходны и многие другие вещи: например, изобретения, научные теории и произведения искусства (русский Буратино похож на итальянского Пиноккио). Они всегда имеют преемственность в той или иной степени. Но, конечно, в творчестве сходство не должно быть до степени полного подобия, так как это расценивается как плагиат.

Соответствующие друг другу вещи или элементы могут быть не похожи друг на друга, и при этом являться элементами некоторой структуры. Например, электролампочка и патрон, в который вкручивается эта лампочка – это совершенно разные вещи, но при этом одна соответствует другой. Чтобы соответствовать друг другу, эти непохожие вещи должны иметь какие-то сходные элементы или параметры на более низком системном уровне. В примере с электролампочкой и патроном, такими элементами являются геометрия присоединительной резьбы и электропроводность контактирующих металлических деталей. Значит, соответствующие вещи в чём-то всегда сходны, хотя и различны. Папа всегда чем-то похож на маму, хотя они очень разные.

Таким образом, между сходством и соответствием есть глубокая системологическая связь.

Рассмотрим ещё две философские категории, очень важные для понимания изложенного здесь материала. Это взаимодополняющие категории ретрансляции и репродукции (репликации). Эти категории относятся к процессам копирования и к природе копий.

Ксерокопия или фотоснимок являются ретрансляцией оригинала: документа или окружающей фотокамеру оптической картины. Телепередача – это ретрансляция видео и звуковых потоков через эфир. Копии в таких случая являются «отражениями», рефлексиями. Они имеют сходство или подобие с оригиналом.

А вот, например, воспроизводство потомства через геном (репликатор), напротив, является репродукцией. Об этом можно прочесть в книге Ричарда Докинза «Эгоистичный ген» (Richard Dawkins. The Selfish Gene).

Репликация не является фотографической копией. Можно сказать, что она является не «ксерокопией», а «построением», «созданием», то есть она не копируется по каким-либо фрагментам (по пикселям, например, как в случае фотоизображения), а «создаётся», «строится», «производится» по некоей схеме, математической модели. Эта модель – репликатор. Модель-репликатор не похожа ни на оригинал, ни на копию.

Такую модель можно представить как некое математическое преобразование: «голограмму», матрицу или инвариант. Репликатор не имеет сходства с оригиналом, но соответствует ему. А вот созданная с его помощью репродукция (лат. – «воспроизводство», «воспроизведённое») имеет сходство с оригиналом, но не фотографическое, а в определённых аспектах.

Далее, репликаторами и репродукциями являются виртуальные модели, которые мозг создаёт, познавая этот мир. Р. Докинз предложил понятие «мем» (или «мим», англ. вариант написания в оригинале «meme»), которое хорошо объясняет многие социальные явления, связанные с распространением различных идей и традиций. Мем – это репликатор мысли.

Рассмотрим ещё один пример, из области программирования. Используются два различных метода построения компьютерных изображений: растровый и векторный. В первом случае изображение строится по точкам, во втором с помощью векторов (линий), пространство между которыми закрашивается различными цветами.

Растровая графика – это что-то вроде мозаики. Векторная графика – это что-то вроде контурных рисунков, которые рисуют дети и художники-мультипликаторы.

Первый способ построения изображения – это ретрансляция. Второй способ – репродукция посредством репликации (с помощью репликаторов). Они различны. В первом случае копия подобна оригиналу как слепок, во-втором – в определённых абстрактных аспектах восприятия.

При низком качестве мозаика или фотография выглядят как мутное отражение в зеркале, или как испорченная, «разбитая» кусочная или лоскутная картинка. В противоположность этому контурные рисунки воспринимаются иначе: как в той или иной степени схематичные, мультяшные. Они выглядят как грубые и примитивные, но не «лоскутные».

При высоком качестве оба способа могут давать одинаковые изображения. При достаточно высоком качестве изображения обычный пользователь не различает визуально, каким техническим способом было получено видео или фотоизображение.

Но деление копирования на ретрансляцию и репродукцию достаточно условно. Между ними на самом деле нет чёткой грани. Более того, ретрансляцию можно представить как простой случай репродукции, а репродукцию – как «усложнённую» ретрансляцию.