Визуальные образы как параметры порядка зрительного восприятия

В книге «Принципы работы головного мозга» Хакен предложил объяснение зрительного восприятия и формирования образов с помощью принципа подчинения синергетики.

Хакен утверждает, что в ситуации начального рассмотрения картины или визуального образа мозг воспринимает не образ, а комбинацию различных паттернов - возможных структур восприятия. Предполагается, что мозг обучен распознавать паттерны и содержит в себе память - как набор прототипов - идеальных паттернов и соответствующих им параметров порядка.

При зрительном восприятии прототипы мозга соотносятся с параметрами порядка образа. Мозг исследует близость паттерна к прототипу. Таким образом, параметры порядка, соответствующие образу и прототипам, начинают конкурировать, и один из параметров порядка - наиболее близкий к прототипу, побеждает, отождествляясь с ним.

Далее этот параметр порядка перестраивает всю систему восприятия, заставляя мозг как бы «дорисовывать» образ до целостного восприятия. Этим можно объяснить способность нашего мозга достраивать целое изображение по его частям.

Классические иллюзии восприятия - неоднозначные фигуры, например, бистабильность «ваза - лицо» объяснимы как переключения между параметрами порядка - макроструктурами восприятия в сети нейронов головного мозга.

Встает вопрос о том, как мозг получает прототипы и как он формирует образы?

Прототип связывается с устойчивостью паттерна восприятия. Паттерны - на макроуровне - могут иметь сложную фрактальную структуру, а динамика их параметров порядка описывается с помощью нелинейных дифференциальных уравнений, теории катастроф.

Предполагается, что запоминаются и становятся выразительными только устойчивые образы, по которым мозг сравнивает все остальные паттерны. Прототипы воспроизводятся визуальной культурой человека.

На основании этих представлений Хакен создал ряд математических моделей так называемого «синергетического компьютера», показавшего хорошие результаты при распознавании лиц людей и их эмоциональных состояний.

С работами Германа Хакена перекликаются работы нейрофизиологов, сформировавших голографическую гипотезу деятельности мозга.

Голографическая гипотеза была сформулирована выдающимся американским нейрофизиологом, лауреатом Нобелевской премии Карлом Прибрамом. Прибрам обратил внимание на подобие концептуальных подходов голографии и нейрофизиологии. Как известно, голография реконструирует образ не по интенсивности излучения, а по образцу волнового фронта, генерируемого на фотографической пленке возбужденным электроном или фотоном. Каждая точка голограммы указывает частотную составляющую волновой формы, которую можно записать с помощью Фурье-преобразования. Говоря иначе, каждая точка голограммы фиксирует волну, которая отражается не от какой-то части объекта, а от всего объекта одновременно - важно то, что волна нелокальна. Таким образом, голограмма обладает удивительным свойством - по любой ее точке можно восстановить все целое. Целое становится свернутым и распределенным в каждой части.

Прибрам выдвинул и обосновал гипотезу о том, что подобными голографическими свойствами обладает сеть нейронов нашего мозга при распределенной обработке данных восприятия.

Таким образом, паттерн восприятия нелокален - параметр порядка макросистемы восприятия локализован не в отдельном органе мозга, а распределен голографически в целой сети.

Когнитивные науки

Работы Германа Хакена, Карла Прибрама вписываются в контекст корпуса так называемых «когнитивных наук», формирующих новые представления о визуальном восприятии человека.

Этот подход развивает представления об аудиовизуальном восприятии как о специфическом познании мира.

Каковы свойства этого познания?

Сторонники этого подхода отрицают независимость нашего зрительного восприятия от наших соматических особенностей. Мы не видим реальные цвета или звуки. Мы видим и слышим результаты интерпретации нашего мозга. Поэтому наше познание телесно - оно обусловлено нашими способностями к движению, нахождению в пространстве и пр.

Наше восприятие цветов и звуков есть результат эволюции - результат онтогенеза и филогенеза. Мы так воспринимаем мир не потому, что он таков, а потому, что мы таким образом сформированы.

Наше визуальное восприятие и познание ситуационно. Оно не может мыслиться вне конкретных контекстов.

Визуальное восприятие - динамический и самоорганизующийся процесс. Изменение нашего восприятия мира может поменять нас самих и мир.

Среди создателей новой концепции такие ученые, как Рендал Бир, Роберт Брукс, Тимоти ван Гелдер, Энди Кларк, Жорж Лакофф, П. Маес, Эрих Прем, Эстер Телен, Франциско Варела и ряд других.

Однако надо заметить, что телесная нагруженность нашего восприятия не означает солипсизм и полную субъективность процессов познания.

Российские исследователи Е. Князева и А. Туробов отмечают:

«Самим когнитивным механизмам живых существ свойственна направленность к максимально возможной очищенности результатов восприятия от привнесенных, в том числе и конкретно-телесных, факторов. Речь идет о том, что не только все конусы частично перекрывают друг друга, подобно световым кругам прожекторов на сцене, но и каждый из конусов сам по себе содержит прогиб, тягу в сторону объективированности даваемой им картины.

...Мы могли бы привести еще и такое сравнение, поясняющее суть устранения случайно привнесенного в восприятие: хорошие видеокамеры оборудованы устройством компенсации тряски, когда случайные колебания мгновенно улавливаются и элиминируются, чем обеспечивается устойчивость картинки.

Объективированность может пониматься также и как притягивающее состояние - аттрактор - в эволюционном процессе формирования органов чувств у биологических особей.

Это можно пояснить на примере развития слепоглухонемых детей. Имеются, в частности, поразительные свидетельства многолетних наблюдений за развитием слепоглухонемых детей под руководством психологов школы Э.В.Ильенкова и В.В.Давыдова в загорском интернате под Москвой (ныне Сергиев Пасад). Казалось бы, одновременное отсутствие от рождения важнейших способностей восприятия и выражения вовне - зрения, слуха и речи - должно приводить к формированию совершенно искаженной схемы восприятия и неадекватной картины мира. Грубо говоря, слепоглухонемые дети должны были бы развиться в некие червеподобные существа, воспринимающие мир лишь через осязание, вкусовые ощущения и обоняние.

Но опыт свидетельствует о прямо противоположном. У них при соответствующей помощи воспитателя закономерно формируется практически столь же полноценная и многогранная картина мира и способность понятийного мышления, как и у обычных людей. Это означает, что даже если формирование схем восприятия начинается у индивида с резкого отклонения и крайней скудости притока впечатлений, то вектор развития все равно переориентируется на максимально развернутую схему, созданную в ходе эволюции вида, подобно тому, как росток из любых положений тянется к свету».

Несмотря на прогресс в области когнитивных наук, анализ процессов восприятия, много вопросов еще осталось без ответа.

Самый важный из них связан с соотнесением символьного и визуального восприятия мира.

Действительно, голографическая гипотеза и синергетика утверждают, что процесс восприятия связан с коллективными эффектами и самоорганизацией, сложным поведением системы, состоящей из очень большого числа элементов.

Вместе с тем, человек упрощает свое восприятие до системы символов, формируя языки, отображающие то, что он воспринимает.

Есть ли связь между символьным восприятием, отображаемым в конечных и дискретных символах и знаках, и образным восприятием, разворачиваемым вокруг сложных паттернов сетей мозга?

Вопрос состоит в том, как соотносятся между собой перцептивные и лингвистические структуры: как макрообразы и параметры порядка, формируемые нашими когнитивными возможностями, трансформируются в язык и языковое поведение?

Предполагается, что это поведение соотнесено с определенными знаками, как структурными компонентами определенного языка.

Можно предположить, что распознавание знаков напоминает распознавание образов - вычленение параметра порядка. Однако дальнейшее функционирование знака развертывается по сценариям формирования символьных конструкций и разворачивания языка и схем объяснения.

Это функционирование изучается семиотикой - наукой о знаках и знаковом поведении.

Семиотика

Под семиотикой, или семиологией (от греч. - знак), понимают учение о знаках и знаковом поведении:

«Семиотика ставит своей целью создание общей теории знаков во всех их формах и проявлениях: как у человека, так и у животных, как в норме, так и в патологии, как в языке, так и вне его, как в индивиде, так и в обществе. Таким образом, семиотика - это интердисциплинарная сфера».

Это высказывание американского философа Чарльза Уильяма Морриса (1901-1978) из его работы «Значение и означивание» как нельзя лучше характеризует семиотику как междисциплинарное направление в гуманитарных науках, сформировавшееся в середине прошлого века трудами философов и методологов, лингвистов и филологов, логиков и математиков, культурологов и социологов, биологов и психологов.

Основателем семиотики по праву считается американский философ, логик, математик, основоположник прагматизма Чарльз Сандерс Пирс (1837-1914). Пирс исследовал категорию знака и показал его триадическую природу, ввел классификацию знаков и знаковых систем, предложил сам термин «семиотика» и очертил дисциплинарные границы семиотики.

История понятия знака имеет давнюю традицию. Стоики понимали знак как сущность, образуемую отношением означающего и означаемого. Означающее воспринимается. Оно относится к органам чувств и является эстетическим явлением. Означаемое понимается, т. е. относится к языкам и понятиям.

Например, знаком улыбки может быть последовательность из шести букв «улыбка» или пиктограмма «:)», которую русскоязычные пользователи Интернета называют «смайлом». Означающим улыбки является воспринимаемая нами специфическая мимика человека, ее выразительные и эстетические особенности. Означаемым улыбки является наше понятие улыбки - представления о том, как человек выражает радость. Мы, имея понятие улыбки, обозначаем в языке мысль о том, что наблюдаемая нами мимика является улыбкой, а не гневом или скорбью.

Таким образом, стоиками референция знака (указание знака на вещь) была отделена от значения - от того, как понимается и интерпретируется означающее.

Например, в кино знаком можно считать изображение лица актера на экране, означающим - само лицо, означаемым - эмоциональное переживание (смысл), которым наделяли это лицо зрители при просмотре кинокартины.

Исследования стоиков продолжил Августин (354-430). Его интерпретация знака соответствовала духу средневековой философии, делившей знания на явные (профан-ные, стоящие перед глазами) и тайные (сакральные, скрытые от глаз и не доступные ощущениям). Познание, с точки зрения средневековой философии, имеет двойную природу, два уровня, которые нельзя редуцировать. Методы познания феноменов (того, что воспринимаемо органами чувств) отличаются от методов познания ноуменов (того, что скрыто).

Поэтому любой текст, как набор знаков некоторого языка, всегда подразумевает как минимум два толкования - профанное (феноменологическое) и сакральное (ноуменологическое).

В этом случае возникает проблема, связанная с тем, что феномены неопределимы, так как наши знаки и наш язык бедны для описания ощущений. Действительно, на феномены можно указать только во время их восприятия. Например, мы можем указать на цвет в момент его восприятия и сказать, что мы видим зеленый цвет. Но как определить зеленый цвет слепому человеку или дальтонику, как ему дать языковые инструменты предъявления сходств и различий зеленого цвета с другими цветами?

Проблему различения идей и ощущений исследовал английский философ XVII в. Джон Локк (1632-1704). Он предположил, что идеи, которые нельзя определить в языке, соответствуют нашим ощущениям.

Например, мы не можем определить цвет в языке, но у нас есть идея цвета. Поэтому идея цвета соответствует нашему ощущению цвета.

Такого рода идеи есть называемые Локком «простые идеи», комбинируя которые, мы получаем составные идеи, имеющие определения и соответствующие понятиям. Изучая способы обозначения идей, различия обозначений простых и составных идей, Локк употребил термин «семиотика» - как учение о знаках, применяемых для обозначения идей.

Отношения идей, феноменов и вещей - любимая тема философии и логики прошлого века. С этой точки зрения этапными для развития семиотики являются работы Готлоба Фреге (1848-1925), который ввел различие между значением и смыслом предмета, сформулировав представление о так называемом треугольнике Фреге - отношении между предметом, значением предмета и смыслом, или концептом, предмета.

Идею троичности знака, с точки зрения различения означаемого и означающего, впервые ввел, как выше рассмотрено, Чарльз Пирс. Он понимает знак как «нечто, которое противопоставлено кому-то для чего-то» («something which stands to somebody for something»).

Пирс вводит три типа знаков с точки зрения отношений означаемого и означающего: иконы, индексы и символы. Иконы фиксируют отношение геометрического, фактического или визуального подобия означаемого и означающего. Примерами знаков-икон могут быть карта сражения, изображение животного.

Индексы - знаки, устанавливающие отношения между означающим и означаемым по ассоциации. Например, индексом является пульс или температура (означающее -болезнь, означаемое - симптоматика). Индексами являются следы на песке (означающее - человек, их оставивший, означаемое - форма следов).

Символы - знаки, фиксирующие конвенциональные отношения между означаемым и означающим. То есть символ - результат соглашения, правила, устанавливающего отношение между означающим и означаемым. Знак интерпретируется так, а не иначе только потому, что такое правило известно. Если по иконам или индексам можно догадаться об обозначающем, выстроить гипотезу, то по символам этого сделать нельзя.

Большинство знаков естественного языка являются символами. Например, обозначения «the apple», «яблоко» являются символами обозначающего - яблока, так как обозначаемые - слова естественного языка, обозначают вещь в результате языковой конвенции.

Характеризуя классификацию Пирса, Роман Якобсон замечает:

«Одной из важнейших черт семиотической классификации Пирса является тонкое осознание того, что различие трех основных классов знаков - это лишь различие в относительной иерархии. В основе разделения знаков на иконические знаки, индексы и символы лежит не наличие подобия или смежности между означающим и означаемым, равно как и не исключительно фактический характер связи между двумя составляющими, а лишь преобладание одного из этих факторов над другим. Пирс заявляет, что «было бы трудно, если не невозможно, привести пример абсолютно чистого индекса или пример знака, абсолютно лишенного свойств индекса». Такой типичный индекс, как указующий перст, передает неодинаковое значение в различных культурах; например, у некоторых южноафриканских племен, показывая пальцем на какой-нибудь предмет, его таким образом проклинают. С другой стороны, «в символ всегда включается своего рода индекс, и без индексов было бы невозможно обозначить, о чем говорит человек»».

Вопросы

В чем сходство и различие науки и культуры?

Дайте определения фрактала.

Что такое параметр порядка синергетической системы?

Почему визуальные образы могут быть параметрами порядка синергетической системы?

Что такое когнитивные науки?

Какие виды знаков изучает семиотика?

Литература

Басин М.А., Шилович И. И. Синергетика и Internet: Путь к Synergonet. СПб., 1999.

Князева Е., Туробов А. Познающее тело. Новые подходы в эпистемологии // Новый мир. М., 2002. №11. Концепция виртуальных миров и научное познание. СПб., 2000.

Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. М., 2002.

Пирс Ч.С. Избранные философские произведения. М.: Логос, 2000.

Рабордель П. Люди и технологии (когнитивный подход к анализу современных инструментов). М., 1999.

Рогозина И. В. Медиа-картина мира: когнитивно-семиотический аспект. М.; Барнаул, 2003.

Синергетическая парадигма. Нелинейное мышление в науке и искусстве. М., 2002.

Хакен Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М., 1985.

Семиотика: Антология. М.; Екатеринбург, 2001.

Артефакты

Слово «артефакт» раньше употреблялось в биологии для обозначения (называния) искусственного образования, например, опухоли или возникшего процесса, не свойственного здоровому организму. В современных науках оно имеет более широкое применение. Но наибольшее использование оно получило в психологии инструментации и инструментализма (и в искусствоведении XX в., где все сделанное художником становится «артефактом»).

Инструментация характеризуется процессами приобретения навыков использования инструментов, овладения «схемами» действия, а инструментализм - процессами изменения самого инструмента. В ней используются понятия артефакта, или искусственно созданного орудия действия, и катахрезы - примененного не по первоначальному назначению объекта в качестве инструмента. Инструмент - это соединение артефакта и схемы.