Човекът обработва информацията за света логаритмично
Оказва се, че обработваме информацията за света логаритмично. И не говорим за хора с висше математическо образование. Напротив, логаритмичната обработка на сигналите от външния свят е била характерна за нашите предци и все още е запазена в някои племенни и архаични общества. Но линейното мислене далеч не е толкова ефективно.
Ако възрастен, израснал в развита индустриална страна, бъде помолен да назове произволно число между едно и девет, той най-вероятно ще назове 5. И по този начин ще демонстрира пример за линейно мислене. Но ако зададете същия въпрос на роден в традиционно, архаично общество или на дете, тогава най-вероятно ще чуете "3" в отговор. Колкото и да е странно, децата и хората от примитивните култури в този случай демонстрират по-сложно, логаритмично мислене: 3:1 е 3 0, а 9 е 3 2 . Следвайки тази логика, 3 1 е точно между тях.
Но защо хората, които нямат представа за логаритми, получават такова интуитивно желание за висша математика? Учените предполагат, че той е заложен в нашия мозък. Още през 1858 г. немският физик и психолог Густав Теодор Фехнер формулира връзката между математиката и нашите сетива. Интензивността на усещането, което възприемаме, изчислява Фехнер, е пропорционална на логаритъма на силата на стимула. Този закон се нарича закон на Вебер-Фехнер или основен психофизичен закон. Често се формулира по следния начин: "Когато силата на стимула се променя експоненциално, интензивността на усещането се променя в аритметична прогресия."
Разбира се, това правило не е абсолютно, но остава вярно за стимули, които са в рамките на нашето нормално възприятие: над прагачувствителност и под прага на болката. Законът на Вебер-Фехнер се среща навсякъде. Логаритмичните единици се използват за измерване на музикални интервали. Главен сред тях е октавата, интервалът между два звука, единият от които има два пъти по-голяма честота от другия. Блясъкът в астрономията е величина, пропорционална на логаритъма на светлинния поток.
Химическата скала на реакцията на средата, т. нар. киселинна скала, също се изгражда по логаритмичен принцип. Стойността на pH се определя от съотношението: pH = - lg [H+], където [H+] е концентрацията на положителни водородни йони в разтвора. В този случай чистата вода при стайна температура, имаща [H+] =10 -7, се приема за нула. Освен това, с увеличаване на киселинността, стойността на pH намалява. Основата на логаритъма в този случай е 10.
Спомнете си, че всички тези скали са разработени въз основа на субективни усещания. Блясъкът на небесните тела е безразмерна величина, която характеризира осветеността, създадена от небесен обект в близост до наблюдателя. Яркостта на един източник се показва чрез сравняването му с яркостта на друг, взет за стандарт. (Такива стандарти обикновено са специално подбрани звезди). Първите химични индикатори са били и човешките вкусови рецептори, които подсказвали кое е повече и кое по-малко кисело.
Би било логично да приемем, че процесите на възприятие в нашето тяло работят по логаритмични закони. Но защо? Поради някои причини са били необходими фактори на околната среда, казват учените. За да се затвърди еволюционно, такова "логаритмично" възприятие трябва да служи на човек в полза, увеличавайки шансовете му за оцеляване. Защо е по-добър от линейния? В научно изследване, ръководено от Джон Сън и група учени от различни институции, ученитереши да разбере какви предимства дава логаритмичната обработка на информацията.
Основната идея на учените е, че логаритмичната обработка на информация намалява вероятността от относителна грешка в два случая: когато трябва да запомните нещо, за да се върнете към тази информация по-късно, и когато външен стимул трябва да бъде разграничен от статистическия шум сред другите стимули.
Изследователите моделират ситуация, близка до нашите предци. Няколко гладни хищници седят в гъсталака, чиято атака застрашава живота на ловеца. Колко са: един или пет? Оценяването на интензивността на този "стимул" за пещерния човек беше жизненоважно. Но когато видя огромно стадо антилопи, той едва ли се запита колко са те - 96 или 100: при такъв брой няма голяма разлика.
Говорейки за запаметяването на информация, изследователите се позовават на устройството на компютъра: известно е, че логаритмичната обработка на информация улеснява компресирането й и намалява вероятността от грешки при многократен достъп. Човешкият мозък работи на подобен принцип, казват те.
Сън и колегите му също припомнят особеностите на нашето слухово възприемане на човешкия глас. Логаритмичната оценка на силата на звука ви позволява точно да отделите гласа от другите шумове и намалява вероятността от грешка. Излишно е да казвам, че за древните хора е било изключително важно да чуват гласовете на роднините.
Има цяла група животни, чието възприятие за вкус, звуци и визуални сигнали е различно от човешкото, но въпреки това се подчинява на законите на логаритъма. Структурата на живите организми е различна и е още по-изненадващо защо толкова много от тях са развили „възприемане на плъзгача“ в процеса на еволюция. Това е почти философски въпрос, казват изследователите. Допълнителни изследвания в товаобласти могат да ни помогнат да разберем по-добре какви промени се случват в мозъка по време на учене и памет. Засега този модел остава теоретичен и изисква нови изследвания и експериментални доказателства.
Добавете Pravda.Ru към вашите източницив Yandex.News илиNews.Google
Също така ще се радваме да ви видим в нашите общности въвVKontakte, Facebook, Twitter, Odnoklassniki, Google+.