Людина обробляє інформацію про світ логарифмічно
Виявляється, інформацію про світ ми обробляємо логарифмічно. Причому не йдеться про людей з вищою математичною освітою. Навпаки, логарифмічна обробка сигналів із зовнішнього світу була властива нашим предкам і досі зберігається у деяких племінних та архаїчних суспільствах. А ось лінійне мислення далеко не таке ефективно.
Якщо дорослу людину, яка виросла в розвиненій індустріальній країні, попросити назвати будь-яку цифру між одиницею і дев'яткою, вона швидше за все назве 5. І цим продемонструє приклад лінійного мислення. Але якщо те саме питання поставити вихідцю з традиційного, архаїчного суспільства, або дитині, то у відповідь ви з великою ймовірністю почуєте "3". Як не дивно, діти та вихідці з примітивних культур у цьому випадку демонструють складніше, логарифмічне мислення: 3: 1 – це 3 0 , а 9 – це 3 2 . Наслідуючи таку логіку, 3 1 знаходиться якраз між ними.
Але звідки у людей, які не мають уявлення про логарифми, такий інтуїтивний потяг до вищої математики? Вчені припускають, що вона закладена у нашому мозку. Ще 1858 року німецький фізик і психолог Густав Фехнер (Gustav Theodor Fechner) сформулював зв'язок математики з нашими органами почуттів. Інтенсивність сприйманого нами відчуття, вирахував Фехнер, пропорційна логарифму сили роздратування. Цей закон називається законом Вебера-Фехнера, чи основним психофізичним законом. Нерідко його формулюють так: "При зміні сили подразника в геометричній прогресії інтенсивність відчуття змінюється в арифметичній прогресії".
Зрозуміло, це правило не абсолютно, проте воно залишається вірним для подразників, що знаходяться в рамках нашого нормального сприйняття: вище за порігчутливості та нижче больового порога. Закон Вебер-Фехнер зустрічається нам всюди. Для вимірювання музичних інтервалів використовуються логарифмічні одиниці. Основна серед них — октава, інтервал між двома звуками, частота одного з яких удвічі більша за частоту іншого. Блиск в астрономії - величина, пропорційна логарифму світлового потоку.
Хімічна шкала реакції середовища, так звана шкала кислотності, також побудована за логарифмічним принципом. Водневий показник pH визначається співвідношенням pH = - lg [H+], де [H+] - концентрація позитивних водневих іонів у розчині. При цьому за нульове значення приймають чисту воду за кімнатної температури, що має [H+] =10 -7 . Далі у разі підвищення кислотності значення pH зменшується. Підставою логарифму у разі служить 10.
Нагадаємо, всі ці шкали розроблялися виходячи із суб'єктивних відчуттів. Блиск небесних світил - безрозмірна величина, що характеризує освітленість, що створюється небесним об'єктом поблизу спостерігача. Блиск одного джерела вказують шляхом порівняння з блиском іншого, прийнятого за зразок. (Такими стандартами зазвичай служать спеціально підібрані зірки). Першими хімічними індикаторами також служили людські рецептори смаку, які підказували, що більше, а що менше кисло.
Логічно можна припустити, що процеси сприйняття в нашому організмі працюють за логарифмічними законами. Але чому? Для цього потрібні були якісь причини, фактори довкілля, кажуть вчені. Щоб закріпитися еволюційно, подібне "логарифмічне" сприйняття мало служити людині на користь, збільшуючи її шанси на виживання. Чим же воно краще за лінійне? У науковому дослідженні під керівництвом Джона Сана та групи вчених із різних інститутів вченівирішили розібратися, які переваги надає логарифмічна обробка інформації.
Основна ідея вчених полягає в тому, що логарифмічна обробка інформації знижує ймовірність відносної помилки у двох випадках: коли вам треба щось запам'ятати, щоб потім до цієї інформації повертатися, і коли зовнішній подразник потрібно виділити зі статистичного шуму серед інших подразників.
Дослідники моделюють ситуацію, близьку до наших предків. У заростях сидить кілька голодних хижаків, напад яких загрожує життю мисливця. Скільки їх там: один чи п'ять? Прикинути інтенсивність цього " стимулу " печерної людини було життєво важливим. А ось побачивши величезну череду антилоп, він навряд чи запитував, скільки їх там — 96 чи 100: за такої кількості особливої різниці немає.
Говорячи про запам'ятовування інформації, дослідники апелюють до пристрою комп'ютера: відомо, що логарифмічна обробка інформації дозволяє легше стискати її і зменшує ймовірність помилки повторного звернення. За аналогічним принципом діє і людський мозок, кажуть вони.
Сан та його колеги також згадують особливості нашого слухового сприйняття людського голосу. Логарифмічна оцінка гучності дозволяє точно відокремити голос від іншого шуму та знижує ймовірність помилки. Чи варто говорити, що чути голоси родичів стародавнім людям було дуже важливо.
Є ціла група тварин, чиє сприйняття смаку, звуків і зорових сигналів відрізняється від людського, проте підпорядковується логарифмічним законам. Будова живих організмів по-різному, і тим більше дивно, чому так багато з них у процесі еволюції виробили "сприйняття по логарифмічній лінійці". Це майже філософське питання, кажуть дослідники. Подальші дослідження в ційобласті, можливо, допоможуть нам краще зрозуміти, які зміни відбуваються в мозку під час навчання та запам'ятовування. Поки що ця модель залишається теоретичною, що вимагає нових досліджень та експериментальних доказів.
Додайте "Правду.Ру" у свої джерелав Яндекс.Новини абоNews.Google
Також будемо раді вам у наших спільнотах уВКонтакті, Фейсбуці, Твіттері, Однокласниках, Google+.