Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию

Изучение механизмов распознавания — колоссальная работа, которая выполнялась в основном в течение XX века. Трудно выделить кого-то одного, сделавшего в этом прорыв. Но поражает, как много изучено. И то, что эти представления о работе мозга достаточно справедливы, подтверждается тем, что многие из способов анализа, скажем, изображений и звуков могут быть воспроизведены с помощью компьютеров. Например, буквально несколько месяцев назад компания Google продемонстрировала многопроцессорную систему, отчасти воспроизводящую структуру мозга, которая распознает изображения быстрее и надежнее человека. Сейчас вы можете купить робота (скажем, в Японии), который умеет узнавать хозяина, предметы, обстановку и выполнять довольно сложные целесообразные действия.

Таким образом, нам удается узнавать друг друга, потому что в мозгу очень экономно хранятся признаки предметов, достаточные для того, чтобы восстановить представления о предмете в целом. Это самый главный механизм, по которому мы узнаем друг друга.

И это позволяет сказать близкому другу, которого мы не видели двадцать лет: «Слушай! Где тут у тебя соль?»

Как образуется эхо?

Эхо описано еще в древнейших мифах. А в мифах остается только самое-самое значимое, что поражает людей.

Происхождение эха первым объяснил Аристотель в IV веке до н. э. Он догадался, что звук — это распространяющаяся волна попеременного сжатия и разрежения воздуха, которая может отражаться от препятствий и таким образом возвращаться к нам звуком. С тех пор, однако, трудами многочисленных ученых созданы весьма точные теории, которые позволяют рассчитывать распространение и отражение волн в самых разных средах и условиях.

Кроме того, было обнаружено, что звуковые волны могут распространяться и в жидкостях, и в твердых телах, а еще существуют волны совсем другой физической природы, например электромагнитные.

Электромагнитные волны также могут отражаться от препятствий. Значит, и для них существует феномен эха. На нем построена работа радаров. Измерение промежутка времени между посланным электромагнитным импульсом и пришедшим на приемник отраженным сигналом позволяет определить расстояние до объекта, отразившего волну.

Заметим, что, хотя радар и человеческое изобретение, природа использовала этот принцип гораздо раньше. Похожим образом ориентируются в пространстве летучие мыши, дельфины и некоторые виды тюленей, посылающие ультразвуковые сигналы.

Теория волн показывает, что многообразие способов приема и обработки волновых сигналов гораздо более велико, чем используется человеческим слухом. Так, например, посылая внутрь человеческого тела ультразвуковые волны вдоль разных направлений, мы можем составить карту всех органов. Существуют и методы измерения скорости движения и вибрации внутренних объектов.

Еще 50 лет назад это было чудом, а сейчас стало распространенным методом диагностического обследования, называемым УЗИ. Меня, например, поразило, что посредством ультразвука можно увидеть лицо еще не родившегося младенца. Так было обнаружено, что младенец, оказывается, гримасничает, сердится, улыбается.

Интересно, что с физической точки зрения обнаружение эха, создаваемого отражением импульса, отличается от обнаружения эха непрерывного шумового сигнала только способом обработки информации. На этом принципе, кстати, россиянам в 90-х годах прошлого века удалось построить оптический прибор для исследования тонких слоев биологических тканей и других материалов. Он словно бы регистрирует эхо светового импульса длиной всего одну миллионную часть от одной миллиардной доли секунды. Сейчас подобные приборы — оптические томографы — достаточно широко распространены в мире.

Утверждают, что эхо есть и во Вселенной. Дело в том, что, хотя вещество в ней чрезвычайно разрежено и о непосредственном упругом взаимодействии, необходимом для образования волн, не приходится говорить, благодаря гравитационным силам волны все-таки образуются.

Вопрос о том, как возникает эхо, с научной точки зрения очень прост: это волны отражаются от препятствий. Но как подумаешь, какое разнообразие волн в природе и какое существует огромный выбор возможностей обработки этих сигналов, понимаешь, что это простое явление можно с пользой применить в жизни.

Как строили египетские пирамиды?

Наиболее распространено предположение, что египтяне строили пирамиды, чтобы сохранять в них мумии фараонов — земных воплощений бога. По тогдашним верованиям, до сих пор сохраняющимся у их потомков — коптов, душа не могла существовать без тела. Есть предположения, что одновременно могли преследоваться и другие цели — сакральные, идеологические и экономические.

Размеры и точность пропорций и ориентации пирамид по сторонам света на протяжении столетий поражают воображение. Как же строителям удавалось с такой точностью изготавливать и подгонять друг к другу каменные блоки? Как у них получалось передвигать такие тяжести? Как люди могли так точно соблюдать размеры пирамид и их ориентацию по сторонам света?