Страница 103 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наука - Философия на vuzlib.su
Тексты книг принадлежат их авторам и размещены для ознакомления Кол-во книг: 64

Разделы

Философия как наука
Философы и их философия
Сочинения и рассказы
Синергетика
Философия и социология
Философия права
Философия политики

  • Статьи

  • align=left style='text-align:left'>Функции распределения и энтропия-иформация как итог работы органов зрения

    Зрение участвует в выживании особей тем, что оно даёт возмож­ность ориентации организма в окружающем его пространстве. В этом есть два класса воз­мож­­ностей.

    Первый есть визирование – определение толь­ко нап­рав­лений на источник света. Второй основан на “географической” кар­те.

    Для визирования минимально достаточен даже единственный фо­то­рецептор. Поэтому оно задаёт условия образования “глаз” у простей­ших форм жизни.  В инженерной деятельности визирование направ­ле­ний и триангуляцию производят с помощью теодолита, устанавливаемо­го в точках на концах отрезка известной длины. Опре­де­ляя из них угловые на­правления на предметы, с помощью последую­щих “решений треу­голь­ников” геодезисты строят карту местности. При­ро­да, используя одновре­менно два глаза, находящиеся на “известном ор­га­низму” расстоянии, казалось бы, должна “научиться” премудростям геодезистов. Однако это исключено потому, что цели у природы нет, а синусам и ко­си­ну­сам и решению треугольников с их помощью, природу учить некому. Да и осуществить теодолит природа не может – случайности, формирующие жи­вые объекты, не могут гарантировать точность рас­по­ло­жения лин­зы и “глаза в окуляре” (фоторе­цеп­тора), ко­то­рые реализуют на заводах. В органах зрения лю­бого вида жиз­ни при­сут­ствует случайность упаков­ки элементов их кон­струкции. Глаза в ком­плексе с нервными система­ми или мозгом должны ра­бо­тать не вопреки, а на осно­ве случайнос­тей.

    Способ ориентации в пространстве на основе зрения и случайнос­тей более пол­ный, чем визирование, состоит в том, что на поверхности с помощью лин­зы стро­ит­ся плоское отоб­ра­жение окружения – карта. Реально такая “карта” есть мгновенная “фотография” окружения. Со­по­с­тав­ление изоб­ра­же­ний, полученных двумя глазами, разнесен­ными по­пе­рёк оси наб­людения, восстанавливает трёхмерное поло­же­ние объек­тов.

    Слова –  “карта” и “фотография”, хотя и кажутся понятными, име­ют далеко не простой смысл. В обоих терминах подразумевается, что объекты, отображённые на карте и на фотографии заранее известны. На карте луг, роща, дорога – каждый её объект –  неповторимы в деталях и од­новременно не требуют пояснений как таковые. Аналогично и на фо­тографии. Такая известность есть результат предыдущего явного или нет обучения людей. Это очевидно. Именно поэтому забывают, что человек может видеть только то, что заранее знает “как оно выглядит” или знает это об элементах, из которых состоит изображение.

    Фотография или карта – это есть сопоставление многомерных об­разов. Визирование – сопоставление прямых линий-направлений.

    Определение пространственного положения возможно с помощью двух изо­бра­жений (карт-фотографий), полученных из двух точек наб­лю­дения на из­вест­­ном расстояние друг от дурга. Это одновременно и про­ще, и сложнее, чем ориентация путём оп­ределения направлений на пред­ме­ты с помощью визирования и после­ду­ю­щих триангуляционных вычи­с­лений.  Причина и простоты, и сложности одна и общая – нужен реа­ли­зу­емый в живых системах способ обработки огромного количества ин­фор­мации, которое неустранимо содержится в картах. “Вы­вер­нутая на­из­­­нанку” сетчатка гарантирует эффективную работу с кар­той или фо­то­гра­фией. В результате более сложный, чем визирование, способ карты ста­новится для живых организмов проще.

    Подробное пояснение этого начну с повторения введенной мною выше цепочки корреляций, чтобы подчеркнуть её связь с упорядочен­ной фотографией и принципом “но­ни­уса” (рис. 8.6).

    Объект наблюдения существует. Это есть его упо­рядо­чен­ность, да­же если он случайный. Она не зависит от человека и его зрения. Она не подразумевает заранее в какой форме её будет воспринимать человек.

    Воспринимает объект сетчатка. В ней упорядоченности нет. В лю­бом месте, на которое спро­­­ек­тирован объект, её структура случайна и неповторима. Однако случайности сетчатки не могут выходить за пре­делы условий её существования и функционирования.

    Зрение – это есть определение простран­ст­венных связей. Поэтому про­ек­ция изо­б­ражения на сетчатку должна быть сопоставлена с рас­по­ло­жением её эле­ментов. Но в глазе невозможно предварительно задать ко­ор­динаты фоторецепторов как в случаях матриц фотодиодов или те­ле­ви­зи­онной развёртки. Эти координаты случайны. Разброс положе­ний ре­цеп­торов во многие тысячи раз превышает реальность разреше­ния, например, глаза млекопитающих. Глаз может видеть, то есть да­вать сигналы, которые с помощью опыта могут быть сопоставлены с ре­аль­­ными геометрическими связями элементов окружения орга­низ­­ма, толь­ко в том случае, если каждый принятый рецептором световой сиг­нал одновременно включает в себя прямо или косвенно коорди­на­ты рецептора, на который он поступил.  Но ведь они случайны!

    Проиллюстрирую это аналогией. Любая географическая карта от­ра­жает случайную неповторимую местность. Первично в истории чело­ве­чества карта всегда была зрительно привязана к местности в виде ука­за­ний типа: иди по тропинке, поверни у дерева, пройди рощу. После то­го, как карта на основе таких указаний составлена, неповторимые слу­чай­но­сти (тропинка, дерево, роща) становятся однозначным порядком. Уст­ное или письменное такое описание пути на местности есть выра­же­ние функции корреляции поведения человека и случайностей местно­сти.

    Атомные подводные лодки, которые под водой не могут ориенти­ро­вать­ся по Солнцу или звёздам, используют такую нави­га­цию. Для это­го составляются подробные кар­ты гравитационного и маг­нит­ного по­лей во всех морях и океанах, карты рельефа их дна. Они есть эквивалент пре­дыду­щего опыта во взаимодействиях подлодки с окружением.

    Подводная лодка име­ет ав­тономную систему навига­ции, исполь­зу­ющую гироскопы и из­ме­­ре­ния пройденного в про­ст­ранстве пути. Она на­кап­ли­вает ошибки. По своим прин­ципам и порядку относительной ве­ли­чины они подобны разбро­су положения фоторецепторов на сетчатке.

    Для того, чтобы иск­лю­чить ошибки в определении ко­ординат с по­мощью ав­тоном­ной системы навигации, необ­ходимо найти функцию кор­­ре­ляции между распределением па­раметров, отражаемых кар­тами рель­ефа дна, а также гравитационых и магнитных аномалий, и дан­ными об этом, из­ме­ренными на подлодке. Максимум этой функции корре­ля­ции даст истинные координаты подлодки.

    Реально карта, используемая подлодками, имеет сетку широт и дол­­­гот. Она привычна, удобна для навигации, но в строгом виде не необ­хо­дима. Широты и долготы может заменить геометрическая ре­аль­ность окружающей сре­ды (выраженная гравитацией, магнитным по­лем, релье­фом дна), а функция корреляции указывает место подлодки.

    Упо­рядоченная сетка ши­рот и долгот на картах в истории чело­ве­че­ства возникла от­носительно поздно. Она абстрактна и в природе как та­­ковая не встре­чается. Аналогом системы широт и долгот является тех­ни­ческое “зре­ние” с помощью матриц фотодетекторов или телевизион­ной развёртки. Но такой упорядоченности в глазу нет и быть не может. Для живого организма важно в данной среде (как реальности) опреде­лить своё гео­мет­рическое положение по отношению к ней самой. Это возможно, если сетчатка глаза “вывернута наизнанку”. Поясню.

    Нервные клетки сетчатки образуют транспарант перед фоторецеп­то­ра­ми, связанный с ними. В результате фоторецепторы воспринимают не абстрактные точки изо­б­ра­жения, а оптическую функцию кор­реля­ции состояний палочек и кол­бо­чек с детальной антомической  “картой” сет­чат­ки. Свойства карты для эле­мен­тов сет­чатки создают электрические корреляции между нерв­ны­ми клет­ками, со­п­ряженными с рецепторами. Этим гарантировано гео­мет­ри­чес­кое со­по­ставление конк­рет­ных эле­мен­тов сетчатки и элементов в изо­б­­ражении – спро­ек­тированные на сет­чат­ку изоб­ра­жения “при­вя­за­ны” к её геометрическим координатам сопостав­лением опти­чес­­ких и электрических функций корреляций наблюдае­мых изоб­ра­жений и слу­чай­ностей рас­по­ложения элемен­тов сетчатки. В это входят корреляции, зависящие от нейроме­диа­то­ров в химических синап­сах сетчатки. Этим случайная система эле­мен­тов сетчат­ки полу­чила упо­ря­до­чен­ность в ви­­де функциональных связей с изобра­же­нием.

    Иллюстративно это можно представить как фотографию на фото­пла­с­тинке, которая силь­но деформируется после проявления. Но сущест­вует прибор, с помощью кото­ро­го искажения исправляются. Изобра­же­ние на сетчатке не есть “фотоотпечаток-коор­ди­­наты”. Это сложная функ­ци­о­наль­ная связь. Свойства па­ло­чек и колбочек внесли ог­ра­ниче­ния в её спектр прост­ран­ственных час­тот. Они пре­в­ратили опти­чес­кие сиг­налы в электри­чес­кие состо­яния мем­б­ран, вол­ны в них и передали это нервным клет­кам, которые взаи­мо­дей­ст­ву­ют с помощью им­пульсов. За­­держки импуль­сов во време­ни отража­ют коор­динаты кле­ток.

    Подпись: Рис. 8.12.На географической карте объекты (люди, машины и пр.) опреде­ле­ны независимо от неё самой. В глазу объекты обя­за­тельно должны вос­прини­мать­ся одновременно с геометри­чес­­кими адресами соответст­ву­ю­­щих рецепторов. Нервные клет­­ки в сетчат­ке глаза должны иденти­фи­ци­ро­вать опти­чес­кие объек­ты, которые не опреде­ле­ны на языке элект­ри­ческих им­пуль­сов в сетчатке – они дол­жны “сопоставлять несопоста­вимое”. Для этого им надо оп­ре­делять элект­рические и опти­ческие кор­реляции изображе­ния и рас­по­ло­жения “элек­т­ри­ческих” клеток.

    На рис. 8.12  ещё раз пов­то­рена схема сетчатки [143], [144], до­пол­ненная, преломляющимся в ней лучом света. Сетчатка имеет толщину око­ло 0,1 мм и практически прозрачна. На рис. 8.12 обо­з­на­чены 1 па­лоч­ки и 2 колбочки. На фотографиях, полученных с по­мо­щью элект­ронного микроскопа, можно увидеть, что они образуют слой плот­но упа­ко­­ван­ных “во­локон”, в котором ориентационный порядок за­да­ёт пре­об­ла­­да­ю­щая ци­лин­дри­ческая симметрия, но есть и заметные из­гибы всего слоя. Из рис. 8.11 видно, что па­лоч­ки и колбочки обращены сво­бодными тор­цами к пиг­мент­но­му слою, то есть, в первом приближении, их торцы не могут эф­фек­тив­­но выпол­нять функции фоторецепторов. Анатомия сет­чатки од­но­знач­но свиде­тель­ствует, что цилинд­ри­чес­кие (или кони­чес­кие для кол­бочек) образу­ющие фоторе­цепторов должны быть клю­чевыми при­ём­­ни­ками света. Участвуют в этом торцы ре­цеп­то­ров или нет? – это к пер­во­степенным вопросам относиться не мо­жет.

    Хи­ми­ческий синапс соединяет каждую палочку или колбочку со слоем 3 кле­ток, наз­ван­ных горизонтальными. Как видно из рис. 8.12, при­­ро­да даже не пыта­ет­ся установить однозначную связь фоторе­цеп­­то­ров и по­следую­щих кле­ток – к одному и тому же горизонтальному (лате­раль­ному) нерву под­клю­чено по нес­коль­ко палочек и колбочек. В этом долж­на участвовать малая скорость распространения импуль­сов в гори­зон­тальных связях, устанавливающая “адрес” под­клю­чения.

    Далее идёт слой биполярных клеток, возможно, названных так из-за всего пары первичных ответвлений. Посмотрев на рис. 8.12, элект­рон­щи­ки, назвали бы их промежуточными усилителями. Приглядевшись до­ба­вил бы, что они могут быть элемен­та­ми ДА, НЕТ, ИЛИ.  Этот слой вво­­дит условие, категорически обрыва­ющее ана­ло­гии с пучками све­то­во­дов или матрицами фотодетекторов – плотность расположения бипо­ляр­ных клеток за­мет­­­но меньше суммарной плот­ности палочек и колбочек.

    Подпись: Рис. 8.13.Следующий слой образуют амакрино­вые клетки 5. Из всех нейро­нов сетчатки они имеют максимальное количество ветвлений, ши­роко используют хими­чес­кие синап­сы 6. Их виды различаются по типам нейроме­ди­а­то­ров в синапсах. Мор­фо­­логически дендриты амакриновых клеток с разными нейромеди­а­то­ра­ми отличают сущест­вен­но раз­ные вет­в­ления. Напри­мер, на рис. 8.13 [143] сле­ва ветвления амак­ри­новых клеток с нейромедиатором допамином, а спра­ва – исполь­зу­ю­щих ацетилхолин. Нейромедиаторы, работающие в амак­ри­новых клет­ках, те же, что и в мозге. Обнаружены амакриновые клетки, исполь­зу­ю­щие мно­гие ней­ро­пептиды, характерные для мозга.

    Разветв­лён­ные латеральные связи есть главная особенность всех реализаций амакриновых клеток. Участие в них хи­ми­ческих синапсов и диффузионных процессов в си­нап­тических щелях гарантированно соз­даёт задержки им­пуль­сов во време­ни – пространственный  “ад­рес” для амакриновых кле­ток становится оп­ре­де­ляющим пара­мет­­ром.

    В одной и той же сетчатке мо­жет быть до 30 морфологически раз­личных видов амакриновых клеток. Они преимущест­вен­но дают ответ на изменения состояний фо­то­ре­цепторов. При стационар­ной засветке после переходного периода активность их нервных импуль­сов прекращается. Как и в мозге, в сетчатке существуют синапсы с тормозными и возбуж­да­ющими нейромедиаторами. Пример первых есть гамма-аминомаслян­ная кислота, вторых – ацетилхолин. Раз­деление тормозных и возбуж­да­ю­щих функций (нейромедиаторов) между видами нейро­нов в сетчатке позволяет реализовать одновременные по­ложительные и отри­ца­тель­ные обратные связи, совместное дей­ст­вие которых селектив­но выде­ля­ет конкретные отличия сигналов (па­раграф 9 главы VII).

    Слой ганглиозных клеток 7 ещё менее плотный по отношению к па­­лочкам и колбочкам (фоторецепторам), чем слой биполярных клеток. Структура их дендритов не оставляет сомнений в том, что они есть элементы ДА, НЕТ, ИЛИ. Выходит из каждой ганглиозной клетки по одному аксону, пучок кото­рых образует глазной нерв 8.

    Общеизвестный рис. 8.12 не оставляет сомнений –  сетчатка не мо­жет передавать в мозг “фотографию”. Сопоставление в литературе раз­меров ганг­ли­оз­ных клеток и разрешения глаза есть вопиющий нонсенс.

    Подпись: Рис. 8.14.Сетчатка на вид почти прозрачна, но клетки в ней имеют разный хими­чес­кий состав и структуру. Поэтому они неустранимо имеют ко­эф­фи­циент преломления света, отличный от среды, в которой они нахо­дят­ся. Свет на сетчатку, как правило, па­дает не перпендикулярно её поверх­ности и преломляется разным обра­зом в разных её слоях и клетках. Сво­им коэффи­ци­ен­том прелом­ления они участ­ву­ют в образовании оптической корреля­ции со вход­­ным изображением – этим они “назвали и обозна­чи­ли” себя в воспринятом фото­ре­цеп­торами ре­зуль­тате. Стрелки на рис. 8.12 условно по­ка­зы­­вают “луч” света в сет­чат­ке.

    Эксперимен­таль­­ный факт [144], не по­ня­­тый должным образом, состоит в том, что цент­ральная и перифе­ри­чес­кая засветка ганг­ли­озных клеток даёт разные по­с­ле­­дова­тель­ности их элек­т­рических импуль­сов (рис. 8.14). Централь­ные и перифе­рий­ные воз­дей­ст­вия ан­та­гонистичны по характеру вы­ход­ных импульсов. Обна­ру­же­ны ганглиозные клетки, импульсы на выходе которых зависят от движений объектов по сетчатке – при од­ном нап­рав­ле­нии движения есть, а при другом отсутствуют.

    В самой ганглиозной клетке достоверно нет ме­ханизмов взаимо­дей­ст­вия нерв­ных им­­­пульсов и света. Поэтому она са­ма по себе не мо­жет быть детектором ни областей засветки, ни движения. Изменение её электри­чес­ких импульсов может быть только резуль­татом изменения за­свет­ки палочек и колбочек за счёт преломления света на ней и её работы как выход­ного порогового элемента ДА, НЕТ, ИЛИ, фор­ми­ру­ю­ще­го из сиг­налов предыдущих трёх слоёв нейронов сетчатки выходные импуль­сы для передачи в мозг.

    Сравните экспериментальные сведения о нейронах в сетчатке глаза с тем, что выше говорилось о карте. В сетчатке сущест­ву­ют опти­ческие транспаранты, подобные 7  на рис. 8.10. Существует в виде нервных им­пуль­сов экс­пери­мен­таль­но доказанный ответ глаза на положе­ния и нап­равления пучков света от­но­сительно сетчатки, включая их дви­же­ние. Но использованы ли адекватно имеющиеся данные? Нет!

    Правильно ли говорить о чувствительности ганглиозных клеток к засветке, к движению и его направлению? Конечно нет! Ганглиозная клетка есть вы­ходной формирователь сигналов сетчатки для передачи их в мозг. Чувстительность к свету принадлежит фоторецепторам. Обра­бот­ка их сигналов, выявляющая последовательность срабатывания фото­ре­цеп­­то­ров в прост­ран­стве и во времени происходит, как минимум, в трёх пред­шест­вующих слоях с десятками типов представляющих их видов кле­ток только в одной и той же сетчатке.

    Классический вопрос биологов, описывающих результаты своих и чужих исследований – Для чего нужны …? – и далее следует пере­числение того, что они исследуют.

    Это некорректный вопрос – эволюция жизни и разума цели не имеет! Это вопрос, который мешает продуктивным исследованиям, вы­зы­вает избыточную трату времени, сил, средств, мешает признанию до­с­то­верных результатов! Например, проследив историю исследования ней­ро­нов в сетчатке, можно убедиться, что этот вопрос на десятилетия за­дер­живал широкое признание ключевых результатов экспериментов.

    Вопросы следует задавать иные:

    Каковы случайности, совместимые с условиями предыдущих уров­ней иерархии синтеза информации?

    Каково определение энтропии-информации для слу­чай­ностей на данном уровне иерархии?

    Каковы комбинации обратных связей в системе? Какой признак они усиливают?

    Каковы экстремумы для энтропии-информации и её про­извод­ст­ва как функций случайностей и каковы критерии устой­чи­вос­ти?

    Как связаны критерии устойчивости и запоминание с помощью выживания организма в целом?

    Нельзя недооценивать значимости исключительно трудоёмких ост­ро­умных сложных исследований сетчатки и их результатов. Но пора сделать из них общий вывод.

    Сетчатка глаза не работает и не может работать с пространственно упорядоченными сигналами, передаваемыми в таком виде в мозг. Её ха­рак­теризует верхняя граница разре­ша­е­мых рецепторами пространствен­ных частот. Естественный отбор запо­ми­нает её увеличение.

    Фоторецепторное поле сетчатки формирует сигналы, которые в си­лу отсутствия абсолютных адресов рецепторов есть случай­ные нервные импульсы. Обработка и анализ сигналов фоторецепторов сводятся к фор­ми­ро­ва­нию нервных импульсов, которые характеризуют функции рас­преде­ле­ния. Случайность клеточной анатомии сетчатки этому соответ­ст­ву­ет. Отбор запоминает такие из случайных морфологических особенно­с­тей сет­­чат­­ки, кото­рые приводят к альтернативным обратным связям, а также к параллельному образованию разных функций распределения, от­ве­чаю­щих ха­рак­теристикам геометрии объектов и слу­чайного поля уча­ст­ка сетчат­ки, на который спроектировано изобра­жение. Многократные пре­об­разования разными случайными структурами (преимущественно в слоях амакриновых клеток) одних и тех же импульсов фоторе­цеп­торного поля в сочетании с селективностью, создаваемой обратными свя­­­зями, вно­сят в качестве параметров распределений даже малые особенности как изображений, так и “карты” сетчатки (в пределах верхней границы спектра пространственных частот, пропускаемых сетчаткой).

    Времена распространения есть латеральные адреса в сет­чатке. Ал­фа­вит глаза есть не точки, прямые или окружности, а функции распреде­ления. Нейромедиаторы и нейропептиды задают их аргументы. Ха­рак­тер ветвлений дендритов определяет законы распределений. Последователь­ности нервных им­пуль­сов как от­вет глаза на изображение, спроек­ти­ро­ван­ное на сетчатку, передаёт эти функции распределения в мозг. Они в наглядных понятиях несопоставимы с объектами-фотографиями. Вели­чи­на разнообразия амакриновых клеток и их связей определяет пределы достаточности алфавита для передачи особенностей изображений.

    Поясню примером из молекулярно-кинетической теории газов. В ней исходное есть строго упо­­рядоченный закон соударений двух одиноч­ных атомов. Случайность многих та­ких упорядоченных актов приводит к функции распределения молекул газа по скоростям и средним наблю­да­емым пе­ременным (энтропии, температуре, давле­нию, объёму), опи­сы­вающим газ как макроскопический объект.

    Функция распределения электрических импульсов сетчатки, по­доб­но этому примеру, содержит в себе результат сопоставления изобра­же­ния и структуры сетчатки. В него входят детали взаимодействий “но­ни­усного” типа. Они выражают полосу пропускаемых глазом прост­ран­ст­венных частот – его характеристику как “прибора”. Глаз “не зна­ет”, что и как он должен видеть. Он передаёт состояния ДА, НЕТ в виде им­пуль­сов ганглиозных клеток, поступивших в аксоны (глазной нерв). Мозг анализирует функцию распределения этих импульсов и с помощью других органов чувств превращает их в объекты.

    Клетки в слоях сетчатки (электрически и с участием неромедиа­то­ров и нейропептидов) взаимодействуют друг с другом. Задержка элект­ри­­ческих импульсов отражает расстояния между клетками. Оптическая дифракция на них света связывает их положе­ния и спроектированное на сетчатку изображение.

    Результат всего этого – максимум воз­мож­ного беспорядка, совмес­ти­­мый с условиями. Он возникает самопро­из­вольно. В этом обработка одних и тех же сигналов и установление корре­ля­ций её результатов послойно происходят одновременно разными спо­со­бами.

    Изображения, спроектированные на сетчатку независимо слу­чай­но разные. Но они подчинены общим законам оптики и факта своего су­ще­ствования. Их самопроизвольные преобразования сетчаткой случай­ны в пре­делах конкретных законов анатомии и связей в сетчатке. Воз­ни­ка­ющие функции распределения содержат в себе особенности, завися­щие от законов внешних объектов и от законов сетчатки. Законы и слу­чай­ности сетчатки, независимо от того, что они про­извольны по отно­ше­нию к объектам, повторяются для всех изобра­же­ний. На этой основе соз­даёт изоб­ражения срав­не­ние в мозге функций распределения разных объек­тов, спроекти­ро­ван­ных на сетчатку, между собой и с сигналами других органов чувств.

    Следует подчеркнуть, что случайности в строении сетчатки за­пом­нены естественным отбором не потому, что в ней невозможны упорядо­ченные структуры. Строгая, с точностью до долей длины световой вол­ны упорядоченность биообъектов (в частности, в глазу) возможна и ре­ализуется. Например, голубых пигментов в радужной оболочке глаза не су­ще­ствует. Голубой цвет возникает за счёт интерференции света на  упо­­ря­доченной структуре, образующей её [145]. Аналогичные условия мог­ли бы так ограничить случайности в сетчатке, чтобы отбор запомнил строго пространственно упорядоченную структуру расположения рецеп­то­ров. Этого не произошло потому, что функционально такой глаз рабо­тать бы не мог. Зрение и разум возможны только на основе случайностей сигналов в сочетании со случайностями морфологии. Цели отбора нет, а потому им игнорируется упорядоченность в зрении.

    Органы зрения и их детали запоминаются естественным отбором по­тому, что дают организму возможность ориента­ции в пространстве, то есть способствуют выжи­ва­нию выживающих. Но глаз “не знает” об этом, его возникновение и эво­люция не имеет цели. В частности, окон­ча­тель­ный результат преоб­разования поступившего в глаз света может стать информацией только в результате универсального процесса – син­теза информации как запоми­на­ния случайного выбора в данных ус­ло­ви­ях. Это происходит у детёнышей, например, высших форм жизни сразу после рождения. Человеческий ребёнок при рождении имеет рабо­то­спо­соб­ные глаза, реагирует на свет, но не видит окружение (не говоря даже о том, что оно перевёрнутое). Длитель­ный процесс коор­ди­нации дви­же­ний и сигналов глаз создаёт собственно зрение. В сиг­налах самих ор­га­нов зрения нет конкретных или абст­ракт­ных объектов. Есть функ­­ции рас­пре­де­ле­ния электрических сигналов нейронов. Конечно, грубо ос­ред­­нённо что-то от геометрических параметров объектов остаёт­ся. Ведь в сильно огрублённом виде связи “пучка-световода” для аксонов  глаз­но­го нерва в некоторой степени остаются. Однако, каковы “польза и не­об­хо­ди­мость” этого – далеко не ясно.

    Введенные выше принципы дают возможность ответа на многие недоумён­ные вопросы о зрении. Например, почему фасеточный глаз насекомых имеет труб­­­чатую структуру фоторецептора?

    Ответ – потому, что фасеточный глаз несовершенен сверх меры и проблемы раз­ре­шения воз­никают на уровне объектов, слишком крупных в масштабах взаимодействия насеко­мо­го с окружающей средой. Для фа­се­точного глаза насекомого, имеющего меньше сотни фа­се­ток, нет изоб­ражения в классическом смысле оптики (даже крупных объектов). Труб­ка-рецептор, свет на внут­рен­нюю поверхность которой падает под ост­рым углом, умень­шает эффек­тив­ную площадь каждого индивидуального рецептора и уменьшает ши­ри­ну границы, от которой зависит раз­ре­шение в терминах спектров – расширяет вверх спектр прост­ранственных частот гла­за-аппарата. С самых первых ступеней эволюции органов зрения в них появляется принцип чувствительности рецепторов к направ­лениям падения света – принцип восприятия и обработки не “фотографий” как таковых, а их пространственных спект­ров и корреляций.

    Трубчатая структура фоторецепто­ров моллюска сохраняет эти свой­ства. Но и глаз моллюска, и его мозг намного больше, чем у на­се­ко­мых. Возникают конкрет­ные возможности обработки про­странственных спектров горизонталь­ными связями в глазу моллюска и в его зрительных областях мозга. Они, не­сом­ненно, есть, но ведь в таком виде их не иска­ли. Оптика глаза моллюска, его сетчатка сопоставимы в глазами выс­ших форм жизни. Но что именно видит моллюск? Как и насколько сопо­ста­вимы образы окру­жения, с которыми работает его нервная система, и гла­за млекопи­та­ющих? Явного ответа нет.

    Говорить, что лягушка видит только движущиеся предметы по­то­му, что это удобно для пропитания – это значит путать причины и след­ствия. Клетки, связи в сетчатке продуцирует случайность. У лягушки какие-то случайности оказались невозможными. И только.

    Уникальная зоркость орлов, наверняка, связана с особенностями гра­ниц чувствительных элементов сетчатки и способами предъявления сетчатке изображений. Огромные расстояния до наблюдаемых объектов у орлов исключают возможность для мышц сохранить строго непод­виж­ными изображения на сетчатке. Это создаёт осреднение одного и того же объекта по множественным его отображениям на сетчатку. Но ведь имен­­­но такое и нужно для зрения и его гиперостроты.

    Инженер так с изображениями ра­ботать не умеет. Но, ведь не он или его подобие, знающее цель, создало органы зрения всех форм жиз­ни. Именно случайность создаёт глав­ные особенности и преимущества ра­бо­ты органов зрения, а также нервных сис­тем и мозга.

    Итог работы глаза над изображением есть ограниченные условия­ми случайные сигналы, поступающие в мозг по жгуту нервов. Их описы­ва­ет функция распределения  f. 

    Функция распределения и энтропия связаны между собой соот­но­­­ше­нием, которое нашёл ещё А. Эйнштейн в известной работе [114]:

    .                                              (8.1)

    В глазу обработка сигналов шла так, чтобы функция распределе­ния отвечала максимально возможному в данных условиях значению энтропии-информации (или другим устойчивым экстремумам рис. 1.2). Но ведь по определению энтропии-информации как физической пере­мен­ной её экстремумы есть самые детерминированные из возможных де­те­рминированных состояний в природе! Поэтому любой глаз от пла­на­рии до человека воссоздаёт на языке своего организма-хозяина строго де­терминированные объекты и их положения в пространстве. Но они заданы и детерминированы на языке метаболизма данного биологи­чес­­ко­го вида. Это возможно потому, что дальше нервные системы и мозг у любых таксономических градаций жизни вплоть до мозга чело­ве­ка работают по тем же принципам – функции распределения и их связь с экстремумами энтропии. Об этом в следующей главе.





     
    polkaknig@narod.ru ICQ 474-849-132 © 2005-2009 Материалы этого сайта могут быть использованы только со ссылкой на данный сайт.