Можно лучше понять видение как процесс классификации, если рассмотреть, как распознавание образов осуществляется автоматами [13].
Рис. 2. Узнавание птиц как уток, гусей и лебедей. Томас Кун проиллюстрировал здесь принципы распознавания образов на примере обучения детей узнаванию водоплавающих птиц. (Перепечатано с разрешения автора [16].)
А. Как только одна из птиц появляется, отец может не только сказать своему маленькому сыну. что это за птица. Он может также помочь ребенку, указав на то, что у уток шея короткая и изогнутая, у гусей-более длинная и относительно прямая, а у лебедей шея еще длиннее, однако менее прямая.
196 Глава 8
^ ^ ^ ^
Б. В конце концов ребенок может научиться относить каждую увиденную им водоплавающую птицу к определенной группе по признакам длины и кривизны шеи. Такое символическое представление позволяет решать задачу распознавания объектов (образов), если приводит к выделению групп (классов), внутри которых различия меньше, чем различия между представителями разных групп.
Оно начинается с исследования большого числа переменных, например ряда элементов картины (<pixels>), определяемых растром, который используется для ее воспроизведения. Этот процесс заканчивается двоичным вобором-система решает, принадлежит или нет предъявленный объект к определенному классу. В отличие от требований к пассивной передаче изображения при распознавании необходимо уменьшить количество информации. Обычно это достигается путем поиска символического представления, общего для объектов данного класса. Таким образом, первоначальная картина с множеством переменных заменяется гораздо меньшим набором паттернов или признаков, которые, во-первых, проще первоначальных и, во-вторых, ассоциируются с ними [14].
На рис. 2 показан пример такого символического представления, другие примеры мы рассмотрим позже. На стадии классификации при распознавании образа с помощью символического представления оценивается сходство данного паттерна с эталонными паттернами для различных классов и принимается решение, к какому классу этот паттерн подходит больше всего.
________________________Обратим взгляд на искусство______________________197 Революционные изменения в видении мира
Подобно тому как восприятие рассматривали как результат сумма-ции ощущений, воплощение научного знания обычно видят в некоторой совокупности правил и теорий. Томас Кун [15] в своей знаменитой книге <Структура научных революций>, утверждал, что это не так. Он подчеркивал роль, которую важнейшие достижения прошлого, или парадигмы [16], играют в профессиональных взглядах научных сообществ. Согласно Куну, студенты в основном обучаются не применению правил для решения тех или иных проблем; скорее они учатся видеть черты сходства между физическими ситуациями, и эта способность необходима как условие для успешного применения законов и теорий. Например, проходя курс механики, студент усваивает взгляды Галилео Галилея, когда учится применять уравнение движения маятника. После перевода этой концепции на формальный язык квантовой механики эта парадигма может использоваться для понимания более сложных ситуаций на основе теории наложения гармонических колебаний. Таким образом, использование научной парадигмы-это то же самое, что и распознавание образа, если известны парадигмы для какого-то класса ситуаций, позволяющие решать, принадлежит ли новая ситуация к тому же классу.
Возможно, Кун считал научный прогресс результатом революционного изменения парадигм. Руководствуясь новой парадигмой, ученые могут рассматривать как совершенно разные те вещи, которые раньше казались сходными. Один из приводимых Куном примеров-взгляды на взаимоотношения Солнца и Луны до и после Коперника. Таким образом, научные концепции реальности-это мысленные конструкции того же рода, какие могут создаваться в процессе восприятия (см. выше). Кун пояснял эту мысль следующими словами: <Смена различных восприятий одного и того же изображения-это элементарный прототип трансформации научных взглядов на мир. То, что было в науке до революции уткой, становится потом кроликом. Человек, который сначала видел ящик снаружи, потом видит его изнутри снизу> [17].
Этот взгляд на природу научного прогресса близок к тому, что Эрнест Джонс-психиатр и биограф Зигмунда Фрейда-писал в 1916 году о взаимосвязи между символами и более общим развитием цивилизации: <Прогресс человеческого знания с генетической точки зрения состоит не просто из серии приращений, добавленных извне (как обычно думают), а из двух различных процессов. С одной стороны, это расширение или переключение интереса и понимания с более ранних, более простых и примитивных идей на более трудные и сложные, которые в некотором смысле продолжают и символизируют первые; а с другой стороны-непрерывное разоблачение предыдущего символизма, признание того, что идеи, считавшиеся точным выражением истины, в действительности содержали лишь некоторые аспекты полной истины. Это были те единственные аспекты, к восприятию которых в то время-по эмоциональ-198 Глава 8
ным или интеллектуальным причинам-были готовы наши умы> [18).
Джонс, очевидно, использовал слово <символ> в более широком смысле, чем это было в наших рассуждениях о распознавании образов. Тем не менее он охарактеризовал его значение так, что согласуется с важнейшими моментами более технического определения, данного Кохоненом: <1. Символ представляет или замещает какую-либо идею...> и <2. Он представляет нечто первичное благодаря тому, что имеет с ним что-то общее> [19]. Поскольку Джонс интересовался ролью символов в психоанализе, он добавил, что они обычно чувственные и конкретные, тогда как представленные идеи могут быть абстрактными и более сложными. Согласно Джонсу, символический образ мысли более примитивен как в онтогене-тическом, так и в филогенетическом плане; из этого следует, что развитие цивилизации определяется замещением более примитивных идей более сложными.
Сэр Эрнст Гомбрич [20] в своем эссе <Психоанализ и история искусства> связывал взгляды Эрнеста Джонса на соотношение между символами и мышлением с эволюцией образов в изобразительном искусстве. Мы многим обязаны его идеям, но мы должны воздерживаться от аргументации в терминах психоанализа. В соответствии с концепцией Малевича о творческом элементе в искусстве мы должны рассматривать изменчивую интерпретацию природы в контексте более новых теорий восприятия.
Информационная эстетика
Крайняя форма символического отображения-это код, как определено в шенноновской теории коммуникации [21]. Эта теория имеет дело с задачей воссоздания в некоторой точке сообщения, отправленного из другой точки. Один из важных моментов, рассматриваемых в этой теории, связан с тем, определяется ли выход канала связи непосредственно конфигурацией входных сигналов (как в фотографии или телевидении) или же набором определенных символов, в которые предварительно преобразуются эти сигналы, т.е. кодом (как в телеграфе). Чтобы показать эффективность использования оптимального кода, достаточно рассмотреть передачу страницы печатного текста. Если используется видеотехника, один кадр состоит примерно из 512 х 512 = 262 144 элементарных сигналов. По сравнению с этим телеграф требует гораздо меньше сигналов, чтобы просто передать инструкции по воспроизведению нужной последовательности букв и цифр.
В информационной эстетике, созданной около двадцати лет назад Абраамом Молем [22] и Максом Бенсом [23], идеи теории коммуникации были использованы для анализа структуры в музыке, языке и некоторых формах изобразительного искусства. Один пример этого подробно рассмотрен в книге Леонарда Мейера <Музыка, искусство и идеи> [24]. Другой пример, обсуждаемый Молем (и другими),-это оп-арт с его пред-________________________Обратим взгляд на искусство______________________199
почтением геометрических и в высокой степени периодических структур. В общем, концепция зрительной информационной эстетики утверждает, что художник и зритель вступают в отношения передатчика и приемника. Художник извлекает из окружения структуру, которая уменьшает неопределенность. Извлеченная информация должна соответствовать каким-то количественным ограничениям, чтобы зритель воспринял образ так, как этого хотел художник.
Важным достижением информационной эстетики было открытие роли, которую играет избыточность в эстетическом восприятии. Она зависит от того факта, что проявления <хорошей формы> (gute Gestalt) можно описать в понятиях структурной избыточности в смысле теории Шен-нона [25]. Сложное сообщение (или сложное распределение элементов во временном или пространственном паттерне) рассматривается здесь как некая последовательность частей, свойства которых проявляются с определенными частотами или вероятностями. Получив часть сообщения, наблюдатель может тем вернее догадаться об остальном, чем более регулярно распределены свойства элементов в сообщении. Например, ритм делает некоторые отрезки музыкальной пьесы в высокой степени предсказуемыми, и это относится также к проявлениям симметрии в изображении. Такие повторяющиеся элементы называют избыточными или не-информативными. Свойства других частей сообщения менее предсказуемы и поэтому содержат большое количество информации.
Однако трудности в приложении теории коммуникации к живописи и вообще к изобразительному искусству связаны с тем, что здесь невозможно выявить избыточные элементы путем простого анализа физических свойств изображения. Как, например, следует определять избыточность в картинах Клода Моне? Причина таких трудностей-отсутствие набора общеприемлемых критериев для выделения структурных элементов в изображении. Этих трудностей нет при анализе речи, поскольку речь обладает рядом характеристик, которые можно измерить, таких как громкость, высота или спектральное распределение энергии. Речь характеризуется также общепризнанным набором символов, называемых фонемами. Например, звук <д> в слове <дог>-это фонема. Используя фонемы, можно в принципе добиться полного представления высказывания. Символическое отображение речи может состоять из описания специфических признаков последовательных фонем.