[doc] 对耳朵图象模式识别机理的探讨

[doc] 对耳朵图象模式识别机理的探讨 对耳朵图象模式识别机理的探讨 f一}_73鼍g《芪? 169? 堂圭些,}山西省思维科学研究所 三连垦太原市科技情报研究所) 摘要 多列 皋文是一篇对人耳朵认字在唯象性水平上进行探讨的文章文中认为科学技术的研 究,从现象入手,乃是一个普遍,有效而实用的途径.文中阐述j现象和本质的联系,以及 如何由相似现象和相似关系中去揭示客观规律的一般原理.然后文章引用现代生物学对 海豚研究的最新发现,说明海豚能用听觉器官把收集到声波信息经过大脑信息加I成图 象的各种实验.从而证明动特听觉信息能还原为匣象信息.文章根据这个发现推测对人 的听觉信息也可以在大脑中还原为图象的设想,即特舁功能人在耳朵认定时前额出现的 所谓”屏幕效应”现象的客观根据.文章列举现代固体声学的最新成 果,说明任何特质都在 向四周发射超高声波.而人大脑作为人体这个开放的复杂巨系统的信息处理中枢.其整体 结构皋身就存在着处理声全息,光全息以至记忆全息的诸种功能.某些特舁功能人的耳 朵在处理固体超声波时的曼敏度.更比常人要高得多.把声音还原为图象是完全有根据 的.本文为人耳朵认字机理探讨,提供1在唯象阶段研究上的一个很有意义的设想 一 ,唯象理论的分析方法——相似法 一 般人容易轻视对现象的认识,以为本质 和现象是两个截然不同的东西,对现象的认识 只能是停留在低级的认识阶段.其实不然,现象 乃是事物内部综合的显现,它可能是事物内部 运动的某种显现或结构与功能的显现,亦或为 其某种关系的显现,因此,事物的现象乃是事物 本质方面最丰富最活跃的表现.倘若我们又能 从该事物所显现这丰富的各种形式中发现在自 己的大脑中已经存贮了与之相似的丰富实践经 验,并且还能够从这些现象后面把握其中存在 某种相对不变的相似关系的话,那么我们就可 以说,我们的认识已经进入对该事物某种本质 的或某种规律的认识阶段了这种认识乃是通 过人大脑中一种基于相似性进行自动匹配的所 谓形象思维或直觉思维完成的. 为了更好的理解,我们现在就以我国文化 史上最有影响的《易经》为倒来谈中国智者是如 何从事物的相似现象入手而进入对事物本质的 以至哲学高度上的认识的.《易经》系辞中说: “与天地相似,故不违.知周乎万物而道济天下, 故不过.旁行而不流,乐天知命,故不忧.”在论 及《易经》在刨始时的思想时又说:”古者包牺氏 之王天下也,仰则观象于天,俯则观法于地,观 鸟兽之文与地之宜,近取诸身,远取诸物,于是 始作八卦.以通神明之德,以类万物之情”.不 但中国之大智者始源于此相似的道理,外国之 大智者也不可能例外,进化论之刨始人达尔文 之周游世界,亦不外乎是”观鸟兽之文与地之 宜,近取诸身,远取诸物”“以类万物之情”,于是 始作进化论的么.与此相似,门捷列夫元素周期 律之发现,不也是从源于原子序数的相似现象 入手而建立起来的幺.对进化论原来在宏观相 ?170?Vol2,No.4CHINEsEJOURNALOFSOMATIcSclENcE 似现象的认识已经发展到现在由克里克,华生 以及M?艾根等人从分子结构以及自相似,自 催化的更深的微观层次中加以研究了,这些显 然已进入到遗传中本质方面的研究.但他们现 在还是认为当初达尔文在宏观相似现象中所取 得的某些规律性的见解仍然是有其科学意义 的.当代《超循环论》的着名科学家M?艾根在 其书中不断的为达尔文进化论中的观点进行辩 护. 与此相似,门捷列夫的元素周期律当初乃 是从化学原子序数与元素的化学性质的某些相 似性入手而逐步建立起来的宏观规律.现在,化 学周期理论虽然已进入到电子,质子和中子为 基础的结构化学阶段及电子轨道前沿的理论阶 段,但他们不也得承认门捷列夫当初宏观相似 现象中发现的基本规律有其伟大的划时代的成 就么. 再回到受易经思想影响的中医治病的过程 来看,他们从人褥某种病时所表现的一种特有 相似现象入手,再经过医生的望,闻,问,切,以 及由于长期实践经验所认识到可能存在的内在 相似关系,直觉地事lI断出病理可能存在的相似 原因,从而达到确诊和对症下药,以达到治疗的 目的.中国的中医(包括针灸)以前西方人认为 是巫术,迷信和毫无科学可言的.其实,他们不 懂现象和本质关系的奥妙,而一味贬低现象.现 在日本正用最现代化的生物化学的原理和成果 来分析中药的成分以及功能,以证明中药的药 理在治疗过程中所包含的科学性乃是千真万 确的.现在,西方用了现代的各种电子仪器,也 证明了针灸,气功在治疗某些疾病中是有其科 学道理的.其实,中医有名大夫最善于从纷繁的 相似现象后面把握其本质的或相对不变的规 律.中医经典理论《黄帝内经》上说:”智者求同, 愚者求异,智者有余而愚者不足”.这句名言是 非常深刻的,不过我们认为这里的所谓”同”乃 指相似也,因为大人,小孩,老弱和妇女患同一 种疾病时,其表现出的现象却各有差异.高明的 医生恰恰就是那些善于从差异后面判断那些相 对不变的所谓”同一慵因的人.相似现象和相 似本质之间的关系乃是一种非常重要的一种关 系.刚毕业的医科大学生或经验少的医生在诊 断时,大脑容易为同一种疾病的各种纷繁的差 异现象所迷惑,看不出那些千变万化现象后面 仍然存在着苟子所谓的千变万化其理一也”之 理.即认识不到变中又相对不变的致病的”同 一 “原因.因为千变万化之现象多矣,要记住这 些纷繁的事物大脑当然显得如此之不足.而聪 明的人则能看到这纷繁现象后面隐藏的”同”. 即差异后面仍然存在的相似病因,因之他就能 化繁为简.故曰:”智者有余而愚者不足”.如果 我们人的大脑能够通过大量的实践造就了以上 的这种认知能力,那么我们就很容易进入本质 规律的认识阶段,就不容易为纷繁的差异现象 所累,大脑中变会显得清楚明白.这正如《易 经》所说的”乾以易知.坤以简能.易则易知,简 则易从.易知则有亲,易从则有功.有亲则可久, 有功则可大.可久则贤人之德,可大则贤人之 业.易简而天下之理得矣.天下之理得,而成位 乎其中矣.”是故古人曰:”易与医通矣!”这一系 列的事例说明相似现象与相似的本质关系是紧 密相关联的,而不是相分离的.倘若我们能从中 掌握其基本原理,就会由愚笨变得聪明.我们就 能把前科学的东西,经过对事物相似现象诸方 面的研究,而逐步进入到对该事物系统原理的 的认识,从而进入到科学阶段. 以上就是科研人员应有的基本态度.比如 司空见惯的光合使用,我们现在就完全理解了 吗?2岁到6岁的儿童在复杂的语言功能形成 方面就连世界着名的语言学家乔姆斯最近也表 示对此是知之甚步的.一个精子和一个卵子相 结合成长而相似他们的父母亲,这个微观过程 当前科学界还是没弄清楚的.我们现在虽然不 懂可是还得承认这是事实嘛.不能由于不理解 就不承认这个真实的现象. 现在科学对自然界很多的认识还是处于现 象论阶段的.同样我们在研究人体科学时也应 首先从众多的相似现象入手,了解其内在可能 存在的本质联系,从而进入对该事物现象内在 本质的认识阶段,人类科学技术研究的发展史 中国凡体韩学2眷4期 说明这是一条必经之路. 我国提出建立人体科学的研究首先来自发 现人的耳朵能够认字这个现象上的.当时有很 多人很不理解,甚至根本不承认这一客观事实. 认为这是不可能有的事.其实很多科学的研究 都来源于对不理解现象的解答.目前我们对自 然界的现象不理解不懂的事情是太多了.因此, 我们不理解的东西,不等于那个事实就不存在. =,对海辱听觉器官图象模式识别的研究 对人耳朵认字的启示 现在我们要举出一些相似现象的例子,来 证明动物的耳朵能利用声波的信息,在其大脑 的信息加工过程中形成图象.以前认为蝙蝠的 耳朵仅仅是能听到声音的反射回波.现在科学 进一步的研究证明蝙蝠对声音处理过程中,是 能在它的大脑中呈现出图象的. 再就是对海豚的研究也证实它也能把声音 的反射信号的大脑的信息加工过程中还原成为 图象的. 对称为海洋智能动物的海豚进行实验,证 明海豚具有垒患加工的能力.海豚超声的分辨 率为100对线/毫米.由于超声波的波长远远大 于光波的波长,所以海豚用超声器官记录到的 相干模式(或全息加工)所具有的分辨率,与感 光器官的分辨率比较起来,已足够高了.研究海 豚全息加工的另一个实验是:海豚发出的脉冲 不是单个而是双重的,两脉冲的时间间隔为/ 4.从全息分析可知,全息图中有一部分信息 FS.m,在再现时白白地损失掉;但若用两个相 差x/4的参考波,可以获得两张全息图用这两 张全息图届时再现,FSinq(损失掉的信息量)就 不会丢失通过译码,海豚便获得了整个信息模 式 现在引用加利福尼亚心理学家札?巴斯蒂 安的试验,这位学者是在美国海军设在马古角 的海洋实验室工作试验的主要之点,是教雄性 宽吻海豚贝斯模仿雌海豚多丽丝的动作.按第 一 个,第二个和第三个信号灯接触开关.然后把 饲养池里韵两头海豚用不透明的档板分开,这 样就排除了视觉分析器的作用,但它依然能准 确模仿对方按接触开关(图1).如果档板是隔 音的(听觉分析器的作用也排除了),就无法模 仿了.只要在档板上弄一个洞,声音可以传过 去,模仿就又准确无误了.评论巴斯蒂安所作试 验的人认为,多丽丝似乎用语言把信息传递给 贝斯,以此来解释能准确模仿的原因.可是,巴 斯蒂安本人也不敢这样解释自己的试验成果, 因此贝斯可用自己的水中定位器,探测多丽丝 的位置和活动.此外,对多丽丝每次按信号开关 时发出的唿哨声加以比较分析,听不出有什么 区别;而如果是语言信息,就应该有区别才对. 所以我们认为海豚利用听觉器官接收来的声音 信息,能在其大脑的处理过程中还原为图象的 想法是更有说服力的 图1札-巴斯蒂安甩宽嘲癣辣所作的验示意囝 比如还发现海豚能识别装在粗麻布袋里的 各种几何图形(阿?戈卢勃科夫,尤?伊万宁 科),甚至能知道放在金属圆筒里的活塞的各种 不同状态.用视觉是无法做到这一点的,因为光 会从物体表面反射回来;可是超声波与光射线 相比,声波比较长,能穿透到物体里边去,反射 回来的超声波经过海豚大脑的信息处理,仍然 能变为图象,这样就可使海豚用声波探则物体 的大小和体积,以及物体的性质(材料),并且在 蒙上眼睛时,也能很快地用耳朵.看到”东西.这 个事实,为人耳朵能认字提供了极为宝贵的启 0 兰,对人耳朵图象模式识别机理的探讨 基于上述对海豚听觉器官图象模式识别的 研究成果表明,海豚能将声音信息还原为图象 的处理事实,使我们有理由推想,人在耳朵认字 Vot.2.No.4CHINESEJOURNALOFSOMATICSCIENCE 时也有与之相似的过程.有人会说没有向物体 发射声波,哪儿来的像海啄接收到的回波呢这 个问题仅是问题的一个方面,但事物还有它的 另一方面.现在根据最新的声学研究指出任何 物体都在向周围发出该物质在分子振动水平上 和原子核振动水平上的声波.其频率上限高达 几千兆赫.这和无线电渡不相上下.同时这些 声波在超高频振荡时,也会出现和光量子一样 的声量子现象.正如着名科学家钱学森以前所 说的,其实我们人的大脑和感觉器官,就是一个 高度灵敏的仪器.现在科学实验表明我们的眼 睛的确就是一个光量子放大器,其总增益大约 为2.6×10数量级.我们的耳朵就是一部接收 从低频声波到超高声波以至声量子的放大器. 现代生理心理学研究证明耳朵附近只要其振幅 为1/z的氢分子半径时,听觉的神经就已经能 够产生反应了.现在对人的大脑在视觉信息或 听觉信息的处理过程中的研究表明都带有与全 息性质相似的某些物理特性.现在用电子显微 镜观察,发现脑神经纤维的髓鞘与晶体结构非 常相似,是一种顺晶体排列.这说明脑的结构极 有规律且类似于藏晶,可进行信息相干处理.还 有人认为晶状的脑组织结构,是一种电磁渡的 波导,脑波导中传递具有规律性的电磁波能量 束,这种波可进行相干处理和全息加工.用这种 能量以实现记忆.人脑的记忆在功能上很象一 张全息图,存储的三维图象,可通过电磁波束相 干来实现. 有人作了一个比较,即用电子计算机.按快 速傅利叶变换,计算物渡与参考波相干产生全 息图,需要8分钟,而生物完成相似反应时间小 于1/10秒.困此就设想人脑中的颗粒细胞,可 以看做在四个顶点上有一对一的树突四面体, 可能具有进行巴特勒(Butler)矩阵的数据处理 功能.应用巴特勒矩阵对微波进行数据处理.其 速度为毫微秒数量级.人的神经脉冲传播速度 为120米/秒,若用巴特勒矩阵进行傅氏变换. 其运算速度应为1O,10秒,这样的速度与 生物实际情况相符.由于巴特勒矩阵有2个输 入和2个输出,逸与攀缘纤维和首鲜纤维一对 一 的比例相吻合I又由于巴特勒矩阵是一延迟 线,由混合结和相移器组成,类似于颗粒细胞结 构.因此才产生在神经网络中,应用巴特勒矩阵 进行傅氏数据处理的设想. 人脑中所记忆的事物可以再现,并可具有 立体感.医学上曾有过切除大块脑皮质的记录, 而被作手术的人,没有象医生们估计的那样,产 生心理和生理上深刻持久的变化.法国微生物 学家,化学家巴斯特(Pasteur),就是在大脑右 半球严重溢血而大半损坏之后,完成很大一部 分研究工作的.有人还做了实验,将动物有关视 觉的大脑皮质切除90以上,动物仍然能产生 映象记忆.这就说明,人和动物的记忆是离散存 储的,象全息一样,可用参考波来复现局部残余 底片 以上的研究说明人的大脑在信息加工过程 中,出现全息图象的所谓菜种图象屏幕是有根 据的不过有特异功能的人,这个特性就更加突 出和灵敏罢了.为什么我们要推想耳朵认字是 超高频的声量子渡呢?还有一个原因是因为现 在对特异功能的信息发送和传输过程的研究表 明,部分的人认为不是电磁波,而是某种特异 辐射”.我们认为这可能是一种超高频的声量子 辐射这就和海豚在相互隔离的模仿学习中,在 隔板上不打一个小孔,相互就接收不了对方传 递的信息的实验是吻合的.这又和特异功能人 在认识密封容器内的物体或字时,如果容器上 面有一微孔或一条缝隙,识别就快得多,容易得 多,是一个道理由此可以看到人和海豚在利用 听觉器官在图象模式识别过程各个部分.他发现无论切除哪一部分 都不能消除记忆.但是随着切除的面积越大,记 忆减少的程度也越大.他这个实验发展了他的 两个理论:记忆质量是取决于大脑未受损伤部 分的多少.另一个认为记忆”等势”即记忆是广 泛的贮存牲整个脑的.这也和垒息照片存贮有 很多类似. 他们还研究了人类记忆与全息照相二者之 间的关系.1立方厘米的全息图片能贮存100 亿的信息.人脑的体积比全息照相大1500倍, 而脑所包含的蛋白质比全息像片上的银颗粒小 得多.人的记忆容量大概比它大数千倍.可能贮 存着1O信息单位.这就相当于人的大脑从出 生开始平均以每秒记录1千新的信息单位一直 记到75岁而绰绰有余. 他们以人的视网膜到大脑的神经纤维是连 结到视阿膜的一些细胞的这一事实,记录到这 些细胞组成的感受野对光点在横向移动时的反 应过程,是相似于全息照相过程中存在着的傅 里叶变化.换句话说,大脑在信息处理的编码过 程,同全息照相的信息贮存过程是银相似的.此 外他们的研究工作还涉及到听觉,嗅觉和味觉 都证明和以上过程是相同的. 他们那里的科学家还研究了蝙蝠,某些昆 虫和鱼类在大脑的信息加工处理过程中,也同 样存在着以上类似的过程.所以研究特异功能 人的大脑信息加工过程和思维活动,可以为人 工智能模拟人的神经网络在并行以及多重信息 处理方面,提供有益的启示.也为思维科学突破 口的形象思维深层次的研究方面,提供极为有 价值的患路.突破只有人眼的视觉信息才能在 大脑中成像的旧观念. 人的大脑作为人体这个开放的复杂巨系统 的信息处理中枢,其整体结构本身就存在着处 理声全息,光全息以至记忆全息的诸种功能.某 些特mplewereobtained;andthe percentageofweightlossingwere7.45,271and2.403respectively.Therelationship.fheat absorptionphenomenonandtheweightlossalterthespecialfunctiontreatmentwascorrectative. Thesefindingssuggestthatthesuperconductktgmaterialtreatedbythespecialfunctionowner hasexperiencedphasechangescorrespondinglytostructureofthematerialmightbechanged.These findingsunchangedwhentested3monthslater. Keywords:51p~claltanctlon.~mpercondoctlngn蚺krh1. therm呻ny.wd功tl0舒