Совершенно иного взгляда придерживался Иммануил Кант [7]. Он утверждал, что физический мир доставляет лишь материал для ощущений, а сознание активно организует этот материал в пространстве и во времени и создает понятия для интерпретации опыта. Взгляды Канта повлияли на Гете и его теорию цвета («Farbenlehre»), в основу которой он положил идею о том, что глаз- активный агент, а не пассивный приемник. Однако на другие психологические теории учение Канта почти не повлияло, за исключением «гештальтпсихологии», которая выросла в конце девятнадцатого века из трудов Христиана Эренфельса [8]. Согласно Эренфельсу, восприятие формы подчиняет себе восприятия отдельных элементов, составляющих целое. Такие авторы, как Макс Вертгеймер, Вольфганг Кё-лер и Курт Коффка предполагали даже, что сама природа элементов восприятия определяется организацией целого [9].
При последующем изучении процессов восприятия идеи гештальтпсихологии не получили дальнейшего развития-в основном потому, что этой теории не удалось подойти к количественной оценке отношений между фигурой и фоном и таких свойств фигуры, как «хорошая форма» и
«замкнутость». В отличие от этого психофизика, созданная еще в прошлом веке физиком Густавом Фехнером [10], измеряла главным образом пороги чувствительности как гипотетические элементы восприятия. В таком же духе нейрофизиологи склонны сейчас рассматривать рецептивные поля как врожденные и неизменяемые «шаблоны», которые служат для выделения в сложном стимуле свойств, определяющих его распознавание.
Психологи же все больше осознавали роль, которую играет в восприятии активное изменение поступающих извне сигналов. Существуют, например, проявления избирательного внимания: наглядное представление о них дает «эффект вечеринки», когда в комнате, гудящей от множества голосов, мы в состоянии прислушиваться к голосу какого-то отдельного человека. Другие широко известные примеры этого-неоднозначные изображения [11], такие как утка-кролик Ястрова или куб Неккера (рис. 1). Общее для таких изображений то, что воспринимается либо один, либо другой объект, но не оба одновременно. Нарисованное животное (А) — это или утка, или кролик, а куб-ящик, видимый либо сверху, либо снизу.
И все-таки более основательно представление об активной природе восприятия развивалось в технических дисциплинах. Еще Аристотель учил, что мир состоит из вещей, наделенных одновременно многими свойствами, и употреблял термин «сущность» для обозначения тех свойств, без которых объект перестал бы быть самим собой и, что не менее важно, принадлежать к определенной категории. Категория, таким образом, определяется своей сущностью [12]. На языке техники связи задача отнесения объекта к определенной категории или классу есть, по сути дела, задача распознавания образа. Поэтому нетрудно понять, что восприятие отождествимо с распознаванием образов.
Ватанабэ [13], детально обсуждая принципы, лежащие в основе распознавания образов, иллюстрировал это замечанием Витгенштейна о двояком значении глагола «видеть»: можно видеть картинку и видеть изображенного на ней кролика. В первом случае речь идет о физической реальности, а во втором-об объекте восприятия. Это заставило Ватанабэ считать «видение одного из многих» или «одного из двух», как в примере с уткой-кроликом, важным отличительным признаком распознавания образов.
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.
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.
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 эмоциональным или интеллектуальным причинам-были готовы наши умы» [18).
