Вопросы для самопроверки по теме 1.3

1. В чём разница между понятиями «сообщение» и «информация»?

2. В чём заключается правило интерпретации?

3. Что называется долговременным носителем информации?

Тема 1.4. Органы чувств

Слова улетают, написанное остаётся (лат.)

Ранее были упомянуты органы чувств, ко­торые могут служить для передачи языковых сообщений. Эти передающие и воспринимающие органы чувств человека и выс­ших животных перечислены в табл. 1 [3]. Некоторые из восприни­мающих органов чувств служат также и для односторонней не­языковой связи с окружающим миром. У высших живых су­ществ только слуховые, зрительные и тактильные восприятия достаточно дифференцированы, чтобы естественным образом служить для передачи языковых сообщений. Наряду с язы­ками непосредственного общения: разговорной речью, призы­вающими и предостерегающими звуками (слуховое восприятие), языком глухонемых (зрительное восприятие) и воспринимаемым рукой языком слепых (тактильное восприятие),- выступают язы­ки, в которых используются инструменты: барабанный бой, стук, свистки, звуки рожка, трубы, сирена — сигнал тревоги (слухо­вое восприятие), световые сигналы и сигналы флажками (зри­тельное восприятие).

Определенные знания о свойствах и работе органов чувств человека оказываются существенными, когда мы хотим рацио­нально включить человека в цепочку обработки и передачи ин­формации (в её начало или конец). Функциональная способность органов чувств лежит в опре­деленных пределах. Здесь, прежде всего, следует назвать время реакции (латентное, или скрытое, время) - проведение раздражения по нервным путям, пере­работка его в мозге, а также проведение ответа к эффектору. При этом на глаз как на воспринимающий орган приходится около 40 мс, а на срабатывание мышц руки как передающего органа — около 50 мс.

Скорость проведения возбуждения по нервным путям со­ставляет для нерва ноги виноградной улитки 0,4 м/с, для седа­лищного нерва лягушки при 18 °С - 28 м/с, для двигательных нервных волокон человека- 120 м/с. Скорость проведения возбуждения по нервным путям со­ставляет для нерва ноги виноградной улитки 0.4 м/с, для седа­лищного нерва лягушки при 18 °С - 28 м/с, для двигательных нервных волокон человека- 120 м/с. Для акустических (звуковой импульс) и оптических (загорание лампочки) сигналов оно составляет для человека 140—250 мс до ответа, состоя­щего в том, что испытуемый нажимает кнопку. Для более слож­ных заданий время реакции заметно увеличивается (прочитать указанное слово: 350—550 мс, назвать указанный предмет до­машнего обихода: 600—800 мс). Это уже говорит о том, что процесс восприятия не только функция рецепторов.

Таблица 1.1

Передающие и воспринимающие органы человека и высших животных

Передающий орган (эффектор)	Физический носитель сообщений	Воспринимающий орган (рецептор)	Способ передачи
голосовой аппа­рат гортани (дар речи)	звуковые волны (от 16 до 16000Гц)~	слух (улитка уха, волосковые клетки базилярной мембраны)	слуховой
мышцы лица и другие (мимика и жестикуляция)	световые волны (около 1015 Гц)	зрение (сетчатая обо­лочка глаза, палочки и колбочки)	оптический (зрительный)
мышцы рук и кистей (навыки)	давление	осязание (рецепторы прикосновения и дав­ления)	тактиль­ный
-	температура (от -20 до +50 °С)	терморецепторы
-	концентрация молекул в жид­ком растворе	вкус (язык, вкусовые почки слизистой обо­лочки рта)
запаховые же­лезы	концентрация молекул газа	обоняние (полость но­са, обонятельные ре­цепторы слизистой оболочки носа)
-	ускорение	чувство равновесия (вестибулярный аппа­рат)
-	механические и другие повреж­дения тканей	солевая чувствитель­ность (свободные нервные окончания)

При этом по нервным путям пробегают импульсы электро­химической природы с максимальной амплитудой 80 мВ и дли­тельностью порядка 1 мс. Интенсивность раздражения опре­деляет частоту таких импульсов, а именно частота импульсов в общем случае пропорциональна логарифму интенсивности раздражения.

Этот результат согласуется с постулированным в 1860 г. Г. Т. Фехнером и подтверждённым психологическими экспериментами законом, утверждающим, что интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздра­жения [10]

В терминах электротехники речь здесь идет об импульсно-частотной модуляции. Такой способ проведения воз­буждения объясняет, кстати, почему при низкой интен­сивности раздражения, а тем самым при низкой частоте импуль­сов увеличивается время реакции.

Для того чтобы орган вообще смог что-либо воспринять, интенсивность раздражения должна превосходить определённое пороговое значение S₀. Для слуха пороговое значение составляет около 2-10-⁷ мбар.

(Чтобы вызвать слуховое ощущение, достаточно энергии в I0-¹² для появления зрительного ощущения - 10-¹⁰ эрг.)

Кроме того, при длительности импульса в 1 мс теоретически возможна передача импульсов с частотой не более 1000 Гц, а практически - не более 250 Гц, откуда следует верхняя гра­ница для интенсивности раздражения.

Воспринимаемая интенсивность раздражения от порогового зна­чения до границы болевого ощущения для большинства видов раздражений лежит в весьма широких пределах, для описания которых приходится привлекать 10 в большой степени, на­пример:

• для яркости 1 : 10¹⁴,

• для громкости звука 1 : 10⁹,

• для высоты звука 1 : 10³.

В современной технике, в тандеме «человек – прибор» органы чувств используются на пределе их возможностей, приборы могут выдать в единицу времени гораздо больше информации, чем может воспринять человек.

Поэтому идут постоянные поиски новых путей сообщения в единицу времени наибольшего количества информации, для оптимального и безошибочного принятия решений. Вспомните свой мобильный телефон. Первые его модели в момент вызова несли только один вид информации - звонок, воспринимаемый органом слуха – ухом.

В настоящее время звонок заменён мелодией, при этом для определённого абонента – отдельной, добавлен вибровызов – параллельно с воздействием на органы слуха идёт воздействие на органы тактильного восприятия, добавлен световой канал (меняет цвет экран монитора или мигает светодиод) – идёт воздействие на зрительные органы, на них также воздействует появляющаяся на мониторе заставка с фотографией звонящего, его именем, часы показывают время вызова, телефон абонента заносится в журнал и т. д. В итоге вы в момент вызова получаете гораздо больший объём информации, что позволяет вам принимать более аргументированное решение о принятии или отклонении вызова и сразу принимать информацию от абонента, не тратя время на выяснение его личности. Мобильный телефон – это прибор, и вам как будущим приборостроителям надо понимать, что и гораздо более сложные приборы строятся по аналогичному принципу.

Рис. 1.3. Полиграфический экран японского ультразвукового дефектоскопа, представляющий информацию одновременно на 9-ти экранах и нескольких цифровых табло

Взглянем, например, на экран современного дефектоскопа (рис.1.3). Многообразие стрелочных и цифровых индикаторов заменено огромным полиграфическим экраном, на котором в режиме реального времени представляется огромное количество информации – и дело оператора – выбрать наиболее значимую для каждого конкретного случая комбинацию иными словами, – выбрать наиболее «информативную информацию». Что это такое и как её выбирать – эти вопросы рассматриваются в следующей главе.