Живые локаторы океана

Сергеев Борис Федорович

Ну, а с определением размеров шаров и цилиндров животные справляются отлично.

Образ один

Уже давно известно, что дельфины с помощью эхолокации умеют определять форму предмета, но никому до сих пор не известно, формируют ли они при этом его образ.

С точки зрения кибернетики, образ – это обобщенное описание предмета. Благодаря сформированному в головном мозге образу мы узнаем предмет независимо от его положения в пространстве, изменения освещенности, масштаба, цвета и т. д.

Благодаря обобщающему эффекту образа мы узнаем разные предметы, относящиеся к одному классу. Для нас стол останется

столом – стоит ли он в комнате или вынесен на улицу, перевернут ли вверх ножками или погружен на грузовик, белый ли он, коричневый или черный, маленький или большой, покрытый скатертью или клеенкой, уставленный яствами или пустой, старый ломаный или новенький, еще пахнущий лаком. Мы воспринимаем как стол и тот предмет, за которым обедаем, низенький журнальный столик и высокий лабораторный стол, стол с одной, тремя, четырьмя – с любым количеством ножек, круглый, треугольный или квадратный, письменный со множеством ящиков или в виде простой плоской платформы, прикрепленной на кронштейне, как принято в пассажирских купе и каютах.

Животные также способны формировать зрительные образы, правда, существенно менее обобщенные, чем у людей. В процессе эволюции по мере развития мозга эта функция совершенствуется. Рыбы способны запоминать весьма сложные изображения, но малейшее изменение собьет их с толку. Треугольник, немного увеличенный или уменьшенный, остается для рыбы треугольником, но треугольник, окрашенный в другой цвет или перевернутый, они за треугольник не признают. Сусликов и крыс удается научить узнавать геометрические фигуры, как бы их ни повернули, но найти что-либо общее между черным кругом на белом фоне и белым на черном они не могут.

Обезьяны легко узнают фигуры, в какой бы цвет их ни окрасили и на каком бы фоне ни изобразили. Шимпанзе узнают простые фигуры даже на ощупь. Бегло взглянув на подготовленный экспериментатором рисунок и недолго порывшись в мешочке, куда заглядывать не разрешается, обезьяна найдет среди других фигур вырезанный из толстого картона треугольник. Человек способен к гораздо более сложным формам обобщения. Двухлетний ребенок, если ему показать треугольник, составленный из отдельных кружочков (как складывают бильярдные шары перед началом игры), узнает в нем треугольник. С подобной задачей не в состоянии справиться даже человекообразные обезьяны.

Конкретные объемные и плоские фигуры дельфины без большого труда запоминают и не путают. Исследования по различению плоских фигур осуществили московские ученые.

Фигуры вырезали из толстого плексигласа и покрыли слоем пористой резины, хорошо отражающей звуковые волны. Исследователям казалось, что материал, обладающий высокой отражательной способностью, значительно упростит дельфинам задачу. После тренировки, и, видимо, немалой, животные научились на расстоянии 10–18 м отличать квадрат со сторонами 10x10 см от различных треугольников, ромбов и круга, имеющих ту же площадь – 100 см^2. Исследователи не пытались установить, какими критериями пользовались животные. Вероятно, не одной лишь силой отраженного эха. Об этом свидетельствует другой эксперимент.

Животных научили различать квадраты со сторонами 10x10 см и 7x7 см. Когда дельфины научились безошибочно выбирать больший квадрат, их время от времени пытались сбить с толку, подсовывая для выбора такой же по величине квадрат, но дырявый. Дырки были квадратной формы, размером от 1 до 86 см^2, и располагались в центре. При самой большой дыре квадрат превращался в 4-миллиметровую рамку с крохотной площадью. Из пары маленький квадрат – большой дырявый квадрат дельфины чаще выбирали фигуру с дырой.

Это значит, что они оказались способными определять размер даже тоненькой рамки, дающей весьма слабое эхо.

Некоторые наблюдения заставили заподозрить, что дельфины плохо замечают дырки. Во всяком случае, феноменальных способностей они при этом не обнаружили. Тем же животным предлагалось отличить сплошной квадрат от такого же по величине, но дырявого. Дельфины прекрасно решали эту задачу, если площадь отверстия составляла 25 см^2. Вполне удовлетворительно справлялись они с заданием, если площадь отверстия равнялась 6,2 см^2, но самые маленькие дырки, размером в 1 см^2, не замечали совсем. Из многочисленных опытов известно, что интенсивность эха животные оценивают с точностью до 10%. Следовательно, отверстие в 6 см^2, составляющее всего 6% фигуры, пользуясь этим критерием, заметить трудно.

Между тем дельфины уверенно отличали дырявые фигуры от сплошных. Значит, им помогают другие свойства эха. Скорее всего, его спектральные характеристики. При отражении локационной посылки от сплошных поверхностей искажение спектра будет происходить в более низкочастотной области, чем при отражении от рамок. Видимо, дельфины широко пользуются спектральным анализом. Остается выяснить, замечают ли они просто ослабление эха и изменение его спектра или действительно обнаруживают дырки?

Использование для анализа окружающей среды косвенных признаков – прерогатива не одних лишь дельфинов. Мы, люди, тоже склонны в процессе познания пользоваться боковыми тропинками. Академик Л. А. Орбели любил рассказывать о семье своих знакомых, центром которой являлся четырехлетний малыш. Взрослые дружно славословили ребенка. Особенный восторг вызывала его зрительная память. Когда приходили гости, на свет извлекалась большая кипа фамильных фотографий. Мальчик безошибочно называл изображенных на них людей. Орбели подметил, что ребенок одинаково свободно ориентировался и по лицевой стороне фотоснимков, и по обратной. И, видимо, с обратной стороны узнавать их было проще, надежнее: здесь были пятна, надписи, клейма ателье. Косвенные признаки были достаточно удобными. Дельфины пользуются ими очень широко. Впрочем, возможно, что косвенными они кажутся только нам. Не исключено, что самые неожиданные виды информации, извлеченные из эха, однозначно информируют животных о вполне определенных свойствах лоцируемого объекта.

Очень заманчиво узнать, какими критериями пользуются дельфины, чтобы решить вопрос о материале лоцируемого объекта. Каждую локационную посылку дельфина шар возвращает в виде двойного эха. Его первая порция – истинное эхо. Оно является отражением от шара локационной посылки.

Вторая часть эха создается собственными колебаниями лоцируемого объекта. Ее характер зависит как от материала, так и от размера шара. Ученым удалось убедиться, что именно эта вторая часть эха и дает возможность узнать о том, из чего сделан шар.

Не стоит удивляться тому, что ученым пока не удалось вникнуть в интимные стороны восприятия дельфинами окружающего мира. Человеку еще многое неясно даже в особенностях собственного восприятия действительности. Оно подчас бывает очень причудливым и замысловатым. Пример тому – искусство абстракционистов. Просмотрев десяток-другой произведений, можно расстроиться от сознания, что твое собственное восприятие нищенски бедное и многое ты вовсе не способен увидеть. Недавно в Лондоне на одной из художественных выставок был представлен скульптурный портрет футбольного мяча, не попавшего в ворота! Очевидно, человеческий мозг может создавать и такие образы.