Ричард Докинз - Неутолимая любознательность. Как я стал ученым

Моя клавиатура была не чем иным, как самодельным электронным органом, все клавиши которого играли разные ноты (слышные только магнитофону). Сделать эту часть системы было довольно просто. В ящик помещался простой двухтранзисторный генератор импульсов, частота которых регулировалась сопротивлением. Каждая клавиша была связана со своей катушкой сопротивления и поэтому генерировала звук своей высоты. Наблюдатель мог брать этот орган с собой в поле и наблюдать за поведением животных, подобно специалисту по анализу рабочего времени, нажимая ту или иную клавишу в зависимости от наблюдаемой формы поведения. Получаемая в итоге магнитофонная запись последовательности нот будет записью изменений поведения животного во времени. Человек с хорошим музыкальным слухом, прослушивая такую запись, в принципе мог бы улавливать, какая именно клавиша была нажата в каждый конкретный момент, но от этого было бы мало пользы. Вместо такого человека с хорошим слухом мне хотелось использовать компьютер. Это можно было сделать с помощью электронного приспособления, включающего ряд настроенных на определенную частоту детекторов, но такое приспособление было бы и сложным в изготовлении, и дорогостоящим. Нельзя ли было добиться того же исключительно с помощью компьютерной программы?

Я обсуждал эту проблему со своим тогдашним компьютерным гуру Роджером Эбботтом, способным инженером (а также, кстати, органистом), работавшим по большому исследовательскому гранту у профессора Прингла, и Роджер предложил остроумное решение. Каждой ноте соответствует определенная длина звуковой волны. Компьютеры работают (и работали, даже в те времена) настолько быстро, что за время, проходящее между гребнями звуковых волн, могут выполняться сотни циклов программы. Роджер предложил мне написать в машинном коде программу, которая позволит регистрировать продолжительность таких промежутков, то есть будет работать подобно секундомеру, подсчитывая, сколько циклов программы успевает пройти за время от одного до другого гребня волны (среднее значение величины, обратной этому показателю, будет соответствовать частоте – высоте звука). Как только звук данной высоты смолкает (когда со времени предыдущего пика проходит больше определенного периода времени), компьютер может заметить время этого события, а затем ждать, когда раздастся следующая нота. Иными словами, такие циклы можно использовать не только для распознавания высоты ноты, но также, в намного большем временнóм масштабе, для измерения продолжительности звучания каждой ноты и промежутков между ними.

После того как эта основа была готова, мне оставалось только потрудиться над написанием и отладкой удобной в использовании программы. На это ушло довольно много времени, но в итоге мне удалось добиться успеха. Орган Докинза неплохо показал себя в работе. Каждый сеанс его использования начинался с воспроизведения записанной на магнитофонную ленту гаммы – всех нот, издаваемых органом, проигранных в порядке возрастания высоты. С помощью этой гаммы осуществлялась калибровка программы – “обучение” компьютера набору нот, которые ему предстояло распознавать. После калибровки (завершаемой нажатием клавиши, соответствующей первой ноте гаммы) на той же магнитофонной ленте записывалась последовательность нот, соответствующая действиям животного, за которым велись наблюдения. Система калибровки была хороша тем, что не требовала точной настройки органа: для регистрации поведения животного можно было использовать любой набор нот, достаточно сильно отличающихся друг от друга, потому что компьютер быстро “научался” их распознавать.

Итак, когда исследователь приносил из полей магнитофонную запись и проигрывал ее компьютеру, тот точно узнавал, что и когда делало животное, за которым велись наблюдения. В основе программы лежал цикл, занимающий определенное время, но программа также включала в себя существенное количество кода, позволяющего выбивать на перфоленте названия всех наблюдаемых форм поведения и точных сроков, в которые каждая из них наблюдалась.

Я опубликовал об органе Докинза статью [101] R. Dawkins. A cheap method of recording behavioural events for direct computer access // Behaviour, 40 (1971), pp. 162–173. и сделал свою программу доступной бесплатно для всех желающих. В течение следующих нескольких лет органами Докинза пользовались многие мои коллеги из оксфордской группы исследований поведения животных, а также некоторые этологи из других стран, в частности из университета Британской Колумбии.