Марк Чангизи - Революция в зрении - Что, как и почему мы видим на самом деле

Решение будто бы напрашивается само собой: надо добавить буквам “сложности”, используя в них больше одного штриха, но меньше, чем требуется для целого предмета. Объектам и их контурам присущи фундаментальные структурные единицы, которые, как давно известно инженерам и биологам, изучающим зрение, являются ключевыми для распознавания предметов на изображениях. Одни из этих структур представляют собой “пересечения” — те места, где линии встречаются в одной точке, — например, структуры на рис. 4, напоминающие L, Т или Y. Другие — простые комбинации подобных пересечений. Используя данные конфигурации линий в качестве букв, мы смогли бы во многом преодолеть обе проблемы, возникающие при создании букв из одной черты. Во-первых, если каждая буква будет чаще всего состоять из нескольких штрихов, тогда типичное четырех- или пятибуквенное слово будет образовано уже примерно дюжиной линий — вполне достаточно, чтобы набросать простеньких мультяшных зверей, показанных на рис. 2 а. Во-вторых, в этом случае в составе слов письменной речи будут встречаться те же структурные элементы, которые мы привыкли видеть на изображениях предметов. Когда буквы образованы не черточками, а комбинациями черточек, слова становятся более похожими на предметы — более, но не полностью, потому что пересечения линий могут быть упорядочены на странице с текстом иначе, чем в природе. Их сочетания могут быть противоестественными, и два пересечения могут оказаться настолько близко друг от друга, как не могли бы в окружающем мире. Тем не менее данное решение — лучшее, на что мы можем рассчитывать для систем письменности, основанных на “звукописи”.

И что же: действительно ли такие системы письменности основаны на данном способе разрешения дилеммы? Действительно ли буквы состоят из нескольких штрихов? В общем, да — на это мы с Синсукэ Симодзе впервые указали в статье, опубликованной в 2005 году в “Трудах Королевского общества”. Я сосчитал среднее количество штрихов, приходящихся на одну графему, в 93 фонетических системах письма (перечислены на рис. 6), и выяснил, что средний результат примерно равен трем, вне зависимости от того, сколько знаков используется в данной системе: пятнадцать или сто пятьдесят. В системах письменности с большим числом знаков увеличивается не количество штрихов на знак, а количество разновидностей штрихов, из которых построены знаки. Количество же штрихов на знак остается близким к трем.

Рис. 6.

Таблица, включающая 93 вида фонетического письма, для которых я рассчитал среднее число штрихов на знак. Таблица содержит примеры знаков, среднее количество штрихов в знаке и общее число используемых в данной системе знаков. Чтобы увидеть больше примеров, посетите симпатичный сайт Саймона Эйджера www.omniglot.com.

Таким образом, как и ожидалось, буквы действительно в некоторой степени походят на составные части видимых объектов — по крайней мере, своей сложностью (то есть числом образующих их штрихов). Поэтому слова, написанные буквами, выглядят более похожими на предметы, и это делает чтение легче. Однако существует способ сделать слова еще более похожими на предметы: что если буквы будут не только иметь подходящую сложность, соответствующую составным элементам окружающих нас предметов, но и образовываться теми же формами, какие встречаются в природе? Как мы увидим, в ней обычно встречаются лишь определенные конфигурации очертаний. Выяснив, что это за конфигурации, мы сможем поставить вопрос: такие или нет конфигурации встречаются в буквах? Иначе говоря, мы сможем узнать, в самом ли деле буквы — и образуемые ими слова — подражают природе.

Буквы L и V выглядят по-разному, но их “базовая конфигурация” одинакова: каждая состоит из двух штрихов, соединенных концами. Можно сколько угодно вертеть эти буквы, растягивать их и сгибать, но все равно из них не получить букву Т, а также X, Y, K, Ψ , F или ω (рис. 7 а). Все эти комбинации штрихов, будучи лишь некоторыми из многих возможных конфигураций, отличны друг от друга. Вот что я имею в виду, когда говорю о форме буквы (на самом деле речь в некотором роде о топологической форме), и именно этим понятием формы мы должны пользоваться в поисках сходства между буквами и встречающимися в природе фигурами. В особенности нас будут интересовать конфигурации, содержащие не более трех штрихов и двух пересечений — те, что представлены на рис. 7 б, своего рода периодической таблице геометрических форм, называемых мною “подпредметами”, то есть элементами, из которых складываются видимые нами объекты. Мы хотим знать, какие из этих конфигураций есть в природе. Но прежде чем мы посмотрим, какие именно сочетания линий попадаются в природе, позвольте представить вас некоторым из этих форм и дать некую качественную оценку их распространенности.