Физика – моя профессия

Недавно был достигнут существенный прогресс в анализе загадочных кривых. Электрические токи, прежде чем поступить на рассмотрение исследователя, подвергались обработке быстродействующей электроносчетной машиной. Остроумно составленная программа позволяла отсеивать «случайные» беспорядочные пики. Была поставлена задача вытащить из кривой тока только те пики, которые регулярно повторяются. В результате удалось сопоставить внешнему раздражителю характерное изменение токов мозга. Эти исследования (они только-только начались) представляются чрезвычайно многообещающими. Хочется думать, что через десятилетия станет возможным прямой «расспрос» нервной системы о ее самочувствии.

Целый ряд замечательных успехов хирургии был бы невозможен без привлечения к работе физиков. Многие слыхали, конечно, о замечательных операциях на сердце. В ряде случаев они возможны лишь при существенном снижении температуры тела. Это достигается разными методами. Например, можно отвести кровяной поток от его обычного русла, пропустить через охладительную установку и вернуть телу, охладив на несколько десятков градусов.

Хорошо известные физикам приемы регулирования температуры были поставлены на службу медицины.

Физики в медицине заняты сегодня творческим трудом. Приборы и аппараты, придумываемые ими, должны быть предельно просты в эксплуатации и хорошо работать в руках врачей, которые имеют право не разбираться в их принципе действия и устройстве.

В медицине работают обычно физики, входящие в отряд аппаратурщиков. Широкое значение экспериментальной физики, свободное знакомство с техникой всех физических измерений, техническая сметка, хорошие руки и специфическая интуиция, позволяющая из многих решений, ведущих к цели, выбрать самое эффективное и простое, – вот те требования, которым должен удовлетворять этот исследователь.

…филологии. Не хочет ли автор сказать, что в институте, где изучают грамматику и синтаксис, анализируют строение фраз, сопоставляют корни разноязычных слов, описывающих одно понятие, будет действовать физическая лаборатория? Зачем же вести речь о будущем! Загляните, например, в Московский институт иностранных языков – там давно уже работают физики.

Давайте прежде всего вспомним, что в число языковых дисциплин входит фонетика – учение о произношении слова. Каждый изучавший иностранные языки прекрасно знает, что за орешек чужое произношение. Если не выучиться правильно выговаривать иностранные слова, тебя не поймут. Впрочем, самое главное – это приучить ухо к чужому произношению. Совершенное знание языка состоит прежде всего в свободном понимании речи иностранца.

Чтобы научиться понимать чужую речь со слуха и открыть тайны правильного произношения, учитель иностранных языков должен знать фонетику. Не трудно понять, что обучение фонетике может быть вознесено на совершенно новый уровень, если привлечь на помощь спектральный анализ звука.

Частоты колебаний звуковых волн, которые создают в окружающем воздухе оживленно болтающие собеседники любых стран и народов, лежат примерно в пределах от 300 до 5000 герц. Как известно, любое звучание объективно обрисовывается спектральным составом звука. На холодном языке физики различие между паническим криком, мелодично пропетой нотой или возгласом восторга лишь в том, что разные частоты колебания представлены в звуковой волне с разными интенсивностями.

Существуют великолепные и далеко не простые физические приборы – анализаторы звука, которые позволяют перевести на язык цифр шипящее английское «th» или колокольчиковое французское «en».

Конечно, у различных людей разный тембр голоса. Поэтому наиболее интересной задачей является поиск тех общих признаков, которые характерны для «усредненного» произношения иностранца.

На спектральную звуковую кривую влияет и интонация, которая может быть весьма различной у одного и того же человека. После консультации у врача больной язвой желудка возвращается домой.

– Доктор сказал резать! Резать? – спрашивает бедняга у жены.

Одинаковые слова звучат по-разному. Изменением одной лишь интонации меняется смысл фразы. Как отражается интонационная окраска на звуковом спектре? Это интересный для филолога вопрос, который только в последнее время начали исследовать.

Много новых проблем в языкознании всплыла наружу, когда начались систематические работы по машинному переводу с одного языка на другой. Прежде чем научить машину производить какие-либо операции, надо до самого донышка понять сущность задачи тому, кто составляет программу для машины. Кстати говоря, не только в филологии, но и во множестве других областей эта необходимость привести в строжайший порядок свои собственные мысли приносила и будет приносить исследователям пользу.

Занявшись обучением машины переводу, математики-филологи обнаружили, что раньше надо получше самим разобраться в том, как и почему мысль находит свое выражение словами. Надо ответить, почему мы говорим так, а не иначе, почему порядок следования слов в одних случаях фиксирован, а в иных – произволен. Скажем, «он взял чашку со стола», но не «чашку он взял стола». В то же время ничуть не хуже первого варианта – «он взял со стола чашку». Машина должна знать, что второй вариант плохой. Но в процессе ее обучения перед нами, естественно, встает вопрос, а чем же хуже второй вариант?

В поисках удобного языка, обладающего исчерпывающими возможностями для передачи самых сложных мыслей, филологи установили, что правила такого языка могут быть во много раз проще правил живой речи. Сразу же возник вопрос, имеются ли основания для бесконечного числа оттенков, которые могут быть приданы одной и той же мысли игрой словами?

Изучая законы конструирования фраз, филологи приходят к заключению, что природу нельзя упрекнуть в расточительстве. Богатство языка, гибкость речи и многообразие представлений одной мысли являются, как оказывается, способом разгрузки памяти. В ряде последних работ показано, что упрощение языка привело бы к необходимости увеличения «глубины» памяти. Как бы это пояснить?

В языке с упрощенными и однозначными правилами речи нужное слово находится в ящичке мозга, к которому ведет один-единственный путь. Где-то в одном из тупиков лабиринта лежит нужная вещь. Путь к ней только через один вход, остальные ворота не ведут к цели; и, следуя по первому коридору, надо сделать поворот направо, в третий переулок, другие повороты к цели не приведут.

В реальном языке нужное слово спрятано не глубоко; к ящичку, где оно хранится, ведет множество путей. Насколько упрощается поиск нужной вещи, если можно войти в лабиринт через несколько ворот и наткнуться на нужную вам вещь сразу!

Глубина памяти здесь – отрицательное свойство (лучше было бы филологам изменить терминологию, со словом «глубина» ассоциируются комплименты). Она характеризуется «числом поворотов», которые приходится сделать, чтобы добраться до нужного слова. Теория, с которой я познакомился, утверждает, что наш язык (таков, как он есть) позволяет обходиться наименее глубокой памятью.

– Чрезвычайно увлекательные исследования, но при чем здесь физики? – спросит читатель.

Право, чтобы разобраться в проблеме, надо обладать хорошим физическим мышлением. Математическая филология может быть отнесена к естествознанию по той причине, что эти исследования неразрывно связаны с проблемами параллелей в работе мозга и электронно-счетной машины.

…науки о Земле. Он рассказывает о тропических закатах и полярных сияниях, о необитаемых атолловых островах и живописных оазисах в пустыне. Его слушают, ему завидуют. Шутка ли, где только человек не побывал, чего только не видел этот географ-путешественник! А что интересного может рассказать физик, если он ограничен стенами лаборатории?

Такая точка зрения казалась, вполне естественной. И правда, еще не так давно географы-путешественники были монополистами в описаниях сказочных красот земли и необыкновенных и загадочных явлений природы. Но времена переменились! Теперь физики подымаются на аэростатах, плавают на подводных лодках, опускаются в кратеры вулканов. Они зимуют на Северном полюсе, проникают в глубь Антарктиды, совершают кругосветные плавания. А географы? Им приходится проводить время в тиши научных кабинетов, для того чтобы усиленно изучать физику. Иначе они рискуют тем, что физики не будут брать их с собой в милые их сердцу экспедиции.