CC BY
79
Раздел IV
ДИСКУССИОННЫЙ РАЗДЕЛ. ПИСЬМА В РЕДАКЦИЮ. РЕЦЕНЗИИ
УДК: 612.82.821 DOI: 10.12737/7287
ИОННО-МОЛЕКУЛЯРНАЯ МОДЕЛЬ ПАМЯТИ. МЕХАНИЗМЫ ПОИСКА ИНФОРМАЦИИ
В БИБЛИОТЕКЕ ПАМЯТИ
И.Г. ГЕРАСИМОВ*, А. А. ЯШИН**
* Донецкий национальный технический университет, ул. Артёма, 58, г. Донецк, Украина, 83001 ** Медицинский институт, Тульский государственный университет, ул. Болдина, 128, Тула, Россия, 300012
Аннотация. В контексте разрабатываемой авторами модели памяти исследованы механизма поиска нужной информации в библиотеке памяти. Предложены непротиворечивые, с позиций биофизикохимии и математической логики, варианты таких механизмов. Как и в предыдущих статьях, особо подчеркнута роль спектра активности ионов водорода. Отмечено, что события (факты) размещаются в библиотеке памяти по оси времени - стратиграфия памяти (по В.В. Набокову) - и подчиняются внутреннему хронотипу (по А.А. Ухтомскому). Затронут вопрос о векторизации времени в биологических системах применительно к функционированию механизмов поиска информации в библиотеке памяти.
Отметим, что векторизация времени в биосистемах лежит в основе «скоростной» работы всех механизмов памяти. А сам механизм памяти функционирует постоянно; тот же сон, даже глубокий, - суть работа подсознания, то есть все то же обращение к образам и содержанию памяти. Кроме того, вовсе не следует, даже учитывая принцип антропоморфизма в конструировании человеком технических устройств памяти, ассоциировать характерное для них «сжатие» информации с работой мозга: здесь информация не «сжимается», а своего рода перекодировка, приводящая к меньшей энергоемкости процессов и уменьшению энтропийности их. Также заметим, что собственно геометрию накопителей с присущими им спектрами активности ионов водорода логично рассматривать в характеристиках подобия, имеющего фрактальную размерность, что доставляет определенное удобство для сравнения структуры в оговоренном в работе смысле: одинаковые подобные элементы структуры вносят одинаковый вклад в формирование фрактальной размерности.
Ключевые слова: поиск информации, библиотека памяти, стратиграфия поиска, внутренний хронотип, спектр активности ионов водорода, поиск по каталогам.
ION-MOLECULAR MEMORY MODEL. MECHANISMS OF INFORMATION SEARCH IN THE LIBRARY
MEMORY
I.G. GERASIMOV*, A.A. YASHIN**
*Donetsk National Technical University, st. Artem, 58, Donetsk, Ukraine, 83001 ** Medical Institute, Tula State University, st. Boldin, 128, Tula, Russia, 300012
Abstract. In the context of developed by the authors of the memory model, the mechanism of information search in the library memory were studied. The authors proposed consistent variants of such mechanisms from the positions of biophysics, chemistry and mathematical logic. As in the previous articles, the role of the spectrum of the activity of hydrogen ions was highlighted. Events (facts) are placed in the library memory on the time axis - stratigraphy memory (according to V.V. Nabokov) and are subject to internal chronotype (according to A.A. Ukhtomsky). The authors touched a question upon vectorization time in biological systems in relation to the functioning of mechanisms of information search in the library memory. The authors note that the vectorization time in biosystems is the basis of the "speed" work of all mechanisms of memory. The mechanism of memory functions; for example, sleep, even deep - its essence is the work of the subconscious, i.e. the reference to the images and content of memory. Even taking into account the principle of anthropomorphism in the design of technical devices memory by individual, don't associate characteristic for these devices "compression" of information from the brain work: here the information is not "shrinks" and recoded, contributing to lower power consumption of the process and reducing the overall entropy. The authors argue that the geometry of the drive with inherent spectra of the activity of hydrogen ions it is logically to consider the characteristics
of similarity. This characteristic has fractal dimension that gives some level of comfort to compare patterns, which were discussed in this work. Identical and similar items patterns contribute equally to the formation of fractal dimension.
Key words: information search, library memory, stratigraphy of search, internal chronotype, the spectrum of activity of hydrogen ions, directory search.
Введение. В последней статьи серии показана взаимосвязь между структурными элементами библиотеки памяти человека [1-7]. Завершим обсуждение ее структуры механизмами поиска информации в этой библиотеке.
Возможные механизмы поиска информации в библиотеке памяти. Любой процесс (реакция на раздражитель, мышление и проч.) требует обращения к памяти. Механизмы памяти функционируют постоянно. Вряд ли можно не думать ни о чем, хотя осознание этого факта может быть далеко не всегда. Даже во сне происходит извлечение информации из памяти (спонтанно и хаотически), что собственно и есть сновидения. Внешние сигналы при этом могут отсутствовать или не восприниматься. Стимул возникает внутри самой системы.
Какие-то элементы памяти лежат на поверхности (буквы алфавита, цифры, многие слова, результаты элементарных арифметических действий, например, таблица умножения).
Если в информации нет необходимости, то ее все равно, что нет. Для того, чтобы возникла информация, для извлечения информации из памяти, нужно запустить какой-то процесс, который, очевидно, связан с передачей энергии (в данном случае суть - информации) в библиотеку, возбуждением каких-то элементов хранения и извлечения информации вплоть до получения нужной. На языке выдвинутого положения, энергия, переданная элементам памяти и активирующая их, смещает равновесие в буферных системах, так что информация, записанная на спектре активности ионов водорода (САИВ) [4], становится доступной для декодирования.
Представление о том, что на пути к мозгу информация должна подвергаться «сжатию» [3] далеко не очевидно. Во-первых, «сжатия» информации может не быть вообще, благодаря перекодировке, которая приводит к меньшей энергоемкости накапливаемой информации по сравнению с исходной. В ряде случаев часть исходной информации при этом утрачивается. Аналог - например, текст, переписанный с бумажного носителя на магнитный и еще более - на лазерный, или видеофильм на фотопленке и более - в оцифрованном виде. В последнем примере почти очевидна потеря части информации по сравнению с исходной, что тем не менее не мешает восстановлению фактов. Это же замечание относится к «свертыванию» в мозге оси времени (впрочем, о нем - позже), которое столь же безапелляционно утверждается [8]. Во-вторых, если «сжатие» информации и имеет место, то это место может быть расположено не обязательно «на пути к мозгу», но в нем самом.
Тем не менее, если не «сжатие», то более компактное размещение информации в каких-то специальных отделах библиотеки, наверняка полезно для организации каталогов памяти. Поскольку они являются структурированными элементами, образование их приводит к уменьшению энтропии, необходимости энергии. Энергия на такие нужды может быть получена из запасенной энергии, которая произведена при классификации информации по отделам библиотеки памяти посредством ее прохождения по энергетическому каскаду [7].
Для поиска по каталогам в памяти должен быть задан вектор поиска. В качестве такого вектора могут выступать определенные параметры САИВ или один из них, по величинам которых разрешается или запрещается поиск в данном направлении (отделе библиотеки). Нужно заметить, что движение информации, поступающей в библиотеку памяти, и извлекаемой из нее - не однонаправлено. Если первая берет свое начало извне и движется от периферии вглубь библиотеки, то вторая - наоборот. Отсюда ясно, что поиск последней осуществляется изнутри. Тем не менее, направление вектора поиска информации задается от периферии и определяется поставленной задачей: что именно, какой факт или факты, необходимо найти. Кроме того, условно говоря, «многокомнатная» (но «бездверная», поиск идет сквозь стены, полы и потолки и даже с перескоками через комнаты или ряд их) система организации памяти зачастую приводит к ситуации, когда «шел в комнату, попал в другую» [9].
Непосредственно вектором поиска должна служить некая интегральная характеристика накопителя информации, близкая по величине многим фактам, имеющим полностью или частично схожее содержание, но и отличная для того или иного набора фактов - от многих иных наборов. При этом разные информационные аспекты одного и того же факта (например, информация о цвете, размере или местоположении в системе бытовых знаний искомого объекта) должны вносить подобный, если не одинаковый, вклад в величину этой характеристики. Таким образом, структура материального накопителя фактов должна заключать в себе информацию о различных его аспектах. При этом в данном контексте под структурой следует понимать и геометрию накопителя и/или присущий ему САИВ. Учитывая сказанное, в качестве такой интегральной величины логично рассматривать характеристику подобия -фрактальную размерность геометрии либо САИВ накопителя [10].
Использование фракталов очень удобно для
сравнения структуры в оговоренном смысле: одинаковые и подобные элементы структуры, по определению, вносят одинаковый вклад в формирование фрактальной размерности. По такой причине, одинаковые структуры будут обладать одинаковой фрактальной размерностью. Различия в величине последней будут увеличиваться по мере удаления от подобия между структурами - не важно по какой причине: то ли в результате появления в одной из сравниваемых структур элементов с иной фрактальной размерностью, то ли вследствие отсутствия в одной из них ряда элементов, присущих другой, то ли, наконец, потому, что при одинаковом в каждой из сравниваемых структуры наборе подобных элементов различия между ними возросли (подобие уменьшилось). Не трудно видеть, что фракталы, выступая как скаляры, могут быть весьма полезны для формирования каталогов памяти, а, будучи векторами, - для поиска по ним.
Другой интересный вопрос о поиске информации в библиотеке памяти связан с тем, что события (факты) размещаются в памяти по оси времени [8] -стратиграфия памяти, по В. В. Набокову [11]. Для этого должны существовать своеобразные часы (внутренний хронотоп по А. А. Ухтомскому). Вопрос о времени считают одним из трудных в структуре в памяти [8]. В существующих моделях памяти время рассматривается преимущественно в процессах обучения (запоминания), как, например, в [12], а не с позиция временного упорядочения хранящейся в библиотеке памяти информации. Однако в памяти имеется возможность оценить последовательность событий (упорядоченность во времени) или судить об их одновременности. Совершенно очевидно, что информация не складывается слоями, более свежая поверх уже имеющейся, последующая на предыдущую. На это указывает хотя бы хорошо всем известный парадокс, когда старое зачастую вспоминается лучше нового, доступней его. При этом далеко не всегда запоминаются календарные числа, даты, время, а если и запоминаются, то специально, мотивированно. В общем, последовательность событий, когда и если фиксируется, то фиксируется автоматически. Следовательно, в системе существует какой-то счетчик времени, который постоянно включен, независимо от сознания, однако его не следует отождествлять со шкалой времени (вектором времени) биологической системы в целом [13,14].
Счетчик времени в терминах развиваемой модели может быть организован следующим образом. Любой факт представляет собой энергетический квант. На входе в библиотеку памяти, в сопряжении с диспетчером находится элемент, который отсчитывает количество пропущенных фактов. Молекулярный накопитель памяти, независимо от его структуры, содержит аналогичный элемент, на котором фиксируется порядковый номер факта. При входе
информации (факта) в библиотеку памяти, во-первых, квант энергии передается на хронометр, изменяя его конформацию, и, во-вторых, происходит комплиментарное изменение элемента, фиксирующего номер поступившего факта на накопителе памяти. Таким образом, устанавливается последовательность получения фактов, что и является внутренним временем. Это не есть время в бытовом или даже в физическом понимании. Для того чтобы привязать факт к привычному (тому или иному) календарю или часам, необходимо дополнительная информация: запоминание даты, времени и прочих привычных атрибутов времени происходит осознанно, тогда как последовательность фактов (событий) может быть структурирована по шкале времени безотносительно к какому-либо календарю или часам (раньше, позже, одновременно). Очевидно, подобная временная организация памяти присуща и животным. Тот же условный рефлекс требует строгого выполнения последовательности действий: например, собака, прежде чем пометить место на территории, предварительно поднимает ногу.
Насколько велик физически может оказаться подобный счетчик, который следует определить как «фактометр?» Примем продолжительность жизни в 100 лет, что составляет чуть более чем 3109 с или 31012 мс, и пусть необходимо расположить по шкале времени факты, поступающие с интервалом в одну миллисекунду. Примерно именно такую продолжительность (1 мс) имеет потенциал действия [15], обеспечивающий поступление сигнала с периферии в мозг. Время реакции на стимул на два порядка больше [16,17]. Чтобы решить поставленную задачу для указанных условий необходимо и достаточно наличия двенадцатиразрядного счетчика с десятью градациями (аналог - измеритель пройденного пути на спидометре автомобиля). В используемых терминах это означает, что для подсчета всех фактов, которые могут в принципе поступить с указанной частотой и продолжительностью времени, достаточно двенадцати ионов водорода (Н+), при их квантовании по активности на десяти уровнях. Последнее вполне вероятно [17], а Н+, обеспечивающих отсчет фактов, может быть и больше двенадцати, и тогда необходимых для функционирования фактометра уровней их активности становится соответственно меньше.
По сути дела, описанный счетчик (фактометр) подсчитывает кванты энергии (но не информации), причем, независимо от объема информации, один факт несет один квант энергии, соответствующий единовременному поступлению (и это слово подчеркнем) информации. Понятно, что для нормального функционирования должен быть один общий фак-тометр на всю библиотеку памяти. Скорей всего это именно так. Нет данных, которые бы противоречили тому, что вход в библиотеку памяти единственный. Наоборот, наличие множества или хотя бы несколь-
ких входов привели бы к определенным трудностям или даже полной неразберихе, хаосу и росту энтропии в библиотеке памяти. С другой стороны, входов информации в головной мозг (не в библиотеку памяти) всего шесть типов, каждый из которых, в принципе, может быть многоканальным. Это пути от пяти органов чувств (слух, зрение, обоняние, вкус, осязание) и шестой путь (не путать с шестым чувством), по которому поступает информация о внутреннем состоянии организма от практически не ощущаемого состояния внутреннего комфорта до полного дискомфорта, включая невыносимые боли, в том числе физические, что весьма близко к тактильному восприятию. Однако то, что информация воспринимается через множество каналов, еще ни о чем не говорит: воспринимается, не значит запоминается. Несмотря на множество каналов поступления информации, число их все же ограничено и ничто не препятствует направлять в библиотеку памяти всю информацию от них на один вход. Такой выход тем более вероятен, что возможно запоминание факта, содержащего информацию, полученную одновременно не от одного органа чувств. Например, информацию зрительную и слуховую, чем пользуются меломаны (прослушивание музыки на концерте, когда глаза не закрыты от наслаждения), или даже зрительную, вкусовую и обонятельную, что характерно для гурманов. Таким образом, любой факт, поступающий в библиотеку памяти, получает временную, в оговоренном смысле, метку и располагается на шкале времени. Другой вопрос, всегда ли оказывается возможно вспомнить о месте факта на ней, но это уже проблема извлечения информации, о чем позже. Поиск же информации может осуществляться (и зачастую осуществляется) с учетом показаний фактометра. Следовательно, структурные элементы библиотеки памяти следует дополнить еще одним - фактометром [7]. Вопрос о векторизации времени и его возможности его обращения (течения в обратном направлении) в биологических системах обсуждается [14].
Почти всем известны «яркие воспоминания» и не многим - «озарение», о котором, тем не менее, все слышали. Это окраска спектра памяти, и, как кажется, не лишь эмоциональная. Так называемое «озарение», впрочем, - часть мыслительного процесса, в котором память, наверняка участвует. В данном контексте, вероятно, подразумевается спектральная частота, степень красноты (озарение, заря - окрашены в красные тона). О чем же идет речь с точки зрения физики и химии? Цвет (длина волны) и яркость - количественные характеристики светового спектра. Возможно (?), что красный запоминается лучше других цветов и яркость определяет именно его: говорят о ярко-красном, реже - о ярко-желтом, крайне редко - о ярко-зеленом, о ярко-синем - почти никогда. По температуре же красный - наиболее горячий цвет, то есть красный цвет обладает наи-
большей энергией, и может быть, поэтому он запоминается лучше других. Замечательно, что физико-химические и химические связи, образованные при участии атомов водорода, поглощают в инфракрасной (!) области спектра. И, если ионы водорода действительно определяют механизмы формирования памяти, то при ее хорошем качестве (якро) красная окраска может оказаться не случайной.
Литература
1. Герасимов И.Г., Яшин А. А. Ионно-молекулярная модель памяти. Введение. Основные определения. Виды памяти (краткий обзор) // Вестник новых медицинских технологий. 2013. Т. 20. № 4. C. 165-171.
2. Герасимов И.Г., Яшин А.А. Ионно-молекулярная модель памяти. Материальные носители доставки и хранения информации // Вестник новых медицинских технологий. 2013. Т. 20- № 4. C.171-176.
3. Герасимов И.Г., Яшин А.А. Ионно-молекулярная модель памяти. Потенциальные источники, передатчики, детекторы и накопители информации // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2014. № 1. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2014-1/4701.pdf (дата обращения 20.12.14).
4. Герасимов И.Г., Яшин А.А. Ионно-молекулярная модель памяти. Способы кодирования (формализации) и переноса информации // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т. 21. № 1. C. 100-104.
5. Герасимов И.Г., Яшин А.А. Ионно-молекулярная модель памяти. Формирование информационного пространства памяти посредством ионов водорода // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2014. № 1. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2014-1/4752.pdf (дата обращения 20.12.14).
6. Герасимов И.Г., Яшин А.А. Ионно-молекулярная модель памяти. Структура памяти, ее пропускная способность, коммутаторы и диспетчеры информации // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т. 21. № 3. С. 191-195.
7. Герасимов И.Г., Яшин А.А. Ионно-молекулярная модель памяти. Структурные элементы библиотеки памяти и взаимосвязь между ними // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т. 21. № 3. C. 195-198.
8. Батуев А.С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем. СПб.: Питер, 2005. 317 с.
9. Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991. 254 с.
10. Набоков В.В. Ада, или Эротиада: Семейная хроника. Харков: Фолио, 2006. 601 с.
11. Barrouillet P., Bernardin S., Portrat S., Vergauwe E., Camos V. Time and cognitive load in working mem-
ory // J. Exp. Psychol. Learn. Mem. Cogn. 2007. V. 33. № 3. P. 570-585.
12. Герасимов И.Г. Векторизация времени в биологических системах // Вестник новых медицинских технологий. 2001. Т. 8. № 2. С. 95-97.
13. Пригожин И. От существующего к возникающему. М.: Наука, 1985. 326 с.
14. Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии. М.: Аспект Пресс, 2000. 277 с.
15. Кирой В.Н. Физиологические методы в психологии. Ростов-на-Дону: ООО «ЦВВР», 2003. 224 с.
16. Суворов Н.Ф., Таиров О.П. Психофизиологические механизмы избирательного внимания. Л.: Наука, 1985. 287 с.
17. Даниэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия. М.: Мир, 1978. 632 с.
References
1. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnaya model' pamyati. Vvedenie. Osnovnye opredeleniya. Vidy pamyati (kratkiy obzor). Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013;20(4):165-71. Russian.
2. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnaya model' pamyati. Material'nye nosi-teli dostavki i khraneniya informatsii. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013;20(4):171-6. Russian.
3. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnaya model' pamyati. Potentsial'nye istochniki, peredatchiki, detektory i nakopiteli informatsii. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnolo-giy. Elektron-nyy zhurnal [Internet]. 2014 [cited 2014 Dec 20];1. Russian. Available from: http://www.medtsu. tu-la.ru/VNMT/Bulletin/E2014-1/4701.pdf.
4. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnaya model' pamyati. Sposoby kodirova-niya (formalizatsii) i perenosa informatsii. Vest-nik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2014;21(1):100-4. Russian.
5. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnaya model' pamyati. Formirovanie in-formatsionnogo prostranstva pamyati posredstvom ionov vodoroda. Vestnik novykh meditsinskikh tekhno-logiy. Elektronnyy zhurnal. [Internet]. 2014 [cited 2014 Dec 20];1. Russian. Available from: http://www.medtsu. tula.ru/VNMT/Bulletin/E2014-1/47525.pdf.
6. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnaya model' pamyati. Struktura pamyati, ee propusknaya sposobnost', kommutatory i dispetchery informatsii. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2014;21(3):191-5. Russian.
7. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnaya model' pamyati. Strukturnye elemen-ty biblioteki pamyati i vzaimosvyaz' mezhdu nimi. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2014;21(3):195-8. Russian.
8. Batuev AS. Fiziologiya vysshey nervnoy deya-tel'nosti i sensornykh sistem. SPb.: Piter; 2005. Russian.
9. Feder E. Fraktaly. Moscow: Mir; 1991. Rus-sian.
10. Nabokov VV. Ada, ili Erotiada: Semeynaya khronika. Kharkov: Folio; 2006. Russian.
11. Barrouillet P, Bernardin S, Portrat S, Vergauwe E, Camos V. Time and cognitive load in working memory. J. Exp. Psychol. Learn. Mem. Cogn. 2007;33(3):570-85.
12. Gerasimov IG. Vektorizatsiya vremeni v bio-logicheskikh sistemakh. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2001;8(2):95-7. Russian.
13. Prigozhin I. Ot sushchestvuyushchego k vozni-kayushchemu. Moscow: Nauka; 1985. Russian.
14. Shul'govskiy VV. Osnovy neyrofiziologii. Moscow: Aspekt Press; 2000. Russian.
15. Kiroy VN. Fiziologicheskie metody v psi-khologii. Rostov-na-Donu: OOO «TsVVR»; 2003. Russian.
16. Suvorov NF, Tairov OP. Psikhofiziologi-cheskie mekhanizmy izbiratel'nogo vnimaniya. L.: Nauka; 1985. Russian.
17. Daniel's F, Olberti R. Fizicheskaya khimiya. Moscow: Mir; 1978. Russian.
