CC BY
114
УДК 004.9 + 903.024
Р.А. Сингатулин
ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ АРХЕОЛОГИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ
Рассматриваются проблемы информации и информационные возможности археологической керамики, связанные с процессом взаимодействия историка и исторического источника. Рассматриваются проблемы историко-культурного и информационного подходов, возможности новых информационных технологий - палеофонографических исследований, с целью решения широкого круга археологических задач при исследовании массового керамического материала.
Информация, виброакустика, археологическая керамика.
RA. Singatulin
ARCHEOLOGICAL CERAMICS INFORMATION PROBLEMS AND OPPORTUNITIES
The problems of information and information opportunities of archeological ceramics connected to process of interaction of the historian and a historical source are considered here. The author focuses on the problems of the historical-cultural and information approaches, opportunity of new information technologies - vibroacoustic researches with the purpose of the decision of a wide circle of historical tasks at research of a mass ceramic material.
Information, vibroacoustic, archeological ceramics.
Важные исследования задерживаются из-за того, что в той или иной области неизвестны результаты, уже давно ставшие классическими в смежной области
Норберт Винер
Процесс интеграции естественно-научных и технических наук с областью гуманитарного знания сопровождается появлением новых средств и методов исследований. Вместе с тем до настоящего времени многие информационные процессы и явления, прежде всего исторического плана, связанные с изучением социально-экономических процессов, хозяйственно-культурных отношений, явлений материальной и духовной культуры, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, не до конца осознаны. По словам Н. Винера, «...значительная часть важнейших физических явлений нам неизвестна, ибо мы проходим сквозь них слишком быстро и не умеем их регистрировать» [5]. Эти физические явления, процессы часто предстают в форме «скрытой информации», определяются случайными процессами и другими факторами. В археологии, как ни в какой другой научной дисциплине, до последнего времени скептически относились к подобной возможности. Так, например, появление и развитие методов палеофонографии (виброакустических исследований археологической керамики), возможность получить информацию с гончарной посуды иного рода, чем допускалось, продолжительное время ставились под сомнение [13]. И хотя известны многочисленные успешные исследования в данном направлении [17, 12, 8], тем не менее, ещё встречаются факты недооценки, а порой и полного непонимания информационного феномена гончарной керамики, что вызвано крайне слабой разработанностью данной темы.
Вместе с тем, палеофонографические исследования археологической керамики не являются чем-то особенным, недоступным или запредельным. Используемые технологии базируются на хорошо отработанных решениях в смежных науках, на основе методов и средств виброакустических информационно-измерительных систем (ИИС), использующих теоретические и практические наработки в области звукозаписи, криминалистики, физиологии, психологии, лингвистики, информатики и других наук. Вопрос заключается в другом, как эти технологии могут проявить себя в гуманитарных исследованиях, например, при изучении массового керамического материала? В свете учения об информации, следует говорить о повышении информативной отдачи источника, каким является археологическая керамика, методами точных наук. В то же время, расширение объекта исследования, в свете информационных подходов, требует коррекции методов исторической науки, в первую очередь источниковедческих, когда в качестве общенаучной методологии необходимо придерживаться классической теории информации, а не использовать ее «переосмысленный» историко-культурный эквивалент.
В границах информационного подхода носителем информации является сообщение, под которым понимается условно кодированный эквивалент события, зафиксированный источником информации и выраженный с помощью определённой последовательности условных образов или физических обозначений, символов и пр., образующих некую упорядоченную совокупность. С этой точки зрения, древняя гончарная продукция как материальный носитель, после своего изготовления становится формой сознательного, а иногда и бессознательного «зашифрованного» информационного сообщения, в котором материал, поверхность, структура, форма, цвет, орнамент гончарного изделия и пр., проявляют свойства носителей информации.
С точки зрения историко-культурного подхода носителем информации являются не столько произведённые керамические изделия, сколько обусловленные причинноследственные связи с обществом, историко-культурной средой. Сообщение определяется через поэтапное изучение различных свойств керамического изделия во взаимосвязи с обществом: его формы, состава теста, структурных построений, орнамента, расположения в культурном слое, подобия, культурных связей и других особенностей научного исследования.
Существенным моментом обоих подходов (т.е. историко-культурного и информационного) является презумпция того, что разнообразные сообщения, имеющие неодинаковые содержания и относящиеся к самым различным вопросам, могут быть адаптированы и переведены на язык конкретной науки, введены в научный оборот. В то же время нельзя не обратить внимание на существенные различия между указанными подходами, выражающиеся в отсутствии качественных методов измерения выявленной информации при историко-культурном подходе, т.к. только с помощью количественной меры (не путать со статистическими методами) можно оценивать условно передаваемые сообщения независимо от формы, в которую они заключены. Это положение является краеугольным камнем общей научной теории информации. В итоге, существующее определение информационного источника с позиций историкокультурного подхода, без меры учёта исходной информации, приводит к безвозвратной потере данных и, в свою очередь, к их дефициту. В сложившихся представлениях об информационных взаимодействиях не учтены особенности носителей информации с точки зрения теории информации. Налицо препятствие в понимании и использовании свойств носителя информации (т.е. гончарной керамики). Выход за рамки классических гуманитарных представлений при решении информационных задач возможен, если допустить, что существует некий источник скрытой информации. Или можно говорить о какой-то форме регистрируемого сигнала (явления или процесса), который в настоящее время в силу определённых обстоятельств, вызванных техническими или методическими причинами, невозможно интерпретировать, т.е. получить информацию в её историческом контексте. Ведь только визуальная фиксация (например, формы изделия, надписи, орнамента и др.) вовсе не означает, что получена информация, т.к. сам сигнал может и не иметь непосредственной физической связи с процессом или явлением. По выражению Н. Винера, информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем (исследователем) [5].
Содержательный аспект информации, её релевантность по отношению к деятельности людей являются первостепенными с точки зрения историко-культурного подхода. Очевидная направленность исторических исследований в сторону решения социально-экономических вопросов на примере гончарного производства, широкий охват тем, рассмотрение общих технологических признаков, крупных устойчивых производств, смешанных и несмешанных культурных традиций заслоняют другие, не менее важные проблемы, связанные с индивидуализацией, проявлением тонких психофизических взаимодействий, физиологических процессов, влияний окружающей среды, динамических особенностей используемых машин и механизмов и др., которые в совокупности создают информационный фон или информационное поле деятельности человека. Как показывает практика, современные методы археологических исследований применимы лишь к некоторым областям исторических знаний, по-
скольку они не в состоянии рассмотреть и охватить весь спектр термодинамических и химико-биологических процессов, определить или измерить информацию, содержащуюся в сообщении [2]. При этом определение величины, меры количественного восприятия «исторической информации» часто трактуется как уменьшение неопределённости наших знаний об объекте. Однако данная трактовка вовсе не означает стремления к упрощённой интерпретации при рассмотрении вопросов историко-культурного содержания. В действительности «анализ одного процесса может привести к выводам, имеющим значение для исследования другого процесса» [4]. Это означает, что многие проблемы исторического исследования могут быть решены междисциплинарным взаимодействием, прежде всего, с помощью информационного подхода. Например, атрибутивный поиск орнамента (символа, рисунка или иного информационного сообщения) на поверхности гончарной продукции можно рассматривать как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определять по известной формуле Хартли, как двоичный логарифм N
I = 1о§2 N ,
или по классической формуле Шеннона:
I = -(Р1 1о§2 Р1 + Р2 1о§2 Р2 + ... + PN 1о§2 Р^ ,
где Р1 - вероятность того, что именно 1-е сообщение выделено в наборе из N сообщений. Если вероятности рь ..., pN равны, то каждая из них равна 1^ и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.
Существуют и другие подходы по определению количества информации, которые могут быть адаптированы к решению некоторых историко-культурных задач. Однако любые другие результаты применимы лишь к определенному кругу случаев, сформулированных исследователем, через его цели и потребности и с помощью доступных ему технологий. При этом использование информационно-математических методов смежных наук вовсе не подменяет процедуру исторических исследований смещением фокуса познания в сторону информационных отношений. Наоборот, использование методов информационных технологий приводит к выделению информации лишь по отношению к другому методу, способному в конкретных условиях максимально воспринять (извлечь) и использовать эту информацию. Важно отметить, что нематематическая (неинформационная) модель не способна отобразить (измерить) неизвестный аспект исследуемой реальности, тем более учесть его свойства, связи. А модель, описываемая информационно-математическим языком, способна [11].
Остановимся на информационно-математическом анализе наличия некой неизвестной информации на поверхности археологической керамики, отвечающей признакам круговой технологии (т.е. изготовленной с помощью гончарного круга). Круговая формовка гончарного изделия предполагает какое-то внешнее динамическое воздействие на процесс изготовления. В качестве основного форм-фактора обычно выступают руки человека. Наблюдаемые трассологические следы на поверхности гончарных изделий являются, в основном, образованиями вследствие технологических операций гончара-обработчика (рис. 1).
Физическое взаимодействие между чётко зафиксированным инструментом обработки (резец, лощило, стек, пальцы рук и т.п.) и обрабатываемой поверхностью оставляет след, глубина и форма которого регулируются биомеханической цепью гончара, сознательно или подсознательно, но обязательно управляется, причём обработчик реализует, как правило, собственную программу обработки изделия. Это означает, что процесс обработки изделия будет неизбежно промодулирован собственными частотами обработчика, отражающими его внутренние физиологические процессы (сердцебиение, дыхание и другие физиологические процессы), внешними взаимодействиями (вибрация гончарного круга, полового покрытия и пр.), ритмами (периодические удары для поддержки вращения круга с помощью рук, ног или с помощью других средств), речевой деятельностью и др. (рис. 2). Очевидно и другое, что гончар-
ный круг является механическим устройством или системой, предназначенной для производства быстрого, качественного и необходимого продукта потребления. Гончарный круг - это, прежде всего, показатель технической культуры общества, технологического совершенства. Охарактеризовать такое устройство, которое можно описать на основании протекающих физических процессов, необходимо не с позиций исторических представлений, а в ракурсе технических наук - языком теории машин и механизмов. Кроме того, необходимо рассматривать произведённую гончарную продукцию как носитель, «матрицу», на которой зафиксирован информационный процесс внутренних и внешних преобразований. В этом контексте возможность выявить на поверхности керамического изделия и, прежде всего, в трассологических структурах, какой-либо виброакустический (палеофонографический) сигнал - технологической, речевой, физиологической или иной продуктивной деятельности, с учётом различных технологических, антропогенных и иных факторов, носит теоретико-вероятностный характер [3]. На основании отдельных экспериментальных исследований [1] делать какие-либо вероятностные оценки затруднительно. Однако качественное представление взаимодействий в системе «гончар - изделие - круг», обусловленных информационным феноменом - наличием виброакустической информации, представляет интерес, поскольку позволяет оценить хотя бы примерно информационный резерв скрытого параметра и выявить условия его представления в информационно-энергетическом сигнале. В то же время, априорные заявления об отсутствии такого рода информации напоминают нам высказывание известного чеховского героя: «Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда».
Рис. 1. Фрагмент венчика кувшина с Увекского городища. Золотоордынская культура II пол. XIV в. Фонды Энгельсского краеведческого музея:
1 - технологические следы на поверхности керамики; 2 - изображение участка (увеличено) поверхности с характерными промодулированными трассологическими структурами;
3 - фонограмма выявленного периодического сигнала, связанного с сердцебиением
Рис. 2. Фрагмент фонограммы со следами интерпретируемых акустических сигналов, полученных с поверхности средневековой гончарной керамики
Поиск палеофонографической информации с помощью современных технологий на древних гончарных изделиях может быть сравним с исследованиями «чёрного ящика», под которым условно понимается любой объект, функциональные свойства которого неизвестны или известны недостаточно [16]. По степени искажения сигнала в процессе прохождения его через «чёрный ящик» можно судить о функциональном состоянии изучаемой системы или комплекса систем. На характер передачи сигналов по системам «чёрного ящика» большое влияние оказывают побочные воздействия, которые в технической кибернетике определяются как шум. Чем значительнее шум, тем менее эффективно будет исследование функционального состояния изучаемого объекта [15].
В отличие от многолетних поисков «речевой» компоненты в спектре виброакустиче-ского сигнала [17], выделение и интерпретация биомеханических составляющих, связанных с динамикой гончарного станка (круга) и активной физиологической деятельностью человека (фиксацией сигналов, вызванных дыханием, биением сердца, движением тока крови по кровеносным сосудам, работой кишечника и другими процессами, сопровождающимися колебаниями поверхности человеческого тела в диапазоне около 0,01-1000 Гц), на данный момент имеют большую перспективу [1]. Такие методы исследований опираются на широко апробированную и доступную технологию, связанную с медико-биологическими и промышленными применениями, что в достаточной степени благоприятно сказалось на возможности проведения исследований в данном направлении. Однако нельзя не отметить, что всё-таки существуют определённые трудности, связанные с непосредственным поиском физиологических сигналов гончара-обработчика. Многие исследователи объясняют их неповторимостью физиологических и психических процессов у одного человека. Но эта лишь одна из возможных причин плохой воспроизводимости результатов (с использованием метода БПФ) в некоторых научных коллективах, связанная с тем, что физиологические процессы, протекающие в организме человека, часто адаптируются на внешние причины [7] и, следовательно, выделение физиологической информации необходимо производить не с одного или двух специально отобранных гончарных изделий, а с археологических материалов из большой выборки (десятки, сотни), желательно в границах одной культуры. Так, например, виброаку-стические исследования отобранных образцов золотоордынской культуры [1] показали, что
на 1140 образчиков гончарной посуды приходится 798 единиц, в которых выделен биомеханический сигнал (вибрация станка, пульсация сердца, дыхания и др.), и только 2 образца имеют, предположительно, речевую составляющую. Очевидно, что вероятность выявления виброакустического сигнала на золотоордынской гончарной посуде достаточно высока, что, прежде всего, связывается с развитой гончарной технологией. Если обозначить через ФС событие, связанное с обнаружением физиологического (биомеханического) сигнала, и через РС - речевой сигнал, то из определения вероятности следует, что:
Р (ФС) = 798/1140 = 0,7 ;
Р (РС) = 2/1140 = 0,0017 .
Из теоремы сложения вытекает, что:
Р (ФС U РС) = Р (ФС) + Р (РС) = 0,7017 .
Таким образом, вероятность обнаружения какой-либо виброакустической информации из предварительно отобранных гончарных изделий составляет достаточно высокую величину - 0,7017. Однако процедура проведённых исследований предполагала предварительную селекцию образцов по определённым критериям: длине и рельефу трассологических образований, состояния поверхности, кривизне окружности, площади фрагментов и др. Это означает, что реальное количество фрагментов и цельных сосудов золотоордынской культуры было больше и составляло 4652 единицы, причём часть обломков являлись фрагментами единого изделия. С учётом данного обстоятельства, вероятность обнаружения какой-либо виброакустической информации на поверхности золотоордынской посуды составляет величину - 0,172.
Отдельно хочется выделить тенденцию, отмеченную в работах различных научных коллективов, в частности, в трудах украинских исследователей в 2002-2003 гг. (Институт археологии НАНУ совместно с Институтом кибернетики им. В.М. Глушкова) на гончарных изделиях античного периода и керамики трипольской культуры (Институт археологии НАНУ совместно с археологической лабораторией Педагогического института СГУ) [8], о возрастании вероятности обнаружения палеофонографической информации в связи с большой предварительной работой по отбору образцов с ярко выраженными поверхностными трековыми образованиями. Критерием отбора служат визуально наблюдаемые круговые трассологические следы на поверхности гончарной посуды, которые могут интерпретироваться по аналогии с фонографическими дорожками (глубинной или поперечной модуляции) механической звукозаписи. В отличие от детерминированных виброакустических сигналов, связанных с механическими и физиологическими процессами (в основном периодического характера) в системе «гончар - изделие - круг», значения случайных информационных сигналов, к которым можно отнести и речевую деятельность гончара-обработчика, не могут быть вычислены, но могут быть предсказаны в определённом диапазоне значений с определённой вероятностью, меньшей единицы. На основании современных представлений о ведущей презентатив-ной системе человека, можно предположить, что биоакустический канал гончара при обработке гончарных изделий мог быть использован в качестве основной сигнальной системы, причём не только сопровождаться речевой деятельностью, но также использоваться для передачи чувств и настроения посредством тембра, ритма, высоты, мелодии и громкости звука. Это даёт возможность предсказать диапазон случайных информационных процессов, вызванных речевой деятельностью, производить их оценку в сравнении. Событие (информационный феномен), связанное с обнаружением речевого сигнала (в 2000 г. были интерпретированы гласные звуки) на основании проведённых исследований золотоордынской посуды [12], составило около 0,0017, что является неплохим ориентиром для новых изысканий.
Несмотря на некоторые технические трудности, связанные с количественной обработкой археологической керамики, исследование тонких информационных проявлений в регистрируемых структурах - достаточно перспективная область знаний, открывающая новые
возможности для исследования массового керамического материала. В то же время, для целостного восприятия информационных возможностей археологической керамики и комплексного решения возникающих исследовательских задач требуется не только специализированная информационно-измерительная (прецизионная) аппаратура - необходима принципиально новая концептуальная платформа, отражающая естественные связи и отношения между предметами и явлениями в той мере, в какой они могут максимально достоверно решать различные исторические проблемы с позиций информационных взаимодействий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Балановский А.В. О применении новых информационных технологий при анализе
виброакустической информации с керамической посуды / А.В. Балановский,
Р.А. Сингатулин, Ю.А. Царёва // Сучасні проблеми археології: зб. наук. пр. Киев: Інститут археології НАН України, 2002. С. 35-36.
2. Беседин В.И. Применение метода размытой классификации для морфологического анализа древней керамики / В.И. Беседин // Информационный бюллетень ассоциации «История и компьютер». М., 1995. С. 76-77.
3. Венчаковский Л.В. Построение оценок математического ожидания и дисперсии по некоррелированной выборке случайного процесса / Л.В. Венчаковский // Автоматика и телемеханика. 1962. Т. 23. № 5. С. 14-25.
4. Винер Н. Творец и робот: Обсуждение некоторых проблем, в которых кибернетика сталкивается с религией / Н. Винер. М.: Прогресс, 1966. 103 с.
5. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине / Н. Винер. М.: Советское радио, 1968. 328 с.
6. Мартынов А.И. Методы археологического исследования / А.И. Мартынов,
A.Я. Шер. М.: Высшая школа, 1989. 224 с.
7. Маточкин В.В. Некоторые результаты исследования модуля и фазы входного механического импеданса руки / В.В. Маточкин // Борьба с шумом и звуковой вибрацией. М.: МДНТП, 1972. С. 140-149.
8. Овчинников Е.В. Фонографічний (палеофонографічний) метод вивчення трипільської кераміки / Е.В. Овчинников // Енциклопедії трипільської цивілізації. Т. 1. Донецк, 2005. С. 566-567.
9. Потёмкин Б.А. О критериальных функциях, основанных на нормах допустимых вибраций, для синтеза систем виброзащиты человека при случайных воздействиях / Б. А. Потёмкин, А.В. Синёв, К.В. Фролов // Влияние вибраций на организм человека и проблемы виброзащиты. М.: Наука, 1974. С. 497-506.
10. Пронштейн А.П. Вспомогательные исторические дисциплины / Пронштейн А.П.,
B.Я. Кияшко. М.: Высшая школа, 1973. 112 с.
11. Рыбников К.А. Введение в методологию математики / К. А. Рыбников. М.: МГУ, 1979. 128 с.
12. Сингатулин Р.А. Палеофонографические исследования гончарной керамики с Увекского городища / Р.А. Сингатулин // Проблемы древней и средневековой истории Среднего Поволжья. Казань: РИЦ ИИ АНТ, 2002. С. 185-191.
13. Сингатулин Р.А. Палеофонография: проблемы новых технологий /
Р.А. Сингатулин // Археологический вестник. СПб. 2004. № 11. С. 324-328.
14. Сингатулин Р.А. Введение в палеофонографию / Р.А. Сингатулин. Саратов: Научная книга, 2007. 136 с.
15. Харкевич А. А. О ценности информатики / А. А. Харкевич // Проблемы кибернетики. М.: Физматгиз, 1960. С. 53-57.
16. Эшби У.Р. Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения человека / У.Р. Эшби. М.: Просвещение, 1964. 316 с.
17. Kleiner M. The Brittle Sound of Ceramics - Can Vases Speak? / M. Kleiner, P. Astrom // Archaeology and Natural Science. Goteborg: Scandinavian Archaeometry Center, Jonsered, 1993. Vol. 1. P. 66-72.
18. Von Gierke H.E. Effects of Noise on People / H.E. Von Gierke, K. Mck Eldred. News Int. 1993. № 2. P. 67-89.
Сингатулин Рустам Адыгамович -
кандидат исторических наук,
доцент кафедры «Информационные системы
и технологии в обучении»
Педагогического института
Саратовского государственного университета
им. Н.Г. Чернышевского
Singatulin Rustam Adygamovich -
Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor of the Department of «Information Systems and Technology in Education» of Pedagogical Institute of Saratov State University in the name of N.G. Chernyshevskiy
Статья поступила в редакцию 26.06.09, принята к опубликованию 14.01.10
