Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Wszystkie języki przekazują informacje w podobnym tempie

Recommended Posts

Włosi to jedni z najszybszych mówców na Ziemi. Wymawiają oni nawet do 9 sylab w ciągu sekundy. Na drugim biegunie znajduje się wielu Niemców, którzy w ciągu sekundy wymawiają 5-6 sylab. Jednak, jak wynika z najnowszych badań, średnio w ciągu minuty i Niemcy i Włosi przekazują tę samą ilość informacji. Okazuje się, że niezależnie od tego, jak szybka jest wymowa danego języka, średnie tempo przekazywania informacji wynosi 39 bitów na sekundę. To około 2-krotnie szybciej niż komunikacja za pomocą alfabetu Morse'a.

Językoznawcy od dawna podejrzewali, że te języki, które są bardziej upakowane informacją, które w mniejszych jednostkach przekazują więcej danych na temat czasu czy płci, są wymawiane wolniej, a takie, które przekazują mniej tego typu danych, są wymawiane szybciej. Dotychczas jednak nikomu nie udało się tego zbadać.

Badania nad tym zagadnieniem rozpoczęto od analizy tekstów pisanych w 17 językach, w tym w angielskim, włoskim, japońskim i wietnamskim. Uczeni wyliczyli gęstość informacji w każdej sylabie dla danego języka. Okazało się, że na przykład w języku japońskim, w którym występują zaledwie 643 sylaby, gęstość informacji wynosi nieco około 5 bitów na sylabę. W angielskim z jego 6949 sylabami jest to nieco ponad 7 bitów na sylabę.

W ramach kolejnego etapu badań naukowcy znaleźli po 10 użytkowników (5 mężczyzn i 5 kobiet) 14 z badanych języków. Każdy z użytkowników na głos czytał 15 identycznych tekstów przetłumaczonych na jego język. Naukowcy mierzyli czas, w jakim tekst zostały odczytane i liczyli tempo przekazywania informacji.

Uczeni wiedzieli, że jedne języki są szybciej wymawiane od innych. Gdy jednak przeliczyli ilość przekazywanych informacji w jednostce czasu zaskoczyło ich, że dla każdego języka uzyskali podobny wynik. Niezależnie od tego, czy język był mówiony szybko czy powoli, tempo przekazywania informacji wynosiło około 39,15 bitów na sekundę.

Czasem interesujące fakty ukrywają się na widoku, mówi współautor badań, Francois Pellegrino z Uniwersytetu w Lyonie. Lingwistyka od dawna zajmowała się badaniem takich cech języków jak np. złożoność gramatyczna i nie przywiązywano zbytnio wagi do tempa przekazywania informacji.

Rodzi się pytanie, dlaczego wszystkie języki przekazują informacje w podobnym tempie. Pellegrino i jego zespół podejrzewają, że odpowiedź tkwi w naszych mózgach i ich zdolności do przetworzenia informacji. Hipoteza taka znajduje swoje oparcie w badaniach sprzed kilku lat, których autorzy stwierdzili, że w amerykańskim angielskim górną granicą przetwarzania informacji dźwiękowych jest 9 sylab na sekundę.

Bart de Boer, lingwista ewolucyjny z Brukseli, zgadza się, że ograniczenie tkwi w mózgu, ale nie tempie przetwarzania informacji, ale w tempie, w jakim jesteśmy w stanie zebrać własne myśli. Zauważa on bowiem, że przeciętna osoba może wysłuchiwać mowy odtwarzanej z 20-procentowym przyspieszeniem i nie ma problemu z jej zrozumieniem. Wąskim gardłem jest tutaj złożenie przekazywanych danych w całość, mówi uczony.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dyski twarde i inne systemy zapisywania danych przechowują obecnie olbrzymią ilość informacji. Jednak urządzenia te, podobnie jak niegdyś taśmy magnetyczne czy dyskietki, mogą z czasem odejść do lamusa przez co stracimy dostęp do danych, które na nich gromadzimy. Dlatego też naukowcy opracowali metodę zapisu danych w DNA żywego organizmu. Ten rodzaj „pamięci masowej” w przewidywalnym czasie raczej nie stanie się przestarzały.
      Seth Shipman z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco, który nie był zaangażowany w prace, chwali osiągnięcie swoich kolegów z Columbia University, ale zaznacza, że minie dużo czasu, zanim tego typu systemy trafią do praktycznego użytku.
      Naukowcy nie od dzisiaj mówią o przechowywaniu danych w DNA. Kwas deoksyrybonukleinowy to bardzo atrakcyjne medium. Umożliwia on ponad 1000-krotnie gęstsze upakowanie danych niż w najbardziej wydajnych dyskach twardych, co oznacza, że na przestrzeni wielkości ziarna soli można by zapisać 10 filmów kinowych. Ponadto, jako że DNA jest centralnym elementem systemów biologicznych można się spodziewać, że z czasem technologie zapisu i odczytu danych w będą coraz tańsze i coraz doskonalsze.
      Dotychczas by zapisać dane w DNA naukowcy zamieniali ciąg zer i jedynek na kombinacje par bazowych DNA, następnie dane kodowano w DNA. Jednak jako że dokładność syntezy DNA zmniejsza się wraz z długością, syntetyzuje się DNA o długości 200-300 par bazowych. Każdy z takich fragmentów otrzymuje unikatowy identyfikator, dzięki czemu wiadomo, gdzie znajdują się konkretne dane. To bardzo kosztowna metoda. Zapisanie 1 megabita informacji kosztuje nawet 3500 USD, a fiolki z DNA mogą z czasem ulegać degradacji.
      Dlatego też naukowcy próbują zapisywać dane w DNA żywych organizmów, które przekazują informacje pomiędzy pokoleniami.
      W 2017 roku zespół Harrisa Wanga z Columbia University wykorzystał technikę CRISPR do rozpoznawania sygnałów biologicznych, takich jak obecność fruktozy. Gdy naukowcy dodali fruktozę do komórek E. coli, zwiększyła się ekspresja genów w cząsteczkach pozachromosomowego DNA zwanych plazmidami.
      Następnie komponenty, które bronią bakterię przed wirusami, pocięły plazmid o zbyt dużej ekspresji genów, a jego część trafiła do konkretnej części bakteryjnego DNA, która zapamiętuje ataki wirusów. Ten dodatkowy element reprezentował cyfrowe „1”. Gdy sygnału z fruktozy nie było, mieliśmy do czynienia z cyfrowym „0”.
      Jednak, jako że w ten sposób można było przechowywać tylko kilka bitów danych, Wand i jego koledzy zastąpili obecnie system oparty na fruktozie systemem elektrycznym. Tak zmodyfikowali bakterię E. coli, że dochodzi w niej do wzrostu ekspresji w plazmidach w reakcji na przyłożone napięcie elektryczne. W ten sposób udało się elektrycznie zakodować w bakteryjnym DNA do 72 bitów danych i zapisać wiadomość „Hello world!”. Uczeni wykazali też, że mogą dodać E. coli do standardowej mieszaniny mikroorganizmów glebowych i później zsekwencjonować całość by odczytać zakodowaną wiadomość.
      Wang podkreśla, że to dopiero początek badań. Nie zamierzamy konkurować w obecnymi systemami przechowywania danych. Przed naukowcami wiele pracy. Muszą np. znaleźć sposób, by uchronić informacje przed degradacją spowodowaną mutacjami bakterii w trakcie podziałów.
      Ze szczegółami można zapoznać się na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzie nie są jedynymi zwierzętami zdolnymi do identyfikowania złożonych struktur występujących w języku. Potrafią to też inne człowiekowate oraz pozostałe małpy, wynika z badań przeprowadzonych na Uniwersytecie w Zurychu.
      Uczeni z Wydziału Językoznawstwa Porównawczego posłużyli się serią eksperymentów bazujących na „sztucznej gramatyce”, by stwierdzić, że zdolność do rozumienia struktur gramatycznych pochodzi on naszego wspólnego przodka, który żył przed dziesiątkami milionów lat.
      Język to jedno z najpotężniejszych narzędzi, jakimi dysponuje ludzkość. To on pozwala nam na dzielenie się informacjami, kulturą, pomysłami czy technologią. Jeśli chcemy zrozumieć, co oznacza być człowiekiem, musimy poznać ewolucję języka, mówi Stuart Watson z Uniwersytetu w Zurychu.
      Międzynarodowy zespół naukowy pracujący pod kierunkiem profesora Simona Townsenda z Zurychu rzucił właśnie nowe światło na ewolucję języka. Naukowcy badali jeden z najważniejszych elementów poznawczych potrzebnych do rozumienia języka, czyli możliwość zrozumienia związku pomiędzy wyrazami w zdaniu, nawet jeśli nie sąsiadują one ze sobą. Na przykład gdy słyszymy zdanie „pies, który ugryzł kota, uciekł” wiemy, że uciekł pies, a nie kot. I wiemy to, pomimo, że wyrazy „pies” oraz „uciekł” są od siebie oddzielone innymi wyrazami. Teraz porównanie pomiędzy ludźmi, pozostałymi człowiekowatymi oraz pozostałymi małpami wykazało, że zdolność do rozumienia związku pomiędzy oddalonymi od siebie wyrazami pochodzi sprzed 40 milionów lat.
      Uczeni przeprowadzili swój eksperyment w nowatorski sposób. Opracowali sztuczną gramatykę, w której znaczenia tworzy się łącząc różne dźwięki, a nie słowa. Pozwoliło to na porównanie zdolności trzech różnych gatunków naczelnych do rozumienia zależności, które nie następują po sobie. Na Uniwersytecie w Zurychu badano uistiti białouche, naukowcy z University of Texas badali szympansy, a na Uniwersytecie w Osnabrück prowadzono eksperymenty z udziałem ludzi.
      Najpierw wszystkie trzy gatunki badanych małp były uczone nowej gramatyki. Uczono je np. że pewne dźwięki zawsze występują po innych. Na przykład po dźwięku „a” zawsze pojawiał się dźwięk „b”, nawet gdy czasem oddzielały je inne dźwięki. To symulowało ludzki język, w którym spodziewamy się, że po rzeczowniku (np. „pies”) nastąpi czasownik (np. „uciekł”), niezależnie od tego, że pomiędzy nimi były inne wyrazy (np. „który ugryzł kota”).
      Gdy już badani nauczyli się zasad gramatycznych, naukowcy odtwarzali dźwięki, które naruszały wyuczone wcześniej zasady. Okazało się, że w takim przypadku doszło do zmiany zachowania marmozet i szympansów. Patrzyły one na głośnik dwukrotnie dłużej niż wówczas, gdy zasady „dźwiękowej gramatyki” były poprawne. Ludzi wprost pytano, czy odtworzona sekwencja dźwięków była prawidłowa czy też nie.
      Badanie pokazuje, że wszystkie trzy gatunki są w stanie przetwarzać niesąsiadujące zależności. Prawdopodobnie to zdolność, która jest rozpowszechniona wśród naczelnych. To zaś wskazuje, że ten kluczowy element języka istniał już u ostatniego wspólnego przodka badanych gatunków, mówi profesor Townsend. Ostatni wspólny przodek marmozet i człowieka żył zaś przed około 40 milionami lat.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za znalezienie luki w produktach Apple'a można będzie otrzymać do miliona dolarów. Ivan Krstic, odpowiedzialny w Apple'u za kwestie bezpieczeństwa, poinformował podczas dorocznej konferencji Black Hat, że firma zwiększa z 200 000 do 1 000 000 limit kwoty, jaką płaci za znalezione dziury. Przedsiębiorstwo chce w ten sposób zachęcić odkrywców luk, by informowali je o ich istnieniu, zamiast by sprzedawali je na czarnym rynku.
      Co więcej, program nagród nie będzie ograniczony tylko do iPhone'a ale będzie dotyczył również innych produktów, jak iPad, Mac, Apple Watch czy Apple TV.
      Dotychczas firma płaciła do 200 000 USD za informacje o dziurach, ale krytykowano ją, że to zbyt mała kwota, więc istnieje pokusa sprzedaży informacji na czarnym rynku, co negatywnie odbiłoby się na bezpieczeństwie użytkowników firmowych produktów.
      Oczywiście nie dostaniemy miliona dolarów za każdą informację o luce. Najwyższą kwotę przewidziano tylko dla znalazców najpoważniejszych najbardziej groźnych dziur. Ponadto do 500 000 dolarów zwiększono kwotę za informacje o dziurach pozwalających na nieuprawniony dostęp do danych użytkownika.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ramach prowadzonego przez Pentagon projektu Non-Lethal Weapons Program powstały... gadające kule plazmy. Naukowcy pracujący przy projekcie Laser Induced Plasma Effect wykorzystują lasery do zadawania bólu bez wywoływania oparzeń, generowania silnych dźwięków i rozbłysków oraz wydawania poleceń głosowych na odległość.
      Wykorzystywane promienie lasera mogą przejść przez szyby budynku, jednak nie penetrują jeszcze innych ciał stałych. Technologia znajduje się w początkowej fazie rozwoju. W przyszłości ma ona posłużyć ochronie baz wojskowych, różnego typu instalacji czy innych stałych elementów. Nie można jednak wykluczyć, że po opracowaniu odpowiedniego źródła zasilania urządzenia będzie można montować na samochodach i np. wykorzystywać je do kontroli tłumów czy ochrony konwojów.
      Podczas ostatniej rundy testów specjaliści skupili się na generowaniu ludzkiej mowy za pomocą lasera. Pomysł polega na wytworzeniu plazmy za pomocą jednej wiązki lasera, a następnie na potraktowaniu plazmy kolejnymi wiązkami tak, by wprawić ją w drgania o odpowiedniej częstotliwości i wygenerować ludzką mowę. Właśnie udało się to osiągnąć w warunkach laboratoryjnych.
      Dave Law, główny naukowiec w Non-Lethal Wapons Directorate mówi, że kolejnym celem jest wygenerowanie gadającej plazmy w laboratorium w odległości 100 metrów od laserów, później naukowcy będą chcieli przeprowadzić podobny eksperyment, ale na odległości liczonej w kilometrach. Law optymistycznie patrzy w przyszłość nowej technologii. Głównym problemem było bowiem opracowanie i dostrojenie algorytmu generującego mowę. Gdy już go rozwiązano, odległość przestaje być przeszkodą. Można to zastosować wszędzie. Odległość nie robi różnicy. Wystarczy wygenerować plazmę w pobliżu celu, modulować ją i wytworzyć mowę, mówi uczony. Jego zdaniem w ciągu 5 lat technologia będzie już na tyle dojrzała, że będzie można wyposażyć w nią oddziały wojskowe.
      Co więcej, ta sama technologia może zostać użyta jeszcze na dwa inne sposoby. Można za jej pomocą uzyskać efekt granatu hukowego. Pozwala bowiem na niemal nieprzerwane generowanie impulsów dźwiękowych o głośności 155 decybeli w pobliżu wyznaczonego celu. To znaczny postęp w porównaniu z granatem hukowym, który generuje maksymalnie dwa impulsy.
      Po drugie pozwala ona, za mocą bardzo krótkich impulsów laserowych, wytworzyć niewielką kulkę plazmy i skierować ją, przez ubranie, na skórę człowieka. Plazma wyżłobi w skórze miniaturowy otwór, zbyt mały by mówić o uszkodzeniu skóry, ale wystarczający, by wywołać odczucia bólowe. Można więc w ten sposób powstrzymywać napastnika czy rozpraszać tłum, nie robiąc ludziom krzywdy.
      Na załączonym poniżej filmie można posłuchać gadającej plazmy.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzkość wytwarza coraz więcej informacji. I część z nich warto jest dla przyszłych pokoleń. Jednak książki mogą spłonąć, do komputera można się włamać, płyty DVD ulegają z czasem degradacji. I mimo że technologie przechowywania danych są wciąż udoskonalane, to woda czy cyberatak mogą doprowadzić do utraty danych.
      Szacuje się, że do roku 2020 globalna ilość danych cyfrowych wyniesie 44 biliony gigabajtów. To 10-krotnie więcej niż było ich w 2013 roku. Z czasem nawet chmury obliczeniowe nie będą w stanie przechowywać coraz większej ilości informacji.
      Rozwiązaniem problemu może okazać się chemia i nieco tanich molekuł. Wyobraźmy sobie, że możemy całą Nowojorską Bibliotekę Publiczną zapisać w łyżeczce molekuł, mówi Brian Cafferty. To naukowiec z Uniwersytetu Harvarda, który wraz z kolegami z laboratorium profesora George'a Whitesidesa ze swojej uczelni oraz grupą profesora Milana Mrksicha z Northwestern University opracowali technikę zapisywania informacji w oligopeptydach. Tak zapisane dane można by przechowywać przez miliony lat, dostęp do danych można by uzyskać tylko przy fizycznym dostępie do nośnika, a po zapisaniu danych ich utrzymanie nie wymagałoby używania energii.
      Obecnie, przynajmniej na tym etapie, nie postrzegamy naszej metody jako konkurencyjnej wobec istniejących metod zapisu danych. Ona je uzupełnia i powstaje przede wszystkim z myślą o długotrwałej archiwizacji informacji, mówi Cafferty.
      Od niedawna słyszymy, że naukowcy potrafią zapisywać dane w DNA. O ile jednak DNA jest małe w porównaniu z układami scalonymi, to w świecie molekuł jest duże. Ponadto synteza DNA wymaga sporych umiejętności i dużo pracy. Jeśli mielibyśmy w ten sposób zapisywać dużą ilość danych, to musimy liczyć się z długotrwałym procesem i dużymi kosztami.
      Cafferty mówi, że opracowana przezeń technika korzysta nie tyle z biologii co z chemii organicznej i analitycznej. Wykorzystano przy tym mniejsze i lżejsze molekuły. Za pomocą pojedynczego procesu syntezy można zapisać taniej i wkładając w to mniej wysiłku niż przy wykorzystaniu DNA.
      Naukowcy użyli oligopeptydów, które występują powszechnie, są stabilne i mniejsze niż DNA, RNA czy białka. Oligopeptydy mają różną masę, a gdy się je wymierza można z łatwością je od siebie odróżnić, podobnie jak litery w alfabecie. Użyto przy tym, oczywiście, kodu binarnego. Na przykład litera „M” wykorzystuje 4 z 8 możliwych oligopeptydów, każdy o innej masie. Za pomocą spektrometru mas możemy badać masę oligopeptydów i przypisywać „1” tam, gdzie oligopeptyd jest obecny i „0” by oznaczyć jego brak. Zatem mieszanina 8 oligopeptydów odpowiada 1 bajtowi, w 32 można przechować cztery bajty.
      Dotychczas Cafferty i jego zespół zapisali, przechowali i odczytali w oligopeptydach wykład Richarda Feynmana There is plenty of room at the bottom, zdjęcie Calude'a Shannona ojca teorii informacji oraz słynny drzeworyt Wielka fala w Kanagawie. W tej chwili zespół jest w stanie odczytywać zapisane informacje z dokładnością 99,9%. Zapis odbywa się z prędkością 8 bitów na sekundę, a odczyt z prędkością 20 bitów na sekundę. Oba czasy bez wątpienia da się znacząco poprawić. Naukowcy są też w stanie udoskonalić stabilność, pojemność oraz obniżyć cenę swoich molekuł. Na potrzeby badań wykorzystywali bowiem specjalnie tworzone molekuły. Jednak, jak zapewniają, w przyszłości właściciele archiwów będą mogli kupować standardowe molekuły, a ich cena może wynosić 1 cent za molekuły pozwalające na przechowanie ponad 10 MB danych.
      W odpowiednich warunkach oligopeptydy są stabilne przez setki lub tysiące lat, stwierdzają autorzy badań. Mogą przetrwać bez światła i powietrza, w wysokiej temperaturze i niskiej wilgotności. Dostęp do tak zarchiwizowanych informacji byłby możliwy tylko przy fizycznym dostępie do nośnika, a informacje, w razie prób ich zaburzenia czy zniszczenia, łatwo odzyskać metodami chemicznymi.
      Cafferty przewiduje, że w przyszłości, dzięki olbrzymiej pojemności oligopeptydów mogą powstać archiwa, które na niewielkiej przestrzeni będą przechowywały gigantyczne ilości informacji, całość zaś będzie tania, stabilna i nie będzie zużywała prądu.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...