Fyysikot ovat havainneet, että ihmisen kuulo kykenee erottamaan äänen taajuuksia ja järjestyksiä yli 10 kertaa Fourierin epätarkkuusperiaatteen asettamaa raja-arvoa tarkemmin. Tulos käytännössä ulosmittaa suurimman osan ihmisen kuuloa mallintavista algoritmeista, koska vain muutama niistä yltää ihmisen kuulon vaikuttavaan suorituskykyyn.
 |
| Jokainen piste osoittaa koehenkilön suoritusta, kun tehtävänä oli arvioida äänen taajuutta ja kestoaikaa. Taajuus on Y-akselilla ja aika X-akselilla. Kaikki pisteet mustan suorakaiteen sisällä päihittävät Fourierin epätarkkuusperiaatteen. Credit: Oppenheim and Magnasco ©2013 American Physical Society |
Fourierin epätarkkuusperiaatteen mukaan äänisignaaleihin liittyy aina aika-taajuus kompromissi siten, että mitä lyhyempi äänen kestoaika sitä laajempi taajuuskaista vaaditaan äänen aikaansaamiseksi. Eli kapeakaistainen ääni vaatii pidemmän toistoajan. Epätarkkuusperiaate rajoittaa samanaikaisten taajuus-kestoaika mittausten tarkkuutta.
Paras koehenkilö (ammattimuusikko) päihitti Fourierin epätarkkuusperiaatteen 13 kertaisesti. Tutkijat uskovat, että ihmisen erinomainen kuulo johtuu osoittain korvan simpukan rakenteesta ja epälineaarisuuksista. Aikaisemmin on osoitettu, että lineaariset järjestelmät eivät voi ylittää epätarkkuusperiaatetta.
Tutkijoiden mukaan ihmisen erinomaisen kuulojärjestelmän toimintamekanismin selvittämisestä olisi hyötyä monissa sovelluksissa: puheen tunnistaminen, äänianalyysi, tutka-ja kaikuluotaimet sekä radioastronomia.
Älykkäät suunnittelijat ovat siis kovin innokkaasti ottamassa oppia sattumalta syntyneestä järjestelmästä, jonka he havaitsevat olevan teknisesti erittäin korkealaatuinen. Aivan kuin se olisi erittäin etevän insinöörin suunnittelema.
Lähde:
http://phys.org/news/2013-02-human-fourier-uncertainty-principle.html#ajTabs
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti