Текст книги "Теории всего на свете"

Гипотеза Фаури – Раймонда

Джонатан Готтчелл

Литературовед, инструктор факультета английского языка колледжа Вашингтона и Джефферсона; автор книги The Storytelling Animal («Животные-рассказчики»)

Я читал о гипотезе Фаури – Раймонда довольно давно, но она не производила на меня впечатления, пока я не по дрался с большим Ником. Ник – национальный гвардеец, который тренируется вместе со мной в местной академии боевых искусств. Вообще-то у нас была тренировка, а не бой. Но Ник так силен и наносит удары с такой самоотдачей, что даже когда старается быть деликатным, вытрясает всю душу. Прозвучал гонг, мы схватились, и мои опасения быстро уступили место самообману. Что-то тут не так. Ник, конечно, мощен, но не более техничен, чем я, и его нельзя назвать ловким в движениях или искушенным в ударах. Ник рвется вперед: джеб, кросс, джеб, кросс, хук[14]14
  Виды ударов в боксе. – Прим. перев.


[Закрыть]. Ник не подныривает. Ник не уклоняется. Ник рвется вперед.

Так почему мне не удается его достать? Почему мои удары безобидно скользят по его вискам и отскакивают от живота? И почему каждый раз, когда я пытаюсь уклониться и контратаковать, я натыкаюсь на кожу перчатки? Я слежу за ним сквозь размытые пятна его рук, и любой угол зрения кажется неверным, а поверхности его лица и тела – покатыми. Ничего цельного, по чему можно было бы стукнуть. И все это время он молотит по мне, нанося удары, которые я замечаю слишком поздно, – медленные тяжелые обводные.

Когда, наконец, меня спасает гонг, мы обнимаемся (парадокс – ничто не сближает мужчин больше, чем добродушный кулачный бой). С трясущейся головой, обливаясь потом, я падаю на один из складных стульев и говорю себе: «Это знак – Фаури и Раймонд правы».

Ник относится к тому типу, которого 90 % боксеров безоговорочно боятся и ненавидят. Ник – левша. Мой тренер называет это «мерзостью» и «врожденным дефектом». Здесь он солидарен с другими правшами, имеющими авторитет в боксе, которые, кажется, не шутят, когда говорят: «Всех левшей надо топить при рождении».

Как ни удивительно, в утверждении моего тренера, что левши неполноценны, есть доля истины. В мире, в котором все, от ножниц до школьных парт, предназначено для правшей, быть левшой не просто досадно – кажется, что это наносит тебе вред. Согласно ряду исследований, левши действительно подвержены повышенному риску некоторых заболеваний, таких как шизофрения, задержка умственного развития, СДВГ[15]15
  Синдром дефицита внимания и гиперактивности – комплексное хроническое расстройство мозговых функций. – Прим. перев.


[Закрыть], алкоголизм и заикание.

Все это возвращает меня к Шарлотте Фаури и Мишелю Раймонду, паре французских ученых, которые изучали эволюцию левшей. Подтвердилось, что это качество отчасти наследуется и связано с серьезным риском для здоровья. Почему же тогда, удивлялись исследователи, естественный отбор сохранил этот признак? Может быть, издержки окупались скрытыми преимуществами?

Фаури и Раймонд заметили, что левши имеют преимущество в таких видах спорта, как бейсбол и фехтование, где соревнование носит характер противоборства, в отличие от гимнастики и плавания, где непосредственный контакт отсутствует. Левши непропорционально представлены среди ведущих мастеров крикета, бокса, борьбы, тенниса, бейсбола и т. д. Причина очевидна: если 90 % человечества – правши, то они обычно и соревнуются друг с другом. Когда правши сталкиваются с левшами, делающими все наоборот, у них голова идет кругом, и получается такой же результат, как в моем случае с Ником. Левши же привыкли встречаться с правшами и легко справляются с ними.

Фаури и Раймонд задумались, распространяется ли преимущество левшей в спорте, включая такие единоборства, как бокс, борьба и фехтование, на настоящее сражение, не важно, каким оружием – кулаками, дубинами или копьями? Могли ли преимущества левшей в бою компенсировать издержки, связанные со здоровьем? В 2005 году исследователи опубликовали статью, подтверждавшую существенную зависимость между насилием в доиндустриальных обществах и количеством левшей: чем больше насилия, тем больше левшей. В наиболее агрессивном обществе среди изученных – племени эйпо в горах Новой Гвинеи – левши составляли почти 30 %[16]16
  Charlotte Faurie & Michel Raymond, «Handedness, homicide and ne ga tive frequency-dependent selection», Proc. Roy. Soc. B 272, 25 8 (2005).


[Закрыть].

Что делает научное объяснение красивым? Общие качества, такие как краткость, конечно, играют роль, но перевешивают особенности личного вкуса. Почему я нахожу привлекательной гипотезу Фаури – Раймонда? Отчасти потому, что это была почти безрассудно фантастическая идея, подтвержденная, однако, полученными данными. Но главное, потому что в прошлом году ее неоспоримую правоту вбил мне в голову молодой военнослужащий.

Это не означает – я приношу извинения Китсу, – что красота и правда синонимы. Иногда простота оказывается скучной и примитивной. Многие превосходные объяснения, которыми мы восхищаемся, оборачиваются безжизненной фальшивкой. Т. Г. Гексли называл это трагедией науки: «Уродливые факты убивают красивые гипотезы». Проверке гипотезы Фаури – Раймонда было посвящено множество исследований. Результаты оказались спорными, но открылись факты, на мой вкус, однозначно уродливые. Недавнее впечатляющее исследование не обнаружило доказательств того, что левши непропорционально представлены в племени эйпо в горах Новой Гвинеи[17]17
  Sara M. Schaafsma et al., «Handedness in a nonindustrial society challenges the fighting hypothesis as an evolutionary explanation for left-handedness», Evol. & Hum. Behavior 33:2, 94 9 (2012).


[Закрыть].

Жалко отказываться от полюбившейся идеи, запечатлевшейся в сознании благодаря жизненному опыту, а не статистическим данным, про которую знаешь, что она правдива. И я пока не готов похоронить ее в некрополе красивой, но мертвой науки. Фаури и Раймонд привлекли спортивные результаты, чтобы подкрепить свой основной сюжет о сражениях. Но мне кажется, что спортивные результаты – это и есть главная тема. Гены левшей могли сохраниться благодаря преимуществу в игровых, а не настоящих сражениях – возможность, которую Фаури и Раймонд допускают в своей последней статье[18]18
  V. Llaurens, M. Raymond & C. Faurie, «Why Are Some People Left-Handed? An Evolutionary Perspective», Phil. Trans. Roy. Soc. B 364, 881 94 (2009).


[Закрыть]. Спортивные состязания занимают важное место в различных культурах. Во всем мире спорт – в основном мужское занятие, и победители – от капитанов футбольных команд до традиционных африканских борцов, индейских бегунов и игроков в лакросс – приобретают больше чем простой лавровый венок. Они повышают свое общественное положение, вызывают восхищение у мужчин и влечение у женщин (исследование подтверждает стереотип – спортивные мужчины пользуются успехом у дам). Это открывает широкие возможности… По-видимому, формирование нашего вида в большей степени, чем мы полагаем, обязано выживанию своих самых спортивных представителей.

Групповая поляризация

Дэвид Дж. Майерс

Профессор психологии Хоуп-колледжа; автор книги Psychology («Психология»)

Сорок пять лет назад несколько групп социальных психологов решили выяснить, насколько люди готовы идти на риск. Например, каковы шансы начинающего писателя, решившего отказаться от постоянного дохода и попытаться написать серьезный роман? К всеобщему удивлению, оказалось, что тут очень большую, стимулирующую роль играют групповые обсуждения. Это породило волну спекуляций о принятии рискованных решений присяжными, советами директоров и военными. Однако другие исследования показали, что групповые обсуждения увеличивают осмотрительность. (Должен ли молодой женатый отец двух детей вкладывать свои сбережения в игру на бирже?) Проблема, что же на самом деле увеличивает групповое обсуждение, – склонность к риску или осторожность, получила глубокое, простое и элегантное решение: групповое обсуждение увеличивает первоначальную предрасположенность людей. Это явление групповой поляризации неоднократно подтверждалось. В одном из исследований студентов разделили на отдельные группы – предвзятых и непредвзятых – и попросили высказаться до и после обсуждения по расовым вопросам, таким как равные права на частную собственность. Дискуссия со сверстниками-единомышленниками увеличила разрыв во мнениях между группами предубежденных и непредубежденных студентов.

В наши дни самоизоляция родственных душ – обычное явление. С увеличением свободы передвижения консервативные общины привлекают жителей, настроенных консервативно, а прогрессивные – прогрессивно. Публицист Билл Бишоп и социолог Роберт Кашинг сообщают, что процент округов, где более 60 % избирателей голосует за одного из кандидатов в президенты, почти удвоился с 1976 по 2008 год[19]19
  Bill Bishop & Robert G. Cushing, The Big Sort: Why the Clustering of Like-Minded America Is Tearing Us Apart (New York: Houghton Mifflin, 2008).


[Закрыть]. А когда соседи разделяют ваши политические взгляды, это приводит к увеличению поляризации, что и продемонстрировал Дэвид Шкейд с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Он собрал группы жителей двух городов штата Колорадо: либерального Боулдера и консервативного Колорадо-Спрингс. Совместное обсуждение изменения климата, мер против дискриминации и однополых браков сместило мнение жителей Боулдера дальше влево, а жителей Колорадо-Спрингс – дальше вправо.

Ярким проявлением поляризации групп служит терроризм. Практически никогда он не возникает на пустом месте, как одиночный акт. Напротив, побуждение к терроризму растет среди людей, которых объединяет общее недовольство. В отсутствие сдерживающих факторов групповое взаимодействие превращается в усилитель социальных стремлений. Интернет предоставляет дополнительные возможности для единомышленников – пацифистов и неонацистов, фанатов и готов, тайных аферистов и победивших рак больных – находить друг друга и обмениваться мнениями. Связанные социальной сетью, «одного поля ягоды» находят общие интересы, позиции, и предубеждения растут.

Следовательно, одно из элегантных и социально значимых объяснений возникновения различных убеждений выглядит просто: мнение-обособление + обсуждение o поляризация.

Уравнение Прайса

Арман Мари Леруа

Профессор Имперского колледжа Лондона, эволюционист; автор книги Mutants: On Genetic Variety and the Human Body («Мутанты. О генетической изменчивости и человеческом теле». М., Corpus, 2010)

Каждый раз, когда мы видим высокоорганизованную структуру, будь то ребенок, симфония, научная статья, корпорация, правительство или галактика, мы задаем себе вопрос: как возникла эта упорядоченность? Одно из объяснений, хотя и достаточно отвлеченное, состоит в том, что это результат изменчивости и отбора. Я подразумеваю любой процесс, возникший в виде множества вариантов, большинство из которых гибнет (рассеивается, разрушается или выкидывается в мусорную корзину), и остаются лишь немногие достаточно приспособленные (сильные, привлекательные или устойчивые), чтобы выжить. Самый известный пример такого процесса, конечно, происхождение органических форм путем естественного отбора. Сейчас общепризнано, что человеческая культура – результат подобного процесса, но, как подсказывают приведенные выше примеры, изменчивость и отбор можно обнаружить где угодно, если знать, что искать.

Многие разделяют эту идею, но никто не сделал из нее таких глубоких выводов, как Джордж Прайс, американец, живший в Лондоне и в 1970 году опубликовавший уравнение, описывающее процессы изменчивости и отбора всех типов[20]20
  «Selection and covariance», Nature 227, 520 21 (1970).


[Закрыть]. Уравнение Прайса – мой выбор в качестве самого простого, глубокого и элегантного объяснения. Это уравнение может описывать, помимо всего прочего, настройку шкалы радиоприемника, кинетику химических реакций, влияние младенческой смертности на средний вес новорожденных, причину, по которой мы живем именно в этой Вселенной (если предположить, что существуют другие). Но меня по-настоящему привлекает не уравнение 1970 года, а его расширенный вариант, опубликованный двумя годами позже[21]21
  «Extension of covariance selection mathematics», Ann. Hum. Genetics 35:4, 485 90 (1972).


[Закрыть].

Одна из особенностей принципа изменчивости и отбора состоит в том, что отбор может осуществляться на множестве различных уровней. Музыка – очевидный результат этого процесса. Композитор сидит за фортепьяно, размышляет и выбирает нужные из бесконечного количества нот, аккордов и тем. Взгляните на рукописи партитур Бетховена (хороший пример – Крейцерова соната) – они все исчерканы его исправлениями. В 1996 году Брайан Ино остроумно довел этот процесс до логического завершения, выпустив записанную с помощью программного обеспечения Koan компании SSEYO коллекцию разнообразных музыкальных фрагментов, которую назвал «генеративной музыкой».

Но музыка в наших айподах, конечно, не только результат отбора, проведенного композитором, продюсером, исполнителем и т. д., но и нашего собственного выбора. В качестве индивидуальных потребителей мы тоже представляем собой фактор отбора и, следовательно, созидательную силу. И мы не только индивидуальности, но и члены социальных групп. Исследования показывают, что если нам известно, какую музыку слушают окружающие нас люди, то мы готовы изменить (если не целиком отбросить) свои эстетические предпочтения и следовать за большинством. Это явление объясняет, почему так трудно предсказать, какая композиция станет хитом. Таким образом, композиторы, потребители и группы потребителей совместно формируют музыкальный мир. Умберто Эко пришел примерно к тому же выводу в Opera Aperta («Открытое произведение») еще в 1962 году. Конечно, как литературный критик Эко мог только привлечь внимание к проблеме. А Джордж Прайс ее решил.

В 1972 году Прайс расширил свое общее уравнение изменчивости и отбора, допустив многоуровневый отбор. Этот вариант уравнения позволил эволюционным биологам проследить, например, взаимосвязь между родственным и групповым отборами и разрешить бесконечные противоречия, возникавшие вследствие несовместимых математических разработок. Уравнение пока не применялось к эволюции культуры, но все еще впереди. Однако значение расширенного уравнения Прайса выходит за рамки даже таких исследований. Оно разрубает один из гордиевых узлов, который ученые долго не могли развязать.

Это проблема сводимости. Может ли поведение системы быть понято – сведено – к поведению ее составляющих? Этот вопрос, в той или иной форме, пронизывает всю науку. Системные биологи против биохимиков, когнитивные психологи против нейробиологов, Даркхейм против Бентама, Гулд против Докинза, Аристотель против Демокрита – пропасть (гносеологическая, онтологическая и методологическая) между позициями холистов и редукционистов служит причиной многих крупнейших научных разногласий. При этом она же – источник движения вперед, когда одно положение отвергается в пользу другого. В самом деле, исследовательские программы холистов и редукционистов часто существуют бок о бок, сохраняя вынужденное перемирие (вспомните любую биологическую научную организацию). Но когда перемирие заканчивается, что бывает довольно часто, открываются военные действия и становится ясно – нужно рационально разделить творческие силы, действующие на разных уровнях.

Это и сделал Прайс. Его формула описывает изменчивость и отбор, но если вдуматься, то большинство упорядоченных систем основаны на изменчивости и отборе. Возвращаясь к музыке – кто определяет ее облик? Поклонники Бетховена, настраивающие свои MID-файлы[22]22
  Цифровой интерфейс музыкальных инструментов (сокр. от англ. Musical Instrument Digital Interface) – стандарт цифровой звукозаписи на формат обмена данными между электронными музыкальными инструментами.


[Закрыть]? Массовые предпочтения публики? Я думаю, уравнение Прайса может это объяснить. Оно наверняка содержит какое-то объяснение.

Бессознательные умозаключения

Герд Гигеренцер

Психолог, директор Центра адаптивного поведения и когнитивных способностей Института развития человека Общества Макса Планка в Берлине; автор книги Gut Feelings: The Intelligence of the Unconscious («Интуитивные решения: интеллект подсознательного»)

Оптические иллюзии всегда интересны – они удивительны и устойчивы. Даже если вы догадываетесь об обмане зрения, то все равно поддаетесь им. Почему они существуют? Что они собой представляют – просто каприз сознания? Физик и психолог Герман фон Гельмгольц (1821–1894) предложил красивое объяснение природы восприятия – как оно создает иллюзию глубины, пространства и других особенностей окружающего мира. Восприятие опирается на своеобразный мысленный спор, который и называется бессознательными умозаключениями.

В третьем томе «Физиологической оптики» Гельмгольц описывает свое детское впечатление: «Помню, еще совсем мальчишкой я как-то проходил мимо церкви военного гарнизона в Потсдаме. На колокольне стояло несколько человек. Я принял их за игрушки и попросил мою мать подняться наверх и принести их мне, что, как мне казалось, она может сделать. Тот день остался в моей памяти, потому что благодаря своей ошибке я понял принцип уменьшения объекта в перспективе».

Этот детский опыт показал Гельмгольцу, что информации, поступающей от сетчатки и других органов чувств, недостаточно для воссоздания окружающего мира. Представления о размере, расстоянии и многом другом нуждаются в подсказках, которые, в свою очередь, приобретаются с опытом. Основываясь на этом опыте, мозг делает бессознательные умозаключения о сообщениях органов чувств. Другими словами, восприятие – это своего рода спор о том, что на самом деле находится вокруг.

Но каким образом работают бессознательные умозаключения? Гельмгольц провел параллель с вероятностными силлогизмами. Главной предпосылкой служит набор впечатлений из личного опыта, давно выпавший из нашего сознания. Второстепенной предпосылкой – непосредственное чувственное восприятие. Посмотрите на оптическую иллюзию, созданную В. С. Рамачандраном и его коллегами из Центра мозга и когнитивных способностей Калифорнийского университета в Сан-Диего:

Пятна на левом рисунке кажутся вогнутыми, углубленными в поверхность по отношению к наблюдателю, в то время как на правом рисунке – выпуклыми, выступающими над поверхностью. Если вы повернете страницу на 180°, вогнутые пятна станут выпуклыми, и наоборот. В действительности рисунки идентичны, но повернуты на 180° по отношению друг к другу. Иллюзия вогнутых и выпуклых пятен связана с тем, что наш мозг делает бессознательное умозаключение.

Главная предпосылка: тень в верхней части пятна практически всегда связана с вогнутой формой.

Второстепенная предпосылка: тень находится в верхней части пятна.

Бессознательное умозаключение: форма пятна вогнутая.

Наш мозг берет на себя воссоздание трехмерного мира, и главная предпосылка угадывает третье измерение, исходя из двух экологических допущений.

1. Свет исходит сверху.

2. Существует только один источник света.

Эти два положения преобладали на протяжении большей части истории человека, когда Солнце и Луна служили единственными источниками света. Первое из положений в некоторой степени справедливо для искусственного освещения и в наши дни. Гельмгольц в качестве главной предпосылки отдавал предпочтение личному опыту, другие исследователи – приобретениям в ходе эволюции. В любом случае оптические иллюзии – результат бессознательных умозаключений, основанных на опыте, который обычно надежен, но в определенных обстоятельствах способен вводить в заблуждение.

Принцип бессознательных умозаключений может также объяснять особенности других органов чувств. Яркий пример – ошибка главной предпосылки в случае ампутации у человека одной из конечностей. Хотя главная предпосылка («сигналы от нервов связаны с этой ступней») больше не работает, пациент продолжает испытывать боль в конечности, которой больше не существует. «Фантомная боль» показывает также нашу неспособность скорректировать бессознательные умозаключения, несмотря на наше осознание их ошибочности. Концепция Гельмгольца предложила нам новый взгляд на восприятие в частности и на познание в целом.

1. Познание – это индуктивное умозаключение. В наши дни вероятностному силлогизму пришли на смену статистическая и эвристическая модели умозаключений, предложенные, соответственно, Томасом Байерсом и Гербертом Саймоном.

2. Рациональное умозаключение не обязательно должно быть осознанным. Интуитивные решения так же основаны на индуктивных умозаключениях, как и осознанные разумом.

3. Иллюзии – неизбежное следствие разумной деятельности. Познанию необходимо проникнуть за пределы полученной информации, чтобы вступить в спор и пойти на риск. Было бы нам лучше без бессознательных умозаключений? Нет, нам было бы хуже, как человеку, который никогда ничего не говорит, чтобы избежать ошибок. Система, не совершающая ошибок, неразумна.

Снежинки и множественная Вселенная

Мартин Дж. Рис

Бывший президент Лондонского Королевского общества, заслуженный профессор космологии и астрофизики Тринити-колледжа Кембриджского университета; автор книги From Here to Infinity: A Vision for the Future of Science («Отсюда в бесконечность: взгляд на будущее науки»)

Удивительная концепция стала частью главного направления космологической мысли: физическая реальность может быть гораздо обширнее, чем клочок пространства и времени, обычно называемой Вселенной. Мы привыкли думать, что живем в одной из миллиардов планетарных систем, в одной из миллиардов галактик. Но теперь это далеко не все. Весь наблюдаемый астрономами мир может быть ничтожной долей последствий «нашего» Большого взрыва, который, в свою очередь, всего лишь один большой взрыв из бесконечного множества.

Наше космическое окружение может быть плотно насыщено, но в таких огромных масштабах, что мы в состоянии усвоить только небольшой фрагмент. Мы не видим картины в целом, как планктон, весь мир которого составляет литр воды, не видит топографии и биосферы Земли. Очевидно, что для космологов разумно начать с исследования простейших моделей. Но нет оснований ожидать большей простоты на высоком уровне, чем в земном окружении, где преобладает замысловатая сложность.

Более того, теория струн предполагает – по причинам, совершенно независимым от космологии, – что существует бесконечное множество «вакуумных состояний». Если это правда, то различные Вселенные будут подчиняться разным физическим законам. То, что мы называем законами природы, в широкой перспективе может оказаться местными закономерностями, соответствующими некой управляющей всем универсальной теории, но не предписываемыми этой теорией однозначно. Точнее говоря, одни особенности могут оказаться случайными, а другие – нет. В качестве примера (которым я обязан астробиологу и космологу Полу Дейвису), представьте себе форму снежинок. Распространенная симметричная шестиугольная форма снежинок – прямое следствие строения и свойств молекул воды. Но снежинки обладают бесконечно разнообразной структурой, потому что каждая имеет собственную историю и зависит от изменений температуры и влажности во время роста.

Если физики изобретут фундаментальную теорию, она подскажет, какие явления природы представляют собой ее непосредственные следствия (как симметричная форма снежинок обусловлена структурой молекул воды), а какие – результат стечения обстоятельств (как отличительные особенности снежинок).

Наша Вселенная может оказаться всего лишь случайностью и относиться к необычной подгруппе, в которой космические силы по счастливой случайности способствовали усложнению и, в конечном счете, возникновению сознания. Кажущаяся ее продуманность или тонкая настройка перестанут быть загадкой. Вероятно, к концу этого столетия мы сможем с уверенностью сказать, живем ли мы во множественной Вселенной и какую степень разнообразия проявляют составляющие ее миры. Ответ на этот вопрос, я думаю, достоверно покажет, в какой степени «дружественна» по отношению к нам Вселенная, в которой мы живем (и делим с инопланетными созданиями, которых можем однажды повстречать).

Возможно, некоторых физиков разочарует, что какие-то из ключевых явлений, которые они пытаются объяснить, окажутся просто стечением обстоятельств, не более универсальным, чем параметры орбиты Земли вокруг Солнца. Но это разочарование наверняка уйдет, когда станет ясно, что физическая реальность гораздо значительнее и богаче, чем ранее предполагалось.