Текст книги "Теории всего на свете"

Перекрывающиеся решения

Дэвид М. Иглмен

Нейробиолог (Медицинский колледж Бейлора); автор книги Incognito: The Secret Lives of the Brain («Инкогнито: тайная жизнь мозга»)

Элегантность мозга состоит в его неэлегантности. Столетиями нейробиологи пытались аккуратно приклеить этикетки к различным областям мозга: эта отвечает за речь, а та – за мораль, использование орудий, распознавание цветов, узнавание лиц и т. д. Подобные исследования ставили целью составление правильной карты мозга, но повели по ложному следу.

Глубокая и красивая загадка мозга намного интереснее: он обладает множественными, перекрывающимися способами взаимодействия с миром. Мозг – устройство, состоящее из противоборствующих частей. Это представительная демократия, действующая на основе соревнования между партиями, каждая из которых верит, что знает верное решение проблемы.

В результате мы можем свести себя с ума, спорить сами с собой, проклинать самих себя и общаться с самими собой. Мы способны испытывать противоречивые чувства. Подобные нервные баталии служат причиной супружеской неверности, вредных привычек, отклонений от диеты, нарушений новогодний обещаний – всех ситуаций, когда одна часть личности хочет одного, а другая – другого.

Это вещи, на которые современные машины не способны. Ваш автомобиль не может сомневаться, в какую сторону повернуть: у него один руль, управляемый одним водителем, и он без колебаний следует в одном направлении. Мозги, в свою очередь, могут иметь два мнения, а часто намного больше. Мы не уверены, повернуться ли в сторону кекса или от него, потому что рулем нашего поведения управляет множество пар рук.

Обратимся к памяти. В нормальных условиях воспоминания о событиях дня объединены в участке мозга, называемом гиппокампом. Но в случае опасности – такой как автомобильная авария или ограбление – другая часть мозга, миндалевидное тело, также сохраняет независимые воспоминания. Эти воспоминания обладают специфическими особенностями: их трудно стереть из памяти, и они возвращаются в виде вспышки – сходное описание дают жертвы изнасилования и ветераны войны. Другими словами, существует более одного типа памяти. Мы говорим не о памяти о разных событиях, а о различной памяти об одном и том же событии. В соответствии с открывающейся перспективой, может быть даже более двух задействованных в памяти участков мозга, запоминающих информацию и соревнующихся в изложении событий. Единство памяти – иллюзия.

Представьте, сколько различных систем участвует в принятии решения: одни – быстрые и автоматические, находящиеся за границами осознанного понимания, другие – медленные и сознательные. И нет оснований полагать, что существуют только две системы, – их может быть целый спектр. Какие-то системы мозга используются для долгосрочных решений, какие-то – для краткосрочных, а также может быть целая армия промежуточных вариантов.

Внимание, как недавно выяснилось, также представляет собой конечный результат множественных конкурирующих систем. Одни ответственны за внимание, сконцентрированное на какой-либо конкретной задаче, другие – на общем восприятии (бдительности). Они всегда конкурентно взаимосвязаны, чтобы отслеживать действия организма. Даже основные функции органов чувств, такие как контроль телодвижений, как теперь оказалось, были изобретены эволюцией неоднократно. Это обеспечивает идеальную основу для нервной демократии.

В большем, анатомическом масштабе два полушария мозга, левое и правое, могут рассматриваться как перекрывающиеся конкурирующие системы. Мы знаем это в результате изучения пациентов с нарушением связи между полушариями: практически у них работают два независимых мозга. Например, держа по карандашу в каждой руке, они могут одновременно нарисовать два несовпадающих рисунка, таких как круг и треугольник. Два полушария ведут себя по-разному в устной речи, абстрактном мышлении, построении рассказа, умозаключениях, памяти, игровых стратегиях и т. д. Они образуют соперничающие команды с одинаковыми задачами, но различными способами их достижения.

На мой взгляд, это элегантное решение загадок мозга должно изменить предназначение нейробиологов. Вместо того чтобы годами отстаивать собственное решение, нужно рассматривать множество перекрывающихся решений: как они конкурируют, как действуют вместе и по отдельности. Существенная составляющая элегантной идеи – ее коммерциализация. Нервно-демократическая модель может заместить искусственный интеллект. Программисты ищут наилучший способ решения задачи, чтобы в конечном счете избавиться от нее. Но эволюция, решив задачу, не вычеркивает ее из списка. Напротив, она непрестанно заново изобретает алгоритмы, программы, перекрывающиеся и конкурирующие друг с другом. Урок состоит в том, чтобы отказаться от вопроса «Каков самый разумный путь решить эту задачу?» в пользу другого – «Существует ли множество перекрывающихся путей ее решения?». Это станет отправной точкой новой эпохи элегантно неэлегантных вычислительных устройств.

Наша ограниченная рациональность

Мазарин Банаджи

Профессор социальной этики психологического факультета Гарвардского университета

Аналитически и эстетически выдающиеся объяснения объединяют, помимо прочих, следующие качества: 1) они часто проще, чем объяснения, казавшиеся разумными раньше; 2) они указывают более достоверную причину (позволяя взглянуть на явление со стороны); 3) они заставляют сожалеть, что вы не нашли их сами.

Те из нас, кто пытается понять разум, сталкиваются с уникальным ограничением: разум – это то, что дает объяснение, и, одновременно, то, что должно быть объяснено. Взглянуть со стороны на разум, особенности мышления своего племени или вида, освободиться от самоанализа и интуиции (не для создания гипотез, а для ответов и объяснений) очень трудно, особенно когда мы стараемся понять свой собственный разум и мышление похожих на нас людей.

По этой причине мое предложение в качестве наиболее глубокого удовлетворительного объяснения последних десятилетий – идея ограниченной рациональности. Идея о том, что человеческие существа сообразительны по сравнению с другими видами, но недостаточно сообразительны по их собственным стандартам, включая поведение в соответствии с основополагающими принципами рациональности, стала теперь общепризнанной и экспериментально обоснованной.

Специалист в области познания и нобелевский лауреат по экономике Герберт Саймон, исследуя обработку информации и искусственный интеллект, показал, что как люди, так и организации привержены образу действий, вынуждающему их принимать удовлетворительные, но не оптимальные решения. Дэниел Канеман и Амос Тверски продемонстрировали поразительный образ действий, при котором даже эксперты склонны совершать ошибки, имеющие негативные последствия не только для их собственного благополучия, но и для общества в целом.

Исследование природы человека за последние четыре десятилетия в корне изменило представление о том, кто мы такие и почему делаем то, что делаем. Мы совершаем ошибки уникальным образом, не руководствуясь дурными побуждениями, а вследствие эволюционной основы структуры нашего мышления – способов, с помощью которых мы учимся получать и запоминать информацию, воздействия на нас нашего окружения и т. д. Причина, по которой мы ограниченно рациональны, состоит в том, что окружающее нас информационное пространство превышает наши возможности, включая жесткие ограничения нашего осознанного понимания и нашей способности контролировать собственное поведение и действовать в соответствии с собственными намерениями.

Если мы обратимся к компромиссу с моральными принципами, то вновь обнаружим ту же ситуацию – мы вовсе не стремимся причинить кому-либо ущерб. Скорее, причина в том, что определенная информация играет непропорциональную роль в принятии нами решений, в способности упрощать и преувеличивать, а также в привычности некорректного поведения в повседневной жизни. В этом – наиболее существенные причины этической несостоятельности личностей и общественных институтов.

Итак, негативные последствия – результат ограниченности человеческого мышления, неспособного воспринять, переработать и адаптироваться к требованиям своего окружения. Вот совершенно новое объяснение наших возможностей и, соответственно, нашей природы. Это абсолютно свежая идея. Ее элегантность и красота основаны на заурядном и скрытном, а не на очевидных дурных побуждениях. Она немногим отличается от другой, предложившей естественный отбор вместо Бога, и, похоже, встретит такой же отпор.

Роевой интеллект

Роберт Саполски

Профессор неврологии Стэнфордского университета, научный сотрудник Национального музея Кении; автор книги Monkeyluv: and Other Essays on Our Lives as Animals («Обезьянья любовь и другие очерки нашей жизни как животных»)

Очевидный ответ на вопрос Edge – двойная спираль. С неподражаемой лаконичностью – «От нашего внимания не ускользнуло…» – было дано объяснение сущности механизма наследственности. Но двойная спираль – не для меня. Когда я учился в университете на биологическом факультете, двойная спираль уже превратилась в древнюю историю, наподобие сведений об эволюции березовой пяденицы или о том, что митохондрия – источник энергии клетки. Уотсон и Крик воспринимались как нечто удобное и привычное, к примеру как Баскин и Роббинс.

Зато в те годы было опубликовано исследование Хьюбела и Визела, которое показало, что кора больших полушарий мозга перерабатывает сигналы органов чувств в соподчиненную систему отдельных признаков. В первичном слое зрительной зоны коры, например, каждый нейрон получает сигнал от единственного фоторецептора сетчатки глаза. Таким образом, когда стимулируется один фоторецептор, активируется «его» нейрон в первичном слое зрительной коры. При стимуляции соседнего рецептора активируется соседний нейрон. По существу, каждый из этих нейронов «знает» лишь одно – а именно как распознавать отдельное пятно света. Группы таких нейронов затем посылают сигнал единичному нейрону вторичного слоя коры. Если стимулировать определенную совокупность нейронов в первичном слое коры, то активируется единичный нейрон вторичного слоя. Следовательно, нейрон второго слоя «знает» только, как распознавать, скажем, луч света под углом 45°. Далее группы подобных нейронов пересылают сигнал в следующий слой.

Красивая концепция, объясняющая все: от точки к линии, к кривой, к совокупности кривых, от слоя к слою коры, и так до верхнего слоя, где нейрон обладает только одним сложным, специализированным «знанием», например, как распознать вашу бабушку. И точно так же устроена слуховая зона коры: нейроны первичного слоя умеют распознавать, практически, лишь отдельные ноты, нейроны вторичного слоя – пары нот, и, наконец, на самом верху какой-то нейрон способен распознать голос вашей бабушки, поющей под Лоренса Уилка[25]25
  Лоренс Уилк (1903–1992) – американский музыкант, аккордеонист, руководитель оркестра, ведущий популярной телевизионной программы «Шоу Лоренса Уилка». – Прим. перев.


[Закрыть].

Однако оказалось, что все работает несколько иначе. В коре немного «бабушкиных нейронов» (хотя в 2005 году в журнале Nature было опубликовано сообщение о нейроне Дженнифер Энистон). Кора не может полагаться на «бабушкины нейроны», потому что потребовалось бы неисчислимое количество подобных нейронов, чтобы приспособиться к такой неэффективной узкой специализации. Более того, в мире, где существуют только «бабушкины нейроны», невозможны множественные ассоциации (например, когда определенная картина Моне заставляет вспомнить круассаны, музыку Дебюсси и кошмарное свидание на выставке импрессионистов в Метрополитене). Вместо этого мы вступили в мир нервных сетей.

Что и приводит меня к моему выбору – «роевому интеллекту». Понаблюдайте за одиноким муравьем – он не производит осмысленного впечатления: движется в одном направлении, неожиданно, без видимой причины направляется в другом, идет по собственным следам. Совершенно непредсказуемо. То же самое происходит с двумя муравьями, с группой муравьев. Но колония муравьев чрезвычайно осмысленна. Разделение труда, эффективные способы использования новых источников пищи, сложные подземные убежища с регулируемой температурой с точностью до нескольких градусов. И на самом деле, нет плана или командного пункта – у каждого отдельного муравья свой алгоритм поведения. Но это не мудрость толпы, когда группа правильно информированных индивидуальностей превосходит одного эксперта. Муравьи не имеют представления о картине в целом. Алгоритм поведения каждого муравья содержит несколько простых правил взаимодействия с ближайшим окружением и соседними муравьями. И из этого складывается высокоэффективная колония.

Все колонии прокладывают кратчайшие из всех возможных пути сообщения, руководствуясь простыми правилами – когда оставлять след феромонов и что делать, столкнувшись со следом, оставленным кем-то другим, – своего рода оптимальными решениями для коммивояжера. «Муравьиный маршрутизатор» – электронная модель с виртуальными муравьями, использующими сходные правила, – способен создавать оптимальные пути, связывающие компьютерные узлы в сети, что представляет существенный интерес для телекоммуникационных компаний. Нечто подобное происходит и в развивающемся мозге, который должен связать многочисленные нейроны с множеством соединений, не расходуя при этом миллионы миль аксонов. И мигрирующие эмбриональные нейроны вырабатывают оптимальное решение на основе одной из версий «муравьиного маршрутизатора».

Вот вам превосходный пример – правила притяжения и отталкивания (иначе говоря, положительный и отрицательный заряды) позволяют простым молекулам в органическом бульоне случайным образом формировать более сложные соединения. Жизнь могла возникнуть именно таким образом, без участия разрядов молнии, чтобы катализировать образование сложных молекул.

Почему самоорганизация так привлекательна на мой атеистический взгляд? Потому что, если сложные, способные к адаптации системы на нуждаются в плане, они не нуждаются и в Создателе Плана.

Язык и естественный отбор

Кит Девлин

Исполнительный директор Института H‑STAR[26]26
  Институт перспективных исследований гуманитарных и прикладных наук (сокр. от англ. Human-Sciences and Technologies Advanced Research Institute). – Прим. перев.


[Закрыть] Стэнфордского университета; автор книги The Man of Numbers: Fibonacci’s Arithmetic Revolution («Человек чисел: Фибоначчи и революция в арифметике»)

Эволюция путем естественного отбора объясняет не только наше происхождение, существование и поведение, но также и то, почему множество людей отказываются с этим согласиться, а еще большее число людей верит во всемогущее Божество. Но раз другие корреспонденты Edge склонны считать естественный отбор самым глубоким, элегантным и красивым объяснением (а оно обладает всеми тремя качествами, а также дополнительной возможностью широкого толкования), я остановлюсь на одном отдельном случае: объяснении, как люди приобрели язык, имея в виду грамматическую структуру.

Существуют основания, позволяющие предположить, что наши предки развили эффективные способы словесного общения примерно 3 миллиона лет назад. Но грамматика появилась намного позже, возможно, около 75 000 лет назад. Как же это произошло?

Каждый, кто путешествовал за границей, знает – чтобы сообщить окружающим вас людям о простейших потребностях, желаниях или намерениях относительно объектов в пределах видимости, достаточно нескольких соответствующих слов, сопровождаемых жестами. Вся необходимая грамматика состоит в случайном сочетании двух слов (яркий классический пример из Голливуда: «Я – Тарзан, ты – Джейн», – служит информацией и намеком). Антропологи называют общение с помощью таких простых пар слов протоязыком.

Но для обсуждения вещей, не находящихся здесь и сейчас, вам нужно нечто большее. Эффективное планирование будущих совместных действий нуждается в практически полноценной грамматической структуре, особенно если план включает более двух людей. Еще большие требования к грамматике предъявляются, если план нуждается в координации действий между группами людей, не все из которых присутствуют в данном месте или в данное время.

Если учесть степень зависимости выживания человечества от способности планировать и координировать действия, а также обсуждать проблемы, когда дела идут плохо, чтобы избежать повторения ошибок, то становится очевидно, что грамматическая структура чрезвычайно важна для Homo sapiens. В самом деле, многие считают, что это наша определяющая характеристика. Но общение, очевидно, не может быть причиной помещения грамматики на первое место в генетическом фонде по очень простой причине. Если грамматика нужна, чтобы с помощью словесного общения выразить идеи, более сложные, чем способен передать протоязык, то она возникает лишь тогда, когда мозг в состоянии сформулировать подобные идеи. Эти соображения привели к тому, что сейчас принято (хотя и не без возражений) в качестве Стандартного объяснения овладения языком. В очень упрощенном виде Стандартное объяснение представляет собой следующее.

1. Мозг (или то, что позднее стало мозгом) первоначально возник, чтобы связать сигналы органов чувств с двигательными реакциями.

2. У некоторых существ мозг стал более сложным, исполняя роль посредника между сигналами органов чувств и двигательными реакциями.

3. У некоторых из этих существ мозг получил возможность управлять автоматической последовательностью «стимул-реакция».

4. У Homo sapiens и в меньшей степени у других видов мозг приобрел способность работать автономно, эффективно моделируя действия и не нуждаясь ни в сигналах от органов чувств, ни в ответной реакции на них.

Четвертый этап связан с приобретением мозгом грамматики. То, что мы называем грамматической структурой, на самом деле представляет собой описательно-коммуникативное проявление структуры мозга, моделирующей мир.

Мне, как математику, в этом объяснении нравится то, что оно также сообщает нам, как мозг приобрел способность к математическому мышлению. Математическое мышление, по существу, – еще одно проявление способности мозга к моделированию, но не в описательно-коммуникативном отношении, а в количественно-связанно-логическом.

Как обычно происходит с доказательствами, основанными на естественном отборе, тут требуются существенные усилия, чтобы прояснить детали этих простых объяснений (и бывают дни, когда я не слишком уверен в некоторых из них), но в целом они поражают меня своей правотой. В частности, математическая часть объясняет, почему математическое мышление связано с преобладанием платоновского способа рассуждения не об абстракциях, а о реальных объектах – реальных, по крайней мере, в мире Платона. На этом месте преподаватель математики во мне подсказывает, что следует оставить доказательство этого вывода в качестве упражнения для читателя – так я и поступлю.

Обязательство

Ричард Талер

Директор Центра по изучению принятия решений Школы бизнеса Чикагского университета; соавтор книги (с Кассом Санстейном) Nudge: Improving Decisions About Health, Wealth and Happiness («Подталкивание: улучшение решений по поводу здоровья, богатства и счастья»)

Фундаментальный принцип экономики состоит в том, что человеку всегда лучше, когда существует выбор из нескольких возможностей. Но это неверный принцип. Бывают случаи, когда мне проще ограничить возможность выбора и заставить себя поступить определенным образом.

Идея обязательства как стратегии восходит к древности. Так, знаменитый Одиссей приказал своей команде привязать себя к мачте, чтобы, услышав пение сирен, не направить корабль на скалы. Другой классический пример – решение Кортеса сжечь корабли по прибытии в Америку, чтобы не оставить своим соратникам пути к отступлению. Но хотя идея стара, мы не понимали до конца ее тонкостей, пока нобелевский лауреат Томас Шеллинг не написал в 1956 году свой шедевр «Опыт ведения переговоров».

Хорошо известно, что игры вроде «Дилеммы заключенного» срабатывают, если оба игрока вступают в эффективное сотрудничество. Но как я могу убедить вас сотрудничать, если моя главная стратегия – побег? (И если мы оба знакомы с теорией игр, то вы знаете, что я знаю, что вы знаете, что я знаю, что это моя главная стратегия.) Шеллинг приводит множество примеров, как решить эту проблему, и вот мой любимый: реабилитационная клиника в Денвере, клиентура которой состояла из богатых кокаинистов, предложила стратегию «шантажа самого себя». Пациентам предоставили возможность написать компрометирующие их самих письма, которые предполагалось отправить только в том случае, если при выборочной проверке обнаружится, что пациент употреблял кокаин. В результате пациенты приобрели серьезные побудительные причины воздержаться от наркотиков – они были связаны обязательствами.

Многие сложные социальные проблемы – от изменения климата до ближневосточного конфликта – могут быть решены, если заинтересованные стороны будут вынуждены действовать определенным образом. Хорошим подспорьем для них послужит изучение трудов Тома Шеллинга, которые подскажут, как взять на себя подобные обязательства.