ажны. Но как на самом деле ученые «видят» те нуклеотиды (G, A, T и C), которые составляют последовательности? Размер нуклеотида слишком мал (даже меньше чем 10 ангстрем – диаметр двойной спирали ДНК), чтобы его можно было увидеть даже через самые мощные используемые учеными электронные микроскопы. Прочтение состава жизни (так называют наш геном) – отличный пример преодоления сенсорного шума и способности выйти за ограниченный диапазон восприятия и интерпретации набора предложенных сенсорных ориентиров, которые не имели бы никакого смысла для любых других видов на планете. В этом отношении способ, которым мы видим ДНК, – по сути «тайное знание», и только несколько миллионов человек на Земле могут получить сенсорную информацию, собранную с целью прочитать последовательность генома и понять его. В основном ученые использовали химическую природу нуклеотидов и ДНК для усиления сигналов, чтобы дать нам визуальную последовательность нуклеотидов, которую мы интерпретируем как последовательность ДНК. Вместо световых волн, воспринимаемых в качестве сенсорной информации, используются химические реакции. Затем на выходе они интерпретируются в зрительную информацию на экране компьютера, и уже ее можно увидеть глазами. Это похоже на волшебство, хотя на самом деле есть несколько базовых, но оригинальных изобретений, позволяющих прочитать эти маленькие молекулы за пределами нашего визуального диапазона. Это не просто способность видеть маленькие объекты, которые мы обнаружили. Большинство тех, кто сейчас занимается астрономией и астрофизикой, берут данные, которые не имеют почти ничего общего с нашей развитой способностью видеть, и преобразуют их в изображения, которые мы можем видеть и интерпретировать. Хотя оптический телескоп усиливает способность сетчатки поглощать световые волны, исходящие от предметов на ночном небе, радиотелескоп принимает радиоволны в несколько раз длиннее тех длин волн, которые мозг использует для интерпретации света, и преобразует данные радиоволн в потрясающе информативные изображения планет и солнц, находящихся за много световых лет от Земли.
В конце 70-х годов XX века я учился в магистратуре в Сент-Луисе и хорошо помню момент, когда мне надо было найти решение для некоего набора данных. У меня было только около ста позиций данных, но мне нужно было сделать вычисления для 10 395 возможных перестановок. В то время подобные проблемы решались с помощью карандаша и блокнота, как в фильме «Скрытые фигуры», номинированном на «Оскар» в 2017 году. Группа одаренных в математике людей получила бы данные и провела бы расчет для всех десяти тысяч с лишним перестановок. Мой дипломный проект не был связан с национальной безопасностью и не имел отношения к НАСА, поэтому у меня не было такой роскоши, как целая армия преданных карандашей, готовых вмиг произвести любые вычисления. И тогда я обратился к новой возможности – компьютеру. Дело было на заре развития технологий, программы и данные кодировались на перфокартах и считывались с помощью гигантской машины. Затем требовалось много времени, чтобы получить бело-зеленую распечатку, с которой уже можно было работать. Способ неуклюжий по меньшей мере. Мой первый аспирант написал свою диссертацию в конце 80-х годов прошлого века на Apple Macintosh, который он использовал для выполнения большинства вычислений, подобных тем, что я делал для моей диссертации. Потом у этого аспиранта появились свои аспиранты, и те уже использовали iMac для выполнения работ, а их ученики – iBook. И все это в течение пятнадцати лет. Нынешнее поколение аспирантов использует MacBook Pro, который в десятки тысяч раз мощнее, чем iMac и iBook, и эти современные компьютеры могут подключаться к кластерам процессоров, которые дают им вычислительную мощность в миллиарды раз мощнее, чем использовал мой первый студент. Этот пример просто показывает, что возможности научных вычислений расширились как функция времени по закону Мура.
Гордон Мур еще в 60-х годах XX века осознал, что вычислительная мощность будет удваиваться каждый год. С течением времени пользователи делали все больше компьютерных вычислений, и те становились все более персонализированными – настолько, что о такой персонализации никто не мог раньше и мечтать, разве что те, кто занимался разработкой персонального компьютера – люди вроде Стива Джобса и Билла Гейтса. Эта персонализация день ото дня меняла наш образ жизни, но постепенно изменилось и то, как мы, люди, чувствуем внешний мир. И, учитывая, что закон Мура представляется реальным явлением, мы должны попытаться предвидеть рост вычислительных мощностей и, возможно, даже предугадать и новые изменения, которым подвергнутся наши чувства в результате развития компьютерных технологий.
Согласно опросу компании Nielsen, проведенному в 2016 году, в среднем взрослый житель западного мира проводит перед экраном компьютера или смартфона около десяти часов в день. Учитывая, что мы спим примерно по семь или восемь часов, это означает, что более половины времени бодрствования во многих странах тратится на то, чтобы пялиться на экран компьютера или смартфона, все время просматривая виртуальные изображения. Мы только начинаем осознавать влияние этого царства измененного восприятия на состояние человека. Норвежских десятиклассников исследовали на предмет понимания текстов, прочитанных с экрана компьютера и в старомодной печатной копии. Удивительным результатом было то, что школьники понимали слова на бумаге гораздо лучше, чем на экране. Почему так – не очень понятно, но это указывает на возможную дихотомию в том, как мы, люди, учимся и понимаем прочитанное. Понимание прочитанного следует за зрительным восприятием, и некоторые исследователи обеспокоены долгосрочным влиянием экранов компьютеров и смартфонов на человека и тем, как оно может сказаться на нашей зрительной системе. Эволюция не предполагала, что человек будет бесконечно всматриваться в маленький светоизлучающий прямоугольник. На самом деле наше поле зрения намного больше, чем тот экран смартфона, в который мы утыкаемся каждый день по нескольку часов. Как такое ограничение поля зрения скажется на наших глазах и как они будут развиваться в ходе эволюции дальше – пойди угадай. Зрительное восприятие – не единственное чувство, подвергаемое натиску современной жизни. Как отмечалось в главе 11, на современного человека воздействует неимоверное количество звуков (да еще высокой интенсивности и весьма широкого диапазона), с которыми наши предки никогда не сталкивались. Вопрос о том, как мы адаптируемся к этому измененному миру звуков, тоже уже назрел и требует изучения.
Под пристальным взглядом науки оказалась и еще одна область современной жизни, связанная с компьютерами, – игры. Сегодня молодые люди отдают слишком много времени компьютерным играм. Фатима Йонссон и Харко Верхаген провели исследование влияния игр на разные чувства. Их вывод состоит в том, что, хотя сами игры чрезвычайно сильно воздействуют только на зрение и слух, в игровой процесс вовлечен весь спектр чувств человека вплоть до вкуса и обоняния. На самом деле слуховой аспект видеоигр – это не только звуки, исходящие из компьютера, но и звуки вокруг него, например крики друзей, эмоционально выражающих радость от победы или огорчение от неудачи в игре. И неудивительно, что на вкусовые и обонятельные ощущения, связанные с играми, сильно влияют фастфуд и газировка. Эти восходящие или базовые сенсорные эффекты довольно легко определить, но исследователи также попытались изучить нисходящий эффект воздействия видеоигр на органы чувств. В этой области много сделала психолог Анжелика Ортис де Гортари. Она изучила явление, названное переносом игры, которое проявляется в результате серьезного увлечения этими компьютерными забавами. Некоторые геймеры настолько интенсивно переживают то, что с ними происходит в игре (и их психическое состояние достаточно восприимчиво), что в результате у них появляются псевдогаллюцинации. Также у них проявляются и последствия в работе зрительной системы, которые могут привести к неправильному восприятию реального мира. Ситуация ухудшается с увеличением продолжительности игр и влияет не только на зрительное и слуховое сенсорное восприятие, но также на тактильное и, возможно, на обоняние.
Рис. 20.1. Иллюзия резиновой руки. Человек слева может обмануться, посчитав, что резиновая конечность принадлежит ему
Виртуальная реальность (ВР) также стала доступной технологией. В период отпусков в 2016 году на 20 % увеличилось использование виртуальных гарнитур в Великобритании, другие западные страны их догоняют. Зрение и слух – не единственные чувства, подвергающиеся действию виртуальной реальности. Предприниматели и инженеры – и Адриан Дэвид Чок один из них – предположили, что воздействовать с помощью ВР-аппаратуры можно на все пять аристотелевских чувств. Но как может повлиять ВР на них и на наше восприятие мира? Оказывается, можно заранее приспособиться к миру виртуальной реальности. Андреа Стивенсон Вон и ее коллеги предполагают наличие этой интересной возможности из-за явления, называемого гомункулярной гибкостью. Абстрагирование от реальности под действием ВР может дезориентировать, вызывая физиологические и психологические эффекты. Но гомункулярная гибкость помогает преодолеть эти проблемы и расширить опыт, приобретенный в ВР. Идея гомункулярной гибкости основана на ранних экспериментах с фантомными конечностями. Люди, лишившиеся руки или ноги, часто испытывают сильную боль в том месте, где раньше была их потерянная конечность. Нейробиолог Вилейанур Рамачандран, с которым мы уже встречались на страницах этой книги, изучая синдром Капгра (см. главу 12) и нейробиологию искусства (см. главу 19), просил испытуемого, ощущавшего фантомные боли, поместить свою поврежденную руку или ногу в ящик, в котором по центру было расположено зеркало. Затем тому надо было посмотреть в зеркало так, чтобы поврежденная конечность визуально казалась замененной неповрежденной. И, когда человек двигал неповрежденной конечностью, возникала иллюзия двух нормально движущихся конечностей. После того как человек испытывал эту иллюзию, фантомно-болевой синдром либо уменьшался, либо вовсе пропадал.