Конечно, интуитивное восприятие мешает появлению новых теорий и в других дисциплинах. Без сомнения, наглядность движения по небосводу Солнца, ежедневно огибающего Землю, долго препятствовала разработке гелиоцентрической модели. Всем известно, что разум – это не гидравлический экскаватор, но интуитивно кажется, что в сознании тоже используется резервуар с какой-то жидкостью, точно так же, как мы ощущаем движение Солнца вокруг нас, а собственного движения не ощущаем. Тем не менее пришло время отправить картезианскую гидравлическую модель на покой вслед за картезианским дуализмом.
Компьютерная метафораРодни БРУКС
Почетный профессор робототехники стипендии Panasonic, Массачусетский технологический институт; основатель, председатель и технический директор Rethink Robotics. Автор книги Flesh and Machines («Плоть и машины»).
На протяжении всей своей истории мы использовали технические метафоры для описания работы тела и мозга человека. Гидротехника древних греков привела к теории о четырех жидкостях-гуморах в человеческом теле, которые должны находиться в равновесии. К XVIII веку часовые механизмы и законы течения жидкостей использовались в качестве метафор при описании мозговой деятельности. В первой половине XX столетия мозг часто сравнивали с телефонным коммутатором: формулы, разработанные для распространения сигнала в телеграфных и телефонных проводах, использовались для моделирования потенциального действия аксонов. К 1960-м годам кибернетики использовали модели отрицательной обратной связи, в свое время разработанные для парового двигателя, а затем значительно усовершенствованные во время Второй мировой, когда они применялись для управления артиллерийским огнем. Но их пара, если можно так выразиться, надолго не хватило – вскоре эти модели были вытеснены представлениями о мозге как о цифровом компьютере. Мозг стали сравнивать с компьютерным «железом», а разум – с программным обеспечением, что не помогло нам лучше понять ни первое, ни второе. На протяжении оставшихся десятилетий XX века мозг превратился в мощнейший массово-параллельный суперкомпьютер, и сейчас то и дело попадаются аналогии между мозгом и интернетом, причем отдельные сайты по своим функциям схожи с нейронами, а гиперссылки, устанавливающие между ними связи, – с синапсами.
Это говорит о том, что на каждом витке развития технологий будут появляться новые метафоры – мозг будет соотноситься с самой сложной технологией, доступной в тот или иной момент. Но влияет ли злободневная метафора на актуальную науку? Я утверждаю, что да и что аналогия с вычислительной техникой ставит ученых перед вопросами, которые в один прекрасный день покажутся как минимум странными.
Сила вычислений и вычислительного мышления велика, и их возможный вклад в науку еще только предстоит по-настоящему оценить. Но путать вычислительные приближения с вычислительными теориями природных явлений – занятие не всегда полезное.
Возьмем, к примеру, классическую модель: планета вращается вокруг звезды. Это гравитационная модель, и поведение двух тел может быть объяснено решением простого дифференциального уравнения, описывающего силы, ускорения и отношения между ними. Такое уравнение можно расширить, чтобы учесть относительность и вариант с несколькими планетами, и это могло бы дать возможность описать происходящее в системе с точки зрения физика.
К сожалению, к этому моменту уравнение становится нерешаемым, и лучшее, что мы можем сделать, чтобы понять поведение системы – это прибегнуть к помощи вычислений, позволяющих разбить время на отрезки, и использовать числовое приближение для моделирования долгосрочного поведения системы. Тем не менее лишь самый упертый приверженец компьютерной модели (а таковые и в самом деле существуют) будет настаивать, что планеты сами «вычисляют», что им делать в каждый момент времени, – мы-то знаем, что гораздо более продуктивна точка зрения, согласно которой планеты перемещаются под действием силы тяжести.
Но когда дело доходит до объяснений деятельности мозга и более простых нейронных систем, тут полностью правят бал компьютерные метафоры. Мы постоянно слышим разговоры о «нейронном кодировании». Так что же такое закодировано в пакетах импульсов, пробегающих по аксону?
Древние нейроны эволюционировали для лучшей синхронизации мышечной активности. Например, медузы плавают намного лучше, если все их плавательные мышцы активированы одновременно, – это позволяет им точнее держать направление, а не болтаться в воде. Для других видов эволюция предусмотрела самые разнообразные решения: от быстрого распространения импульса до плавного, тщательно настроенного затухания сигнала запускающего аксона и замедления в мышечных волокнах в зависимости от силы импульса. Кроме того, у многих видов медуз есть сразу несколько нейронных систем, основанных на разных химических схемах распространения сигнала в зависимости от типа поведения или даже от режима плавания. Так же, как описание поведения планеты в терминах вычислительных систем не помогает понять поведение небесных тел, так и представление нейронов в этих простых системах в качестве машин, отправляющих «сообщения» друг другу, – не лучший способ описания поведения этих систем в их естественной среде.
Вычислительная модель нейронной сети, существующая на протяжении последних 60 лет, исключала из рассмотрения роль глиальных клеток в мозговой деятельности; диффузию мелких молекул, влияющую на соседние нейроны; гормональные факторы взаимовлияния различных частей нервной системы; непрерывный процесс образования новых нейронов; и бесчисленное множество других вещей, о которых мы еще не знаем. Так как все эти явления не вписываются в рамки вычислительной метафоры, то для нас они как бы и вовсе не существуют.
Ранее неизвестные механизмы, которые мы сейчас обнаруживаем за пределами вычислительной модели, накладываются на эту последнюю, создавая чрезвычайно громоздкую конструкцию. Хуже того – исследователи, увлеченно соревнующиеся друг с другом в поиске новых, достойных публикации открытий, не замечают этой громоздкости.
Подозреваю, что мы будем по-настоящему готовы к новым открытиям только тогда, когда вычислительную метафору сменят другие, лучше помогающие понять роль мозга как части системы нашего поведения в мире. Я не имею ни малейшего понятия, что за метафоры это будут, но история науки показывает, что они в конце концов придут на смену старым.
Левополушарность / правополушарностьСара-Джейн Блэкмор
Научный сотрудник Университета Лондонского Королевского общества, профессор когнитивной неврологии Университетского колледжа Лондона. Соавтор (с Ютой Фрит) книги The Learning Brain («Обучающийся мозг»).
Большинству людей знакома идея о левом и правом полушариях мозга. Кому-то приходилось слышать, что он слишком «левополушарный», и ему очень захотелось стать «более правополушарным», а кому-то наоборот… Эта идея укоренилась в повседневной речи, в образовании, в пособиях по саморазвитию и даже легла в основу научных теорий – например, теории о мозговых гендерных различиях. Тем не менее с точки зрения физиологии эта идея не имеет ни малейшего смысла.
Псевдонаучная болтовня о принципах взаимодействия двух полушарий человеческого мозга затопила массовую культуру, но результаты подлинно научных исследований трактуются слишком вольно. Представление о том, что полушария мозга работают в различных «режимах мышления», что одно полушарие доминирует над другим, получили широчайшее распространение – особенно в школьном образовании и в сфере подбора кадров. Есть множество сайтов, предлагающих узнать, какое из полушарий у вас главное и как это можно изменить.
Это настоящая лженаука, не основанная на каких-либо знаниях о работе мозга. Мозг действительно состоит из двух полушарий, и, хотя в начале какого-либо действия, разговора или процесса восприятия одно полушарие часто активируется раньше другого, обе половинки мозга участвуют совместно почти во всех психических процессах и в решении почти любых задач. Полушария находятся в постоянной связи друг с другом, и работа одного полушария в отрыве от другого практически невозможна, за исключением редких клинических случаев.
Другими словами, вы не «левополушарный» и не «правополушарный»: вы используете обе половины вашего мозга.
Кое-кто предполагает, что современное образование предпочитает «левополушарную» модель мышления – с упором на логику, аналитику и точность – и недостаточно значения придает развитию правополушарного мышления, которое имеет более творческий, интуитивный, эмоциональный и субъективный характер. Конечно, образование должно предлагать широкий спектр заданий, развиваемых навыков, используемых методов обучения и образов мышления. Тем не менее разделение мозга на левое и правое полушария – это всего лишь метафора. Пациенты с травмой правого полушария вовсе не лишены творческого начала. Поражение левого полушария может привести к проблемам с речью (за которую отвечает левое полушарие у 90 % людей), но при этом аналитические способности не ухудшаются.
Разделение учеников и студентов на «левополушарных» и «правополушарных» – идея весьма сомнительная. Подобная классификация не только не имеет научных оснований, но может стать препятствием для обучения – в частности, потому что эти категории представляются как врожденные и в значительной степени неизменные. Да, когнитивные способности индивидуальны, но идею «левополушарности» и «правополушарности» настало время вывести из обращения.
Левое и правое полушарияСтивен M. Косслин
Психолог; декан-сооснователь Стартап-университета Minerva Project, Институт последипломного образования Кека; соавтор (с Уэйном Миллером) книги Top Brain, Bottom Brain[71].
Бывает так, что серьезная наука скатывается в псевдонауку, однако при этом сохраняет некое внешнее подобие наукообразного знания. Пожалуй, лучшим примером этому может служить популярная история о «л