Вскоре я выяснил, как это уже случалось и раньше, что одна из основных обязанностей математика, приглашенного учеными, занимающимися менее точными науками, в качестве консультанта, состоит в том, чтобы убедить их не ждать слишком многого от математики. Они должны были постигнуть, что нет никакой научной заслуги (и есть очень большой научный порок) в том, чтобы употреблять трехзначное число, когда для соображений точности вполне достаточно однозначного. Поэтому, хотя мы были совершенно убеждены, что в задачах связи, возникают ли они в социологии, физиологии или технике — безразлично, вполне может существовать единая система мышления, в основном математикам, а не физиологам и социологам приходилось выливать ушаты холодной воды, чтобы предостеречь всех остальных от переоценки возможностей применения математики к изучению этих наук.
Артуро посетил несколько первых совещаний, организованных Фондом Мейси. Мы оба хотели сохранить прежний тесный контакт и найти базу, которая позволила бы продлить на несколько лет начатую нами работу. Нам удалось заинтересовать своим проектом МТИ и Государственный институт кардиологии, а кроме того, получить средства из Нью-Йорка от Фонда Рокфеллера. Здесь нам очень помог Уоррен Уивер, который к тому времени расстался с обязанностями военного и вернулся к своей обычной работе; он относился с горячим энтузиазмом к возможностям, открывшимся в связи с моими исследованиями в области теории прогнозирования, и многого ожидал от нашей работы. Уивер представлял точные науки в правлении Фонда Рокфеллера. Д-р Роберт Морисон, представлявший группу биологических наук, тоже заинтересовался нашим предложением. Он был близким другом Артуро и участвовал когда-то в наших застольных беседах на медицинском факультете Гарвардского университета. Благодаря ему и Уиверу наш проект был одобрен.
МТИ, Институт кардиологии и Фонд Рокфеллера решили, что в течение пяти лет я буду проводить полгода в Мексике, а Артуро полгода в МТИ. Не считая небольших отклонений, мы выполнили эту программу; сейчас Артуро осталось провести еще полгода в Бостоне.
Помимо работы, связанной с проводимостью сердца и клоническим тремором, мы совместно занимались целой серией биологических исследований; кроме того, некоторыми биологическими вопросами я занимался самостоятельно. Большинство наших работ не дало никаких окончательных результатов, но до сих пор сохранило определенный интерес в качестве заготовок для будущего.
Одна из работ, сделанных мной вместе с Розенблютом, была связана с попыткой составить и решить дифференциальные уравнения для импульса, проходящего по нерву, и подсчитать таким образом мгновенное распределение возникающего при этом электрического заряда. Исходя из этих данных, мы хотели разобраться в так называемой теории нервного спайка[148]. Этот внезапный подъем и внезапный спад потенциала при прохождении нервного импульса распадается, как мне кажется, на три отдельных, следующих друг за другом явления.
Еще одно исследование, которое мы осуществили вместе с Артуро, касалось статистической теории прохождения импульсов через синапс, т. е. через точку, где входящие нервные волокна соединяются с волокнами, передающими возбуждение дальше по нервной системе. Эта работа была сделана во время одного из приездов д-ра Розенблюта в Кембридж.
Два других исследования были предприняты в сотрудничестве с работниками Лаборатории электроники МТИ, в частности с д-ром Джеромом Уиснером. Первое из этих исследований, основная идея которого принадлежит Уиснеру, представляет собой попытку проанализировать звуки с помощью прибора так, чтобы модель звуков передавалась коже как ряд локальных надавливаний или вибраций. Мы добились обнадеживающих результатов, но так окончательно и не решили, каким именно должен быть прибор, который глухие могли бы использовать как один из способов восприятия звука через прикосновение.
Во всех этих исследованиях частично проявился мой общий интерес к философии протезирования. Я убежден, что с помощью создания искусственных органов можно достигнуть хороших результатов, если только отдавать себе отчет в том, что потеря ампутированного — это потеря столь же нервного, как и двигательного характера и что недостающая ему часть информации, доступная всем нормальным людям, ставит его в условия, которые сравнимы скорее с атаксией, чем с параличом, ибо атаксия — заболевание, состоящее в потере побудительных импульсов, — не отнимает у человека в принципе возможности двигаться, но мешает ему двигаться целенаправленно, лишая его способности осознавать свои движения.
К этой концепции тесно примыкает идея создания более совершенного железного легкого для паралитиков. Существующее железное легкое спасло множество жизней, но оно ставит пациента в зависимость от жесткого режима дыхания, не подвластного его контролю, который приводит к тому, что он отвыкает от нормального процесса дыхания. Мне кажется, что существует реальная возможность получать электрические сигналы от тех дыхательных мускулов, которые еще не окончательно атрофировались, и усиливать их так, чтобы пациент испытывал удовлетворение от управления своим железным легким и одновременно упражнял сохранившиеся дыхательные мускулы. Эту работу можно проделать, только объединив усилия физиологов, врачей и инженеров, так как только такая группа была бы в состоянии осуществить все необходимые исследования.
Из всего того, что я сделал в физиологии, наиболее значительным мне представляется приложение к изучению мозговых волн статистической теории, известной как теория временных рядов.
Выполненные мной во время войны работы по фильтрации и прогнозированию временных рядов представляли собой непосредственное продолжение моих ранних работ по теории броуновского движения и изучению беспорядочных колебании во времени при помощи аппарата обобщенного гармонического анализа. В течение ряда лет я старался использовать этот аппарат во всех областях, которые казались мне подходящими. С самого начала моих занятий мозговыми волнами и даже раньше, еще тогда, когда я познакомился с первыми специалистами в области электроэнцефалографии на семинаре, который Артуро вел на медицинском факультете Гарвардского университета, мне показалось, что я мог бы кое-что сделать в этой области; с тех пор я не переставал надоедать моим товарищам нейрофизиологам просьбой обдумать эти методы без предубеждения и, если можно, проверить их на экспериментальных данных.
На заре работы с мозговыми волнами предполагалось, что пульсирующие электротоки в мозге, наблюдаемые непосредственно через черепную коробку, могут пролить свет на физиологию мозга и на связанные с ней мыслительные процессы. Изучение мозговых волн и в самом деле помогло лечению эпилепсии, однако великие надежды тридцатых годов в полной мере так и не оправдались. Причина этого заключается в том, что наблюдаемые нами мозговые волны представляют собой смесь целого ряда процессов, так же как, например, те беспорядочные электрические колебания, которые можно было бы наблюдать вблизи цифровой вычислительной машины или сложного устройства автоматического регулирования. Мозговые волны говорят на своем особом языке, и чтобы понять его, отнюдь не достаточно взглянуть невооруженным глазом на ленту электроэнцефалографа. Запись электроэнцефалографа содержит большую информацию, но использовать ее можно ровно настолько, насколько можно было использовать информацию, содержащуюся в древнеегипетских записях до открытия розетского камня[149], давшего ключ к расшифровке египетских иероглифов.
В последние годы я входил в группу ученых, работавших в различных лабораториях МТИ и в Главной массачусетской больнице, пытавшихся с помощью гармонического анализа найти «розетский камень» для мозговых волн. Замечательный американский физик-экспериментатор Майкельсон наглядно показал, каких поразительных успехов можно добиться с помощью такого подхода.
Майкельсон изобрел замечательный прибор, называемый интерферометром, который является самым точным из всех существующих приборов для изучения спектра света; с его помощью он сумел выполнить даже такое, казалось бы, неосуществимое измерение, как измерение углового диаметра неподвижных звезд (т. е. угла между лучами, приходящими от двух противоположных точек диска звезды). Принцип устройства этого прибора и был положен в основу конструкции прибора, предназначенного для изучения мозговых волн и других пульсирующих явлений того же рода. Этот новый прибор мы назвали автокоррелятором. С помощью сотрудников МТИ, и в частности Ли, конструкцию автокоррелятора удалось довести до высокой степени совершенства.
После того как первоначальные совершенно невразумительные записи мозговых волн преобразуются автокоррелятором, мы получаем замечательную по ясности и простоте картину, совершенно непохожую на ту бессмысленную путаницу, которая закладывалась в машину. Наша работа в этой области еще только начинается, но мы горячо надеемся, что нас ждет замечательное будущее, и мы не удивились бы, если бы честолюбивые замыслы первых специалистов в области электроэнцефалографии, работавших тридцать лет тому назад и мечтавших о совершенно отчетливых электроэнцефалографических записях, начали бы сейчас осуществляться.
Между интерферометром и автокоррелятором существует глубокая аналогия, и изучение ранних работ Майкельсона позволило нам овладеть языком, на котором записываются данные, получаемые с помощью автокоррелятора.
Фактически я занимался исследованием мозговых волн главным образом в течение последних трех лет после прекращения поездок в Мексику, но по существу я всегда чувствовал, что эта работа является лишь завершением исследований, начатых мной вместе с Артуро.
Изучение автокорреляционных свойств мозговых волн — не единственная точка соприкосновения моих математических интересов с физиологическими интересами Розенблюта. Давно обнаруженные нами аналогии между обратными связями в машине и в человеческом организме дополнялись снова и снова поразительными новыми аналогиями, которые мы продолжали находить между нервной системой, с одной стороны, и системами автоматического регулирования и вычислительными машинами — с другой.