…если бы только мы могли понимать, как работает мозг человека.

…пройдет много времени, прежде чем мы поймем, как работает мозг человека.

…когда мы поймем, как работает мозг, тогда все станет ясно.

Однажды, обедая в одном небольшом французском ресторане, я выглянул в окно, выходившее на живописную долину у подножия Альп, и заметил ястреба, кружившего в небесах. В течение двадцати минут он парил, ни единого раза не взмахнув крыльями. Ястреб в совершенстве знал систему, к которой принадлежал, и с легкостью переходил от одного термального восходящего потока воздуха к другому. Продолжительность полета людей на планерах составляет в тех же условиях не более двух минут. Когда знаешь, как работает система, это имеет значение.

Предположим, что мы однажды постигли, как работает мозг. Как бы мы поступили?

1. Мы немедленно приступили бы к созданию компьютеров, работающих по подобию человеческого мозга.

2. Мы постарались бы научиться управлять мозгом для, определенных целей.

3. Мы оценили бы, насколько адекватным является текущее «программное обеспечение» мозга, и попытались бы разработать более совершенное.

Что ж, уже сейчас мы знаем, как работает мозг человека. С таким утверждением не согласятся те, кто придерживается позиции догматического невежества («Мозг столь сложная вещь, что понять ее не удастся никогда»), а также те, кому нравится все усложнять. Последние считают, что только очень сложная система в состоянии соперничать со сложным поведением мозга. Такова была позиция ранних исследователей в области искусственного интеллекта. Есть и другие, которые всегда придерживались мнения, что определенные виды очень простых систем могут функционировать очень сложным образом. Математики прекрасно знают, что в теории хаоса очень простое выражение способно описать чрезвычайно сложное состояние.

Упомянутое утверждение будет также оспариваться специалистами, которые полагают, что, пока мы не будем знать точные связи каждого нейрона, природу и распределение всех нейротрансмиттеров, мы не сможем утверждать, что понимаем, как работает мозг.

С утверждением согласятся те, кто знает, что понимание работы обширного класса систем (без учета деталей) позволяет нам судить об очень важных вещах касательно поведения системы — представительницы класса. Со всей определенностью можно сказать, что мы сейчас достоверно знаем, что мозг принадлежит к широкому классу самоорганизующихся систем. Теперь нам можно переходить к более подробному исследованию поведения таких систем и строить теорию на этом основании. Деталями мы можем наполнить теорию позднее. Представление природы системы мозга приобретает еще большую значимость, когда мы осознаем, что она очень отличается от нашего традиционного взгляда на мозг (как своего рода телефонную сеть с оператором у коммутатора).

Мы больше не можем позволить себе терпеть сдерживание нашего развития со стороны догматического невежества. Итак, если мы понимаем, как работает мозг, что нам делать в этой связи? Мы в самом деле разрабатыва- ем компьютеры, которые работают наподобие мозга человека. Речь идет о нейрокомпьютерах, опытные образцы которых уже существуют. Мы также стремимся манипулировать мозгами людей посредством все более искусной пропаганды, например в политике.

Когда я писал книгу «Механизм разума» («The Mechanism of Mind»), то не ставил перед собой задачу построить компьютер с соответствующими свойствами. Другие пошли этой дорогой. Меня всегда больше интересовало программное обеспечение (мыслительная система). Можно ли предложить более совершенное программное обеспечение для мозга? Насколько совершенно наше текущее программное обеспечение?

Программное обеспечение касается такой сферы, как восприятие, которое представляет собой самую важную часть мышления, но не принимается во внимание традиционной логикой. Как указывалось ранее, я разработал практические методы преподавания искусства мышления, которые в настоящее время применяются по всему миру, а количество учащихся исчисляется миллионами.

В Традиционный взгляд на мозг провозгласил творчество загадочным явлением, совершенно невозможным для понимания. Каждая ценная творческая идея должна быть логичной в ретроспективе (иначе нельзя было бы определить ее ценность), поэтому мы положили для себя считать, что более совершенная логика позволила бы достигнуть этой идеи, двигаясь в прямом направлении. Понимание работы мозга в качестве самоорганизующейся паттерн-системы с асимметрией в паттернах (как я объясню позднее) предлагает логический базис для провокации, случайного входа и других инструментов латерального мышления, которые используются для перехода от одного паттерна к другому.

Нам необходимо знать, какие практические результаты могут вытекать из понимания системы, называемой мозгом. Можно показать, почему существующие мыслительные привычки неадекватны и опасны. Можно предложить новое программное обеспечение, имеющее практическую пользу. Именно эти вопросы я намереваюсь рассмотреть в данной книге. Вниманием будут охвачены такие вещи, как истина, логика, рассудок, язык и — превыше всего — восприятие.

Можем ли мы действительно шаг за шагом пройти путь от понимания поведения нейрона в нейронной сети к пониманию — и совершенствованию — нашего мыслительного поведения в таких важных сферах, как политика, экономика, мировые конфликты и системы веры?

Можем, и именно этому вопросу посвящена данная книга.

Как доказать, что объяснение механизма работы мозга, предлагаемое в данной книге, верное? Ответ на этот вопрос состоит из десяти частей.

1. Назначение науки в том, чтобы предлагать концептуальные модели устройства мира. Наука ничего не может доказать. Взгляды Ньютона на механику Вселенной казались совершенными, пока не сказал свое слово Эйнштейн. Очень скоро и взгляды Эйнштейна будут пересмотрены. Иногда концептуальную модель просто совершенствуют, иногда оказывается, что другие модели приводят к требуемым результатам, иногда исходную модель приходится менять полностью.

В этой книге я предлагаю модель самоорганизующей-;ся информационной системы на основе нейронной сети. ^Это концептуальная модель. Вполне ясно, что понимание работы мозга не будет вытекать из знания особенностей поведения каждого отдельно взятого нейрона в мозге. Подобное исследование не приведет к формированию 'представления о том, каким образом мозг должен быть организован, чтобы работать так, как он это делает.

Исследование конструкции вагонов и материала, из 'которого сделаны рельсы, не подарит нам концептуальной идеи того, как организована работа железной доро-ги. Нам нужна функциональная концепция, которая показывает, каким путем поведение взаимодействующих нейронов ведет ко всему многообразию мыслительной деятельности: юмору, творческому озарению, восприятиям, эмоциям и так далее.

Как я говорил ранее, догматическому невежеству нет места в науке: «Мозг слишком сложен, чтобы его можно было понять, поэтому нам его не понять никогда».

2. В общем и целом речь идет об очень широком классе самоорганизующихся систем, отличающихся от так называемых пассивных систем (традиционные компьютеры). Внутри этого широкого класса систем могут быть иные модели. В деталях они, скорее всего, будут различаться в широких пределах. Например, на месте нейронной связи может оказаться химическая и так далее.

Задача состоит в том, чтобы сделать означенный класс систем как можно более широким, но при этом быть в состоянии предсказывать определенные типы поведения. Простое сравнение между пассивными и самоорганизующимися информационными системами позволяет увидеть большое многообразие различий в поведении.

Некоторые исследователи считают, что мозг хранит информацию подобно голограмме. Возможно, так оно и есть, однако такое описание ничего не говорит нам о том, каким образом мозг переходит от одного состояния к другому (результатом чего является мышление). Голо-графическая концепция, как и многие другие, функционально совместима с моделью, предлагаемой здесь.

3. Рассматриваемая модель является очень простой системой, которая, однако, способна функционировать очень сложным способом. Это, безусловно, лучше, чем сверхсложные системы, поскольку биология явно тяготеет к простым системам со сложным поведением (генетический код представляет собой просто последовательность различных протеинов). Самое главное в том, что поведение системы, результатом которого становятся такие явления, как мыслительные паттерны, творческое озарение и юмор, вытекает из естественного поведения мозга, описываемого моделью. Данная система не могла бы вести себя никаким иным образом. Это совсем другое дело, чем сказать: «Теперь давайте сделаем юмор частью этой модели». Описательные модели, в которых просто утверждается, что «нечто происходит» или «некий механизм обеспечивает данный процесс», имеют низкую практическую ценность. Они напоминают детский рисунок коробочки, на которой написано: «Все происходит внутри».

4. Рассматриваемая базовая модель была на самом деле опробована на компьютере и вела себя во многом так, как предсказывалось. Это важно, поскольку иногда случается, что сложные модели «зависают» или «лопаются», когда идет их опробование на практике. Что важнее всего, многое из того, что теперь делается в области нейрокомпьютеров и нейросетевых машин (с тех пор, как вышла моя книга «Механизм разума» [ «The Mechanism of Mind»]), показывает, что такие системы действительно работают и демонстрируют высокую скорость самообучения. Хотя они и не готовы пока для коммерческого выпуска, действующие модели таких компьютеров в настоящее время уже созданы. Одно это доказывает, что такой тип информационной системы достаточно функционален и имеет значительный потенциал. В определенном смысле это доказательство с помощью дизайна. Нейрокомпьютеры сконструированы так, чтобы работать наподобие того, как, по нашему разумению, функционирует мозг, и их успешная работа доказывает, что такой тип системы действительно работает.

5. Рассматриваемая самоорганизующаяся система является полностью совместимой с тем, что нам известно о нейронах и нейросетях. По мере того как наука о нейронах будет продвигаться вперед, пробелы в деталях будут заполняться. Например, открытие того факта, что энзим[11] кальпейн обеспечивает связность ассоциаций, имело место после того, как был предсказан механизм с такой функцией. Неврология со временем, возможно, покажет, что существует сразу несколько мозгов или слоев в мозге, работающих независимо и параллельно друг другу, и что существует некий механизм, отвечающий за координацию их деятельности для получения результата. Возможно, неврология со временем докажет большое значение как нейротрансмиттеров, так и фоновой биохимии. Тем не менее организационный тип системы не изменится от всех этих открытий.

6. Эффекты, предсказываемые моделью (такие, как юмор, творческое озарение, творчество, эффект эмоции по восприятию), укладываются в наш нормальный опыт. Нет ничего, что противоречило бы нашему эмпирическому опыту, хотя может быть много противоречащего нашему традиционному взгляду на мозг как на телефонный коммутатор.

7. Модель эволюции Дарвина никогда не была доказана и, возможно, никогда не будет доказана. Мы принимаем и используем эту модель, потому что она предлагает возможный вариант развития событий и объясняет действительность более или менее обоснованным образом лучшей модели. Все эти соображения применимы и к рассматриваемой модели самоорганизующейся системы. С функциональной точки зрения она столь же справедлива, как и дарвиновская теория эволюции. Может быть, кто-то другой предложит более совершенную модель, которая также основана на простом поведении нейронов. Более того, данная модель в плане своей обоснованности гораздо прочнее модели Дарвина, поскольку дарвиновская теория изменения посредством случайных мутаций имеет много слабых мест.

8. Самым важным аспектом любой концептуальной модели является ее способность находить практическое применение. Модель, предлагаемая здесь, обеспечивает понимание процесса творчества как результата изменения концепций. Отсюда вытекает логика провокации и разработка творческих мыслительных инструментов (латеральное мышление), которые уже получили широкое применение с достаточным успехом. Другим результатом применения модели стали простые способы обучения перцепционному мышлению в школах, использование которых также доказало свою успешность. Важным следствием использования модели (в дополнение к практическому применению, как, например, в виде метода изучения материала в обратную сторону) является понимание таких явлений, как творческое озарение и юмор.

На протяжении всей книги вы встретите различные практические выводы, вытекающие из модели самоорганизующейся паттерн-системы. Все они сведены вместе в конце книги на с. 330.

9. Евклидова геометрия является одновременно блестящей мыслительной конструкцией и очень практичной системой, которая может использоваться нами с большой пользой. Первым шагом было определение универсума, в котором строить геометрию. Евклидова геометрия не действует на сферических и некоторых других поверхностях. Следующим шагом было определение ряда аксиом. Данные аксиомы вытекали из поведения некоторых простых элементов, таких как прямые, в заданном универсуме: например, параллельные прямые на плоскости не пересекаются. Затем на основе данных аксиом была построена вся система теорем и их доказательств.

Мы могли бы перестать говорить о мозге и рассматривать предлагаемую здесь модель как определяющую некий тип самоорганизующегося универсума. Элементам не надо быть нейронами. Мы можем определить рассматриваемый универсум как «пространство паттернов». Затем изучим поведение в данном пространстве и выведем ряд основополагающих принципов. Это то, что я проделал в одной из частей данной книги. Затем мы увидим, что происходит, когда эти принципы, или аксиомы, применяются. В итоге получим поведение, которое замечательным образом напоминает работу мозга. Мы, однако, по-прежнему можем считать, что никакого подобия не существует.

10. Мне кажется (хотя читатель волен не согласиться со мной), что предлагаемая здесь модель объясняет некоторые аспекты поведения мозга (такие, как юмор, озарение и творчество) гораздо лучше, чем любые другие существующие модели. Это относится и к обширной сфере восприятия, также представляющей для меня особый интерес. Более того, могут иметься определенные отделы в мозге, которые функционируют иным образом (например, в случае алгоритмической сортировки), и я не исключаю этого. Моя задача состоит в том, чтобы предложить возможную модель перцепционной обработки, вытекающей из того, что нам известно о поведении нейронов. Любой, кто считает, что система, о которой идет речь, не является в основе своей самоорганизующейся, волен предложить модель, отличную от предлагаемой здесь и более совершенную.

Итак, по моему мнению, имеются веские причины, по которым с данной моделью стоит считаться. Понимание того, что вытекает из данной модели (или широкого класса моделей), может иметь ценные практические последствия и способно помочь изменить существующую систему мышления. Например, недостатки эволюционной модели изменения и большие трудности, с которыми протекает изменение парадигм, вытекают непосредственно из природы самоорганизующихся систем.

Нам проще понять механизм работы мозга человека, чем осмыслить законы гравитации.

В исламской стране полагается в случае возвращения долга пересчитывать деньги, одну банкноту за другой, тут же, не сходя с места. Если бы вы сделали то же самое в западной стране, человек, отдавший вам долг, был бы крайне оскорблен. Исламский мир/универсум отличается от западного.

В Японии с работающими женщинами обращаются ужасно (хотя такой порядок вещей начинает меняться). Замужество предполагает оставление работы. Незамужних увольняют в возрасте тридцати лет, а на их место берут молодых, поскольку они обходятся дешевле (зарплата растет с возрастом человека). Женщины очень редко добиваются высоких постов в корпорациях. Дома, с другой стороны, японская женщина почти единоличная хозяйка. Она принимает все решения и распоряжается семейным бюджетом. Муж, какую бы высокую должность ни занимал, отдает всю зарплату жене. Она выдает ему лишь карманные деньги на повседневные расходы — по этой причине бюджет на представительские расходы в корпорациях обычно очень велик. Заботы о воспитании детей в Японии лежат практически целиком на матерях. Имеются, так сказать, два совершенно разных универсума: на работе и дома.

На нашей планете обитают организмы, которым для жизнедеятельности не нужен кислород. Мы настолько привыкли к дышащему кислородом универсуму (который также включает рыб), что порой считаем, что он является единственным. Это вовсе не так. В глубинах океана, в частности Тихого, обитают странные червеобразные существа, которые дышат не кислородом, а сероводородом, выходящим в виде пузырьков из пор океанического дна и имеющим вулканическое происхождение. На такой глубине в воде очень мало кислорода. Это еще один пример другого мира/универсума.

Большинство молодых французов нынче учатся говорить на английском языке, однако во Франции вы легко можете оказаться в ситуации, где окружающие говорят только на французском. Вы начинаете говорить на английском медленнее и более внятно, и вам кажется непостижимым то, что окружающие не понимают того, что вы говорите. Вы в другом универсуме, и то, что является очевидным в вашем мире, не имеет смысла здесь.

У каждого из троих имеется по сосновому бруску. Первый человек отпускает свой брусок, и тот падает на землю. Второй разжимает пальцы, и его брусок поднимается вверх. Третий человек отпускает свой брусок, и тот остается висеть неподвижно. Кто-нибудь рассказывает вам об этом по телефону. В первом случае поведение бруска в точности отвечает вашим ожиданиям. Во втором случае все выглядит очень странно. В третьем случае в происходящее вообще невозможно поверить. Это потому, что вы предполагаете, что все три события происходят в одном и том же универсуме.

Как оказывается, первый человек стоит на поверхности земли, поэтому его брусок падает отвесно вниз. Второй находится под водой, поэтому, естественно, что его брусок всплывает вверх. Все это совершенно нормально и естественно в рассматриваемой ситуации. Третий человек находится в космическом аппарате, вращающемся вокруг Земли, где гравитация нулевая, поэтому кусок дерева остался на прежнем месте, после того как сила, приложенная к нему (ваша рука), перестала действовать. Это также вполне нормально и естественно для рассматриваемого универсума.

Как только мы осознали разницу в универсумах, нам немедленно становится ясным и поведение сосновых брусков. Но если бы мы не знали, что речь идет о разных универсумах, и предполагали бы, что все эти три человека стоят на поверхности земли, нам было бы очень трудно понять, что же происходит.

Знакомая всем геометрия Евклида действует только на плоскости, на сферической поверхности она неприменима (здесь параллельные прямые могут пересекаться).

Во всех этих примерах мы видим, что поведение в различных системах или различных универсумах также различно. Поведение в другом универсуме может казаться совершенно непостижимым, пока мы не поймем, что речь идет о другом универсуме. Это очень важно.

Представьте, что вы роняете маленькие шарики в поддон с песком. Каждый шарик погружается в песок прямо под тем местом, откуда вы его отпустили. Если мы теперь посмотрим на расположение шариков на песке, то получим запись того, с каких мест роняли шарики. Шарики остаются на одном месте. Они не двигаются. Поверхность песка также незыблема, изменения отсутствуют. Это типичная пассивная система. Она служит примером всех тех систем, в которых информация записывается на некой нейтральной поверхности и остается неизменной. К данному типу систем относятся и пометки, сделанные школьником в своей тетради, и записи на магнитной поверхности диска, сделанные суперкомпьютером. Когда нам требуется использовать данную информацию, внешний оператор (мозг школьника или центральный процессор компьютера) выполняет логические операции с записанной информацией.

Рассмотрим другую систему, другой универсум. На сей раз вместо песка возьмем плоскую подушку из тонкого латекса, наполненную очень вязким маслом. Роняем первый шарик на поверхность подушки. Шарик имеет большую плотность, чем масло, и поэтому он постепенно опускается вниз, заставляя резиновую поверхность деформироваться. В конце концов шарик приходит в неподвижное состояние на дне поддона. Поверхность подушки больше не является плоской, она деформирована книзу под тяжестью шарика. Затем мы роняем другие шарики на подушку. Они скатываются по наклонной поверхности и встречаются с первым шариком.

В первом поддоне шарики оставались в точности там, где упали. В поддоне с эластичной подушкой шарики не остались там, куда их уронили, а переместились в другое место. В песочном поддоне поверхность песка оставалась плоской. В поддоне с подушкой первый шарик изменил поверхность подушки. Поверхность, на которой шарики не остаются на одном месте, а перемещаются в связи с изменяющимся характером поверхности, мы называем активной.

В (пассивной) песочной модели шарики оставались там, куда их уронили. В (активной) латексной модели все шарики собрались вместе в одной точке на дне поддона. Можно сказать, что поверхность позволила шарикам организоваться в группу. Это простой пример самоорганизующейся системы. Организация шариков в группу не вызвана какой-либо внешней силой — она является естественной характеристикой самой системы. Это очень важный момент, который знаменует собой важнейшую разницу между пассивными (требующими, чтобы внешний оператор производил действия над объектами внутри системы) и активными (в которых информация распределяется самостоятельно) системами.

Рассмотрим еще пару моделей. Первая модель — это полотенце, взятое из ванной комнаты и положенное на стол. Рядом с ним поместили чернильницу. Набираем в ложку чернила и выливаем их в каком-то определенном месте на полотенце. Образовавшееся чернильное пятно является записью того, что вы сделали. Описанная пассивная система позволила зафиксировать то, что вы проделали с полотенцем. Пятно остается там, где возникло. Для получения активной модели заменим полотенце глубокой миской, заполненной желатином (или десертным желе). На сей раз нагреем чернила. Когда ложка горячих чернил попадает на желатин, чернила начинают растапливать его, но делают это все слабее по мере своего охлаждения. Если теперь отлить остывшие чернила и растопленный желатин, мы получим углубление в поверхности желатина. Это ваша отметина, которая соответствует чернильному пятну на полотенце. Выльем еще горячих чернил на желатин. Если чернила были вылиты вблизи имеющегося углубления в желатине, они поспешат заполнить его. Продолжив таким же образом с еще большим количеством чернил, вы обнаружите, что в желатине образовалось своего рода русло миниатюрной реки или канала (этого не случится, если места выливания чернил ^расположены на большом расстоянии друг от друга). Подытоживая, можно сказать, что первая порция информации внесла изменение в то, как поверхность принимает последующую порцию информации.

Как и в предыдущей латексной модели, желатиновая модель предоставила среду, в которой поступающая информация оказалась способной к самоорганизации. В случае с латексной моделью информация организовалась в группу. В случае с желатиновой моделью информация организовалась в канал, последовательность, линейный паттерн. Как только паттерн сформировался, все, что оказывается поблизости, втекает в него и следует ему.

С помощью только что описанных моделей мы можем 'заметить резкий контраст между двумя различными системами или универсумами. В пассивной системе информация пребывает в точности там, где ее разместили, и мы сами перемещаем эту информацию так, как нам угодно, и по правилам, которые мы сами избираем, например по 'правилам логики или математики. В активной же системе информация организуется самостоятельно, например в виде паттернов или последовательностей.

Значение этой разницы между двумя системами в том, что практически во всех информационных системах до сих пор мы используем пассивную модель. Хранение информации осуществляется пассивным образом, активной является лишь обработка информации в соответствии с некоторыми правилами. Все наши мыслительные системы основаны на данной модели. При этом все больше данных говорит в пользу того, что мозг работает не подобным образом, а как самоорганизующаяся система, в которой информация самостоятельно организуется в паттерны.

В традиционных компьютерах имеет место хранение и обработка информации. В компьютерах последнего времени (нейросетевых) «начинка» разработана так, чтобы имитировать нейронные сети в мозге. Речь идет об активных самоорганизующихся системах, в которых информация способна к самоорганизации.

Представьте себе ребенка, сидящего за столом, на котором находится множество кубиков различной формы, размера и цвета, наподобие тех, что поставляют в детские сады для развивающих игр. На столе также имеются коробки разной формы, размера и цвета.

Ребенок волен брать кубики со стола и перемещать их в соответствии с неким правилом, например: собрать вместе все красные кубики независимо от формы и положить их в красную коробку, после чего любой кубик, доставаемый из красной коробки, не может не быть красным. Ребенок может сортировать кубики по форме или одновременно по форме и цвету. Его можно попросить найти два кубика, одинаковых по форме, размеру и цвету, или два кубика, у которых вообще нет ничего общего. Ребенок быстро сообразит, что кубики, относящиеся к красной коробке, не могут одновременно относиться и к зеленой. Он также догадается, что если кубик находится внутри одной коробки, которая, в свою очередь, внутри другой коробки, то можно сказать, что кубик находится также внутри большей коробки. Кубики статичны. Они не могут свободно перемещаться по своему усмотрению, но могут быть с легкостью перемещаемы с места на место. Они не меняются. 

 На примере такого простого настольного поведения мы можем наблюдать сразу несколько мыслительных операций в действии. Имеет место поиск и сравнение атрибутов. Имеет место суждение. Имеет место распределение по категориям. Имеют место логическое включение, исключение, противоречие/взаимоисключение. Имеют место также принадлежность к классу и несоответствие. Представленная простая модель иллюстрирует базовую мыслительную систему, которую мы унаследовали от Аристотеля, Платона и других древнегреческих мыслителей. Система получила дальнейшее развитие силами средневековых теологов, которым требовалась логика, чтобы использовать ее как основу для борьбы с ересью. В эпоху Ренессанса система была отполирована еще больше, став основой для рассудочных выводов, в противоположность религиозной вере и догме.

 Вместо цветных кубиков мы используем слова языка, который в определенной степени позволяет нам описывать наши ощущения и переживания. В отдельных случаях мы намеренно придумываем новые слова, когда хотим передать некий новый смысл. В основе системы находятся мощное слово «быть» и его противоположность «не быть» (из чего вытекает мощный принцип противоречия/взаимоисключения).

Такова до сей поры была основа нашего мышления. Рассмотрим теперь другой универсум, другую систему. Крышка стола теперь превратилась в миниатюрный макет местности, сделанный из специального песка. Воду из лейки льют случайным образом на пока девственный ландшафт. Как и в реальной жизни, при этом образуются маленькие ручейки, которые сливаются вместе и образуют ручьи крупнее, а затем и небольшие реки. Местность приобрела новый вид. Теперь вода, пролитая в любом месте, окажется в установившейся водной сети (паттерне).

Проследив, как образуются паттерны потоков, изменим модель. Сделаем точную копию макета, но из резинового материала (можно представить себе макет из латекса). Когда снизу будет подан воздух, модель примет вид исходного макета. Однако если мы надуем модель другим образом, ландшафт получится иным, соответственно, изменятся и паттерны потоков. Различные варианты будут зависеть от того, в каких местах оказалась вода. Таким образом, у нас имеется не просто один заданный ландшафт, а многообразие ландшафтов, каждый со своими паттернами водных потоков.

Ребенок, наблюдающий за паттернами потоков, увидит, что места разного цвета (представляющие на макете города) окажутся связанными одним способом при одном паттерне потоков и по-иному — при другом.

Ребенок не может сознательно контролировать поступление воды, но он замечает, что, если смотреть в определенном направлении, поступление воды будет иметь место в некой точке. Временами новая вода потечет по существующему каналу, а иногда вызовет изменение в ландшафте и потечет по каналам уже изменившегося ландшафта. Со временем ребенок хорошо усвоит некоторые из паттернов (в ландшафте А за этим следует это, а за этим — это и так далее) и сможет сказать: «Если смотреть в этом направлении, ландшафт изменится и вода потечет сюда…»

В рассмотренной второй системе пути потоков представляют паттерны, возникшие на неизменном ландшафте (на стадии песочной модели). Меняющийся ландшафт (надуваемый латекс) представляет собой меняющийся фон, и паттерны меняются в зависимости от имеющегося фона (позднее мы узнаем, как эмоции меняют ментальный фон). В случае второй системы ребенок не осуществляет сознательную манипуляцию объектами, в отли-Кчие от игры с кубиками. Однако в точности так же, как у ^человека, рассматривающего различные фотографии, воз-никают различные мысли, так и ребенок может научиться добиваться желаемого результата, наблюдая за потоками на ландшафте в определенном направлении.

Очень скоро мы увидим, как описанная весьма грубая модель с макетом местности может быть описана гораздо точнее в результате рассмотрения поведения нейронов в нейронной сети в рамках такой системы, как мозг человека. На данный момент читателю достаточно уяснить раз и навсегда, что настольная модель очень отличается от ландшафтной. Это два различных универсума.

Здесь я даю описание весьма упрощенной модели нервной сети, которая, однако, соответствует тому, что нам известно о реальных нервных сетях в мозге человека. Ради простоты не стану использовать специальные термины, поскольку читателю, не знакомому с неврологией, придется постоянно справляться о значении того или иного термина. Значение имеет в первую очередь функциональное поведение системы.

Означенное функциональное поведение охватывает очень широкий класс систем такого типа. Детали могут меняться, и определенного эффекта в какой-то из систем, вероятно, можно было бы достигнуть иным способом, но эффект остается тем же. Детали различных типов электрических выключателей могут меняться, но общий эффект остается тем же. Модель, предлагаемая здесь, в основном повторяет описанную мною в книге «Механизм разума» («The Mechanism of Mind»). Компьютерная симуляция поведения данной модели продемонстрировала значительное соответствие прогнозу.

Как и с любой моделью данного сорта, реальный режим поведения в очень большой степени будет зависеть от параметров, то есть значений, назначенных различным интеракциям. Я не учитывал данные параметры здесь и потому буду описывать поведение модели с оптимальными параметрами (какими бы они ни были). Я также считаю, что в мозге, как и в иных частях организма, имеются местные корректирующие системы с обратной связью, которые поддерживают значения параметров в пределах оптимального диапазона.

Представьте себе нейрон в виде осьминога с большим числом щупалец (а не с обычными восемью). Некоторые из щупалец могут быть очень длинными. Каждое из щупалец касается тела другого осьминога и способно передавать ему электрический импульс. Передача происходит посредством отделения химического агента от кончика щупальца (по аналогии с нейротрансмиттером). Когда осьминог получает достаточное число импульсов, он просыпается и начинает аналогичным образом посылать импульсы другим осьминогам. Представьте себе пляж, покрытый большим количеством осьминогов, связанных таким образом между собой. Любой из них может быть связан, благодаря своим очень длинным щупальцам, с осьминогами, находящимися на большом расстоянии от него, но ради простоты будем считать, что всякий осьминог имеет дело только со своими ближайшими соседями.

Теперь мы подвергнем группу осьминогов действию внешнего раздражителя: вертолет, висящий над пляжем, начнет светить мощным прожектором. Осьминоги проснутся и начнут «жалить» друг друга электрическими импульсами. Чтобы лучше представить, что происходит, предположим, что когда осьминог просыпается, то его цвет меняется с серо-зеленого на ярко-желтый. Итак, мы видим быстро увеличивающееся пятно желтого цвета, начинающееся с группы осьминогов, которые были разбужены нами с помощью прожектора. Данное желтое пятно могло бы продолжать расширяться, пока не покрыло бы весь пляж с осьминогами. Это в каком-то смысле соответствовало бы эпилептическому припадку в мозге, когда активируются все системы.

Добавим еще одну черту. Когда осьминог просыпается (и приобретает ярко-желтый цвет), он издает пренеприятный запах — что-то среднее между запахом гниющей рыбы и нашатыря. Он столь неприятен для других осьминогов, что если сила запаха достигает некоторого порога, то они перестают реагировать на внешние раздражители. Поэтому, когда распространяющееся желтое пятно достигает определенного размера, сила запаха также достигает критической точки. Теперь уже ни один осьминог не проснется, поэтому и пятно не будет увеличиваться.

Выражаясь неврологическими терминами, здесь мы имеем распространение возбуждения, а также нарастание торможения. Торможение может возникать в связи с увеличением концентрации химических агентов или с непосредственной ответной реакцией, переносимой другой группой нервов. Функция в обоих случаях одна и та же.

Если этим ограничиться, то желтое пятно всегда будет в виде круга с центром в той группе осьминогов, которая первоначально была пробуждена светом прожектора. Поэтому добавим еще один эффект. Когда проснувшийся осьминог получает электрический разряд от щупальца другого осьминога, в том месте под кожей, куда пришелся укол от разряда, возникает некоторое болезненное ощущение. Эта болезненность означает, что данный осьминог в будущем гораздо скорее отреагирует на разряд от того же щупальца. Следовательно, если бы два прожектора разбудили две соседние группы осьминогов, в будущем связь между данными группами будет прочнее, чем с другими осьминогами.

Данный эффект служит основанием для важного феномена ассоциации, а также реконструкции. В 1969 году я предсказал, что это необходимая часть системы. Последующие исследования показали, что в действительности имеет место обмен энзимом (кальпейном), который обеспечивает, чтобы связь между нейронами, которые активированы одновременно, была прочнее, чем с другими нейронами.

Вернемся к осьминогам. Если бы вначале были задействованы прожекторы двух вертолетов, а через некоторое время включили уже только один из них, желтое пятно прежде всего охватило бы ту группу осьминогов, которые лучше связаны между собой. Таким образом окажется реконструированной ситуация, которая возникла, когда светили два прожектора одновременно, и желтое пятно будет распространяться не как все расширяющийся круг, а будет следовать путям и более прочной ассоциативной связи, которая, в свою очередь, основана на прошлом опыте осьминогов. Подобным способом рассматриваемая масса осьминогов способна повторять или реконструировать паттерны. Даже если входящий сигнал не будет идентичен предыдущему, может быть получена по крайней мере та же форма пятна.

Мы получили повторение или реконструкцию паттернов, что является чрезвычайно важной частью системы.

Что дальше? Желтое пятно больше не распространяется и ограничено в размере (в силу зловония). Пятно образовалось на основе прежнего опыта осьминогов. Теперь следует сказать, что активные осьминоги (как и заядлые любители телевизора) не могут долго концентрировать внимание, поэтому они быстро переходят в состояние скуки или утомления. Чем сильнее они скучают, тем меньше становится запах, который они издают. Это значит, что другие осьминоги за пределами желтого пятна, которые получали достаточно уколов разрядами, но не реагировали вследствие дурного запаха, теперь начинают просыпаться и активно жалить других. Исходная группа теперь переходит в спящее состояние, и желтое пятно, ими образованное, исчезает, теряя цвет. Желтое пятно перетекает на новую группу недавно пробудившихся осьминогов.

Теперь у нас имеется переход желтого пятна от одной группы осьминогов к другой. Пятно, всегда ограниченное в размерах вследствие испускаемого им зловония, постепенно перемещается по всему пляжу. Если одна группа имеет хорошую связь посредством своих длинных щупалец с другой отдаленной группой осьминогов, пятно может исчезнуть в одном месте и возникнуть в другом, в большем или меньшем отдалении. То, как одна территория за другой превращается в желтое пятно, является некой последовательностью или паттерном. Для определенного набора условий заданный паттерн будет постоянен.

Для любого единичного осьминога тот факт, пробуждается он или остается дремлющим, будет определяться числом разрядов, полученных данным осьминогом от уже проснувшихся сородичей (иными словами, числом щупалец осьминогов, что покоятся на его теле), и степенью болезненности под данными щупальцами (иными словами, историей того, как часто данный осьминог был активен одновременно с означенной группой осьминогов). Против стимулирующих разрядов работает общая сила запаха, издаваемого в данный момент и подавляющего активность осьминогов, а также фактор усталости или скуки.

Теперь я должен заметить, что зависимость между пробуждающими или стимулирующими факторами и пробуждением осьминогов не является линейной. Имеет место так называемый пороговый эффект, совершенно типичный для нервной системы. Речь идет о том, что до определенного уровня растущая стимуляция не будет производить эффекта, зато по его достижении осьминогами стимуляция будет максимальная. Далее в книге я буду использовать аналогию со щекотанием. Можно щекотать кого-нибудь все больше и больше без видимого эффекта, пока наконец он не прыснет со смеху. Данная нелинейность является очень важной характеристикой нейронных сетей, и о ней не следует забывать при моделировании поведения. Это напоминает растущее давление на спусковой крючок, которое неожиданно оказывается достаточным, чтобы высвободить всю энергию выстрела.

Что происходит с ныне скучающей группой осьминогов, которых стимулировали самыми первыми? Останутся ли они скучающими и больше ни в чем участвовать не будут? Спустя некоторое время скука проходит, и за ней следует короткий период высокой активности.

Усталость, период невосприимчивости к внешним раздражителям и повышенная возбудимость являются частью нормального поведения нервных систем.

Повышенная активность первой стимулированной группы означает, что желтое пятно может вернуться к этой группе, поскольку рассматриваемые осьминоги имеют некоторое преимущество перед другими группами. Все это приведет к тому, что паттерн приобретет определенный циклический характер. Желтое пятно возникнет в одном месте на пляже под влиянием прямого стимулирующего фактора, обойдет по определенному рисунку весь пляж, затем вернется к исходному месту и повторит цикл. В нашем мозге именно этот циклический паттерн, по всей видимости, представляет собой мысль.

Что произойдет, если прожекторы засветят одновременно с двух вертолетов, будучи направленными в разные места на пляже? Оба возникших желтых пятна начнут распространяться. Усилится неприятный запах. Более сильная группа (в смысле лучшей связности, большего размера) продолжит распространяться, тогда как меньшая будет подавлена запахом. Таким образом, в лю-,бой момент времени будет только одна зона активности, одно желтое пятно. В нашем с вами мозге это соответствует одной области внимания в любой заданный момент времени.

Далее выясняется, что наши осьминоги, отдыхающие на пляже, более культурные существа, чем мы думали. Большинство из них воспринимают музыку, причем не-которые предпочитают джаз, другим больше нравится стиль кантри и западная музыка, а есть и такие, которые реагируют только на Моцарта. Реакция проявляется в виде повышенной возбудимости.

Так случилось, что в незначительном отдалении от пляжа у отдыхающих на полную мощь работает магнитола. В настоящий момент времени из нее доносится джазовая музыка. Осьминоги, чувствительные к джазу, оживляются. Это означает, что они больше готовы к активизации, чем любая другая группа. Данная готовность, обусловленная музыкой, служит дополнением к другим факторам готовности, которые мы уже рассматривали (связность, степень текущей стимуляции, скука и так далее). Речь идет о том, что желтое пятно с большей вероятностью переместится теперь к этой наполовину пробудившейся группе. Если бы стояла кассета с музыкой в стиле кантри, начеку оказалась бы соответствующая группа осьминогов. Если бы заиграла музыка Моцарта, зашевелились бы осьминоги — ценители Моцарта.

Итак, фоновая музыка повышает чувствительность различных групп осьминогов. Данная повышенная чувствительность или готовность к переходу в активное состояние означает, что паттерн (последовательность перемещения желтого пятна активности) будет другим в случае, если имеется музыка, играющая в фоне, нежели когда музыки нет. Это аспект, заслуживающий более чем пристального внимания.

Перенося это на механизм мозга, мы ведем речь об эффектах эмоций или фоновых изменений в химической среде, оказывающих благотворное влияние на определенный участок нейронов. Это означает, что паттерны с большей долей вероятности осуществят переход к таким участкам. В связи с этим реакция на совершенно одинаковый стимул будет меняться сообразно фоновому химическому состоянию, которое, в свою очередь, обусловлено эмоциями. Данный эмоциональный эффект может иметь неврологическую или химическую природу — разницы никакой нет.

Означенная готовность определенной группы осьминогов к пробуждению (переходу в активное состояние) может быть достигнута и другим способом. Мы видели, как второе желтое пятно, возникшее на некотором расстоянии от первого пятна под воздействием света прожектора другого вертолета, оказалось на некоторое время подавленным более сильным паттерном. Однако готовность данной группы к переходу в активное состояние все равно будет повышенной по сравнению с другими осьминогами, поэтому весьма вероятно, что пятно двинется к этой группе в следующий свой переход. При этом следует учитывать другие возможные стимулы, могущие подействовать одновременно. Обратим внимание, что если бы лучи двух прожекторов с самого начала осветили участки, расположенные слишком близко друг к другу, то два желтых пятна слились бы вместе, образовав одно целое.

Теперь мы можем подвести итог факторам, определяющим готовность любого из осьминогов пробудиться и начать активно жалить других осьминогов:

• прямая стимуляция;

• стимуляция от других осьминогов и степень связности (которая зависит от опыта);

• повышенная возбудимость после фазы утомления;

• фоновая музыка;

• негативные факторы скуки/утомления и неприятного запаха (остаются прежними).

Что представляет собой память в данной модели? Болезненность, являющаяся основой повышенной связности, становится постоянной. В неврологических терминах подобная повышенная связность может быть достигнута энзимными изменениями, фиксацией новых протеинов или физическим привлечением дополнительных дендритов (щупальцев). Можно перечислить основные характеристики рассматриваемой системы.

1. Активность одного осьминога способна стимулировать активность других осьминогов, если между ними имеется связь (атрибутом активного состояния осьминога является изменение его окраски на ярко-желтую).

2. Общий размер группы активных осьминогов ограничивается посредством действия обратной связи, оказывающего подавляющий эффект (неприятный запах).

3. Фактор усталости или скуки подразумевает переход состояния активности от одной группы к следующей готовой к возбуждению группе.

4. Стимуляция осуществляется на пороговой основе и является нелинейной функцией.

5. Всякие осьминоги, активизированные в одно и то же время, будут характеризоваться повышенной связностью/ассоциативностью (эффект болезненности).

С учетом данных простых свойств системы ей присущи следующие характеристики поведения.

1. Неразделенное внимание.

2. Распознавание и реконструкция паттернов.

3. Объединение различной вводимой информации.

4. Создание последовательных паттернов с использованием пережитого опыта.

5. Создание циклически повторяющихся паттернов.

6. Реагирование по-разному на стимуляцию в зависимости от фоновой деятельности (или химической базовой линии).

Все это важные характеристики. Вместе они образуют часть поведения самоорганизующейся системы, создающей и использующей паттерны (паттерн-системы). Они также являются частью общего механизма восприятия.

Теперь мы перейдем от объяснения модели системы к рассмотрению ее поведения, с тем чтобы показать, что означенные характеристики имеют прямое отношение к пониманию человеческого восприятия.

Примечания:

1

Джайевер Айвар (р. 1929) — физик, разделивший в 1973 году Нобелевскую премию с Лео Эсаки и Брайаном Джозефсоном за труДы по физике твердого тела. — Прим. перев.

11

Энзимы, или ферменты (от греч. en — в, внутри и zуme — закваска) — белковые молекулы или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах. — прим. перев.