Машина мышления. Заставь себя думать - Курпатов Андрей Владимирович - Страница 28

Понятно, что постоянное взаимодействие нашего мозга с внешней средой — очень важный фактор его структурирования: это постоянная обратная связь, которая тренирует его функции и способствует развитию тех навыков, которые необходимы нам для жизни в этой среде.

И уже сам по себе принцип «обратной связи» объясняет то, каким образом нашему мозгу удаётся из множества его Neuro-LEGO-деталек собрать полезный, последовательный и логичный функционал — начиная с картин окружающего нас мира и заканчивая нашей удивительной способностью видеть невидимое — математические отношения, например.

Однако что-то в этой и в самом деле загадочной способности — видеть невидимое — остаётся непонятным, не объяснимым с помощью одного лишь такого «конструктивистски-конструкторского» способа…

Причём этой невидимости в нас куда больше, чем зримого.

• Наш мозг, например, способен строить сложнейшие модели будущего, которого, понятное дело, ещё нет, и потому оно невидимо.

• Мозг способен предсказывать вероятность тех или иных событий, учитывая множество, казалось бы, совершенно не связанных друг с другом фактов, контекстов и теоретических моделей.

• Наш мозг умудряется понимать, реконструировать внутреннее состояние другого человека или догадываться об отношениях между людьми, которых он едва знает, даже если ни он, ни они не сообщают ему об этом.

• Наконец, у него получается строить сложные научные теории — эволюции, относительности, квантовой механики, хаоса и т. д. Понятно, что ни то, ни другое, ни третье никто из учёных никогда в глаза не видел и руками не щупал. Это абсолютно невидимые вещи — те самые абстракции.

Так достаточно ли тех нейродеталек, о которых мы с вами до сих пор говорили, чтобы от физически ощущаемой, непосредственно свидетельствующей нам о себе реальности перейти к такому высокому, такому головокружительному уровню абстракции?

Боюсь, что нет. Ну что ж, значит, будем искать!

Внутренние зеркала мозга

О, трубочка с простым стеклом, Любимица княгинь и графов! Что мы теперь в тебе найдём, В годину синематографов? Валерий Брюсов

Метафора «конструктор LEGO», вне всякого сомнения, невероятно продуктивна, недаром её используют очень многие нейроучёные — и, уверен, практически независимо друг от друга. Она буквально сама просится.

Образ конструктора LEGO в каком-то смысле просто идеален для иллюстрации механики внутримозговых процессов. Так что мы к нему ещё вернёмся. Но чего-то очень существенного этой метафоре не хватает.

Поэтому я предлагаю временно отложить LEGO в сторону и посмотреть на обычный детский калейдоскоп (рис. 31).

Рис. 31.  Схема калейдоскопа.

Калейдоскоп — ничем, в сущности, не примечательный тубус, но когда вы заглядываете в него, то обнаруживаете, что он способен порождать совершенно удивительные картины.

В детстве меня невероятно завораживал тот факт, что картинки, которые появлялись в калейдоскопе, никогда не повторялись. Я специально пытался как-то так его повернуть, чтобы снова выпало то изображение, которое мне понравилось больше других, но ничего не помогало.

Впрочем, поскольку всё зависит от комбинации стекляшек, их положения друг относительно друга, чудом было бы как раз, если бы картинки в калейдоскопе повторялись. Но тогда я этого не знал.

Так и с нашим мозгом, учитывая возможные комбинации деталей этого Neuro-LEGO: странно не то, что он поражает нас разнообразием внутренних картин, воспоминаний, образов, снов или мыслей, а то, что нам в принципе удаётся воспроизвести нечто, ранее в нём усмотренное.

Неудивительно, что сходство разных версий одного и того же события или явления не будет, мягко говоря, идеальным — достаточно вспомнить множество потрясающих экспериментов Элизабет Лофтус, иллюстрирующих эффект «ложной памяти»35.

Мозг просто не может откатиться назад во времени, ведь связи в нём постоянно, хоть, может быть, и не слишком значительно, перестраиваются.

Впрочем, потрясало меня в калейдоскопе не только разнообразие картин и их уникальность, но и симметрия: как ты ни поверни эту трубку, перед глазами всё равно возникает удивительно прекрасный, гармоничный, целостный рисунок — встряхиваешь, а там снова порядок и красота.

Да, можно рисовать красками, случайным образом разбрызгивая их по поверхности холста. Но изображение, созданное с помощью подобной технологии, далеко не всегда будет получаться прекрасным.

Нужно очень постараться и действовать чрезвычайно осмысленно, целенаправленно, чтобы получилось что-то хоть сколько-нибудь стоящее. Так почему же с калейдоскопом не так?..

Разумеется, вы знаете, что дело вовсе не в том, какое именно положение займут цветные стёклышки в донышке калейдоскопа при повороте тубуса. Дело в преобразовании той или иной комбинации идеально симметричными зеркалами, расположенными от глазка до прозрачного контейнера с цветными безделушками.

То есть дело в механизмах вывода изображения, в механизмах его внутреннего преобразования, а не в том, что стекляшки обладают магическим свойством создавать всю эту красоту.

Эффект «настоящего чуда» на поверку не так уж сложен, как кажется ребёнку, уставившемуся в глазок калейдоскопа.

Возможно ли, что в нашем мозге предустановлены какие-то подобные зеркала? Каким-то же образом он делает так, что мы видим целенаправленность и согласованность в его работе!

Понятно, что я использую «зеркало» и «калейдоскоп» как метафоры. Но подумайте об этом: что является их техническим продолжением — этих зеркал, глядящихся друг в друга…

Что это, если не рекурсивность, или, как ещё любят говорить некоторые нейробиологи, фрактальность?

РЕКУРСИВНОСТЬ И ФРАКТАЛЬНОСТЬ

Рекурсивным считается объект или процесс, частично состоящий или определённый через самого себя. А ещё под рекурсией может пониматься взаимодействие, когда какой-то алгоритм прямо вызывает сам себя (прямая рекурсия) или через другие алгоритмы в качестве вспомогательного (косвенная рекурсия).

Может показаться, что «рекурсия» очень похожа на «цикл» (рис. 32).

Рис. 32.  Схема прямой рекурсии — процесс вызывает сам себя. Схема косвенной рекурсии — процесс вызывает сам себя, но через вспомогательный процесс. Схема цикла.

Однако же между циклом и рекурсией есть на самом деле существенная разница:

• цикл является повторением (единичным или множественным), цель которого — выполнение некоего конечного условия (да/нет);

• тогда как рекурсия представляет собой просто самовозобновление того же самого процесса без ожидания какого-то специального результата.

Фрактал можно считать частным примером рекурсии. Но если подходить к этому делу строго, то фрактал — это множество, которое подобно самому себе.

Такое самоподобие — это когда объект в точности или приближённо совпадает с частью самого себя. Целое имеет ту же форму, что и одна или более его частей (рис. 33).

Рис. 33.  Классический пример фрактала — треугольник Серпинского.

Нейробиологи, как я уже сказал, очень любят эти понятия. Например, само строение коры похоже на фрактал — колонки, которые собираются в колонки, которые собираются в колонки.

Наш замечательный сортечественник-нейробиолог, профессор Нью-Йоркского университета Николай Кукушкин считает, что «наше мыслительное пространство — это фрактал», да и язык сам по себе фрактален, ведь «слова определяются не через реальные предметы, а через другие слова»^[13].