Машина мышления Курпатов Андрей

Славу Роберту Броуну вернул Альберт Эйнштейн. Именно в его статье 1905 года была сформулирована молекулярно-кинетическая теория, позволяющая количественно описать феномен броуновского движения¹².

«Броуновское тело» лишь кажется живым, потому что живым нам кажется всё, что движется вопреки действию гравитации и прочих видимых нами сил.

Однако мы же можем и не видеть действующие силы, как в случае с пыльцой Броуна.

Беспорядочное движение микроскопических броуновских частиц обусловлено, как теперь всем хорошо известно, тепловым движением молекул жидкости или газа, в среде которых они находятся (рис. 6).

Рис. 6. Воздействие невидимых глазу под микроскопом частиц среды на броуновское тело.

Траектория движения броуновского тела под этими воздействиями.

Мы не видим эти молекулы, не видим эти атомы, мы видим лишь следствие их движения, которое механически передаётся «броуновскому телу». И у нас возникает иллюзия, что «тело» Броуна движется само по себе.

Ничего не напоминает эта аналогия? Да, очень даже.

И в самом деле, мы не видим тех «сил», которые орудуют в нашем мозге. Мы видим лишь их следствие – движение собственной мысли. Возникает ли она спонтанно, сама по себе? Потому что мы взяли и создали, удумали её?

Нет, конечно. Контролируем ли этот процесс?..

Тут опять не будет однозначного ответа. Точнее, он есть, но его опять-таки сложно понять – слишком специфичен этот «контроль». Поэтому давайте я снова вернусь к той же метафоре.

Сколь бы примитивным ни казался феномен «броуновского движения» – вроде бы в школе его изучают, и что ещё о нём думать? – в реальной жизни всё куда сложнее.

Броуновское движение частицы в вязкой среде относится к так называемым немарковским, то есть случайным, процессам. Впрочем, особенность немарковских процессов (в отличие от марковских) в том, что они случайны, но лишь до определённого момента.

По этой причине немарковский процесс ещё называют «случайным процессом с памятью», где под «памятью» понимается то состояние, которое система уже приобрела в своём прошлом.

Проще говоря, сначала на какой-то объект и впрямь оказываются случайные воздействия, что и определяет его «бытие» (например, какую-то траекторию движения в жидкости или газе).

Но постепенно эти случайные воздействия приводят к тому, что у объекта появляется как бы собственное движение, которое уже само по себе начинает влиять на внешние, воздействующие на него факторы.

В случае броуновского движения так всё и происходит: тело, двигаясь в вязкой среде, увлекает за собой частицы, находящиеся в окружающей его среде, а потому их влияние на броуновское тело меняется под воздействием самого этого тела.

То есть характер движения среды, в которой находится броуновское тело, начинает зависеть от того, как до этого – в прошлом – двигалось броуновское тело под воздействием этой среды. Круг отношений как бы замыкается, превращаясь во взаимо-взаимовлияние.

Если представить себе чисто случайный процесс – марковский, – то он будет в определённом смысле линейным, отражающим состояние среды, в которой находится объект.

Однако в случае немарковского процесса возникают, так скажем, эксцессы (рис. 7).

Что ж, эта аналогия вполне подходит для того, чтобы описать «самозарождение» наших с вами мыслей, каждая из которых является таким своего рода эксцессом. Представим себе…

Рис. 7. Появление «эксцессов» на кривой немарковской динамики.

Некий квант информации, находящийся в среде других квантов информации в нашем мозге, испытывает на себе их воздействие. Это воздействие, по сути, случайно – в какой среде он обнаружился, та среда на него и влияет.

Однако под этим воздействием он приобретает некое направление «движения»: объединяется с другими квантами информации, увеличивая таким образом свой объём и удельный, так скажем, вес (возникает более объёмная нейронная сеть).

«Утяжеляясь» («ускоряясь») таким образом, возникающая нейронная сеть начинает влиять на то, как ведут себя ещё какие-то кванты информации в мозге, другие нейронные сети.

Расширяется, с другой стороны, и область воздействующей на данную нейронную сеть среды. Да и она сама сильнее воздействует на среду, которая активнее реагирует, откликается на нейронную сеть, порождённую нашим изначальным квантом.

И в какой-то момент «нам в голову приходит мысль»!

Так что появление именно этой мысли вовсе не случайно. Однако же механизмы её формирования были, технически говоря, случайными, но, с другой стороны, обусловленными предыдущей историей и данного интеллектуального процесса, и данного мозга.

Да, в нашем мировосприятии есть ошибочное представление о том, что мы с вами – это наше сознание, а наш мозг – это просто какое-то желе, безмолвно почивающее в черепной коробке.

В действительности же всё с точностью до наоборот: мы – это наш мозг, а наше сознание – лишь нечто, выхваченное слабым лучом нашего внимания в этом самом «желе», то есть в нас подлинных, настоящих.

Но и там, в этом нашем с вами мозге, мысли родятся не по волшебству, не сами по себе, не потому, что «он так подумал» или «мы так подумали».

Нет, это в определённом смысле стохастический – случайный и вероятностный процесс со множеством «эксцессов» в виде отдельных образов, чувств, представлений.

Будучи осознанными нами, все эти «эксцессы» обретают больший вес и большее влияние в системе. Но само по себе это осознание, в свою очередь, тот же самый процесс, что и появление вышеупомянутых «эксцессов».

Такими «эксцессами» при расчёте данных, имеющихся в нашем мозге, мы и мыслим: множество внешних воздействий, большое количество нейронных активностей, их конкуренция за доступ к сознанию, усиление отдельных «эксцессов» с помощью номинации (называния) и последующего осознания – и вот уже машина нашего мышления вроде как движется сама по себе, производя мысли.

Но неужели же машина такой сложности способна работать сама по себе?..

КРАСОТА ОСМЫСЛЕННОЙ СЛУЧАЙНОСТИ

Не знаю, как вас, но меня всегда впечатляло изящество теории эволюции.

Это и в самом деле удивительно: по сути, Чарльз Дарвин предлагает нам один-единственный принцип – принцип «естественного отбора»[4], – который способен ответить буквально на любой вопрос эволюционного многообразия.

Креационисты, считающие, что столь сложный и прекрасный мир, как наш, возможен лишь потому, что его создал Кто-то бесконечно мудрый и всеведущий, приводят этот довод в качестве аргумента: мир прекрасен, поэтому его непременно должен был Кто-то создать.

Но ирония состоит в том, что чем более прекрасным и многогранным, сложным и разнообразным является мир, тем меньше шансов, что его создало какое-то существо! Чем сложнее и причудливее система, тем, естественно, меньше шансов у любого возможного демиурга.

Вспомнил я об этом, поскольку, говоря о работе дефолт-системы мозга и о том, как она порождает идеи, нельзя не сказать об «эволюционной эпистемологии» и так называемой селекционистской теории человеческого творчества выдающегося американского психолога Дональда Кэмпбелла.

В 1960 году он сформулировал принцип blind variation and selective retention (BVSR) – или, по-русски, «слепая вариация и избирательное удержание», – который описывает работу не только эволюции, но и любой кибернетической системы, включая культуру, и, как выясняется, даже работу нашего мышления¹³.

Суть принципа проста – чем больше в системе возникает вариаций, тем больше шансов, что какая-то из них окажется для неё удачной, а сама эта «удача» обусловит сохранение этой вариации в системе.

Остальные же, менее удачные, вариации будут естественным образом элиминированы – выбракованы, удалены.

Концепция творчества, основанная на «слепой вариации и избирательном удержании», образована тремя составляющими:

1) принцип слепой вариации (или изменения), который обосновывается хорошо известной «бритвой Оккама» – случайные мутации, рекомбинации и стечения обстоятельства куда проще объясняют сложность системы, чем какой-то отдельный «демиург»,

2) принцип асимметричных переходов заключается в том, что любая система так или иначе стремится к равновесию, поэтому те изменения, которые к нему ведут, предпочтительнее тех, что ведут к обратному результату,

3) принцип удержания, по сути, говорит нам следующее – если вы достигли равновесия, стабильности, то вы в этой стабильности и будете пребывать (этот принцип, конечно, несколько тавтологичен, но при этом логически непротиворечив).

Итак, представим себе теперь интеллектуальный или даже творческий процесс, протекающий в нашем мозге самостоятельно – без какого-то «демиурга», думающего в нём от первого, так сказать, лица: простая, случайная по сути комбинация элементов (интеллектуальных объектов).

Одни элементы связываются с другими по принципу ассоциации (последние же представляют собой существующие нейронные связи) – какие-то сходные черты, выбранные случайно, позволяют мозгу соотнести одни интеллектуальные объекты с другими, потом с третьими и т. д., что приводит его к какому-то решению – такой-то «мысли».

Но тут, понятное дело, возникает вопрос – а зачем, собственно, эти мысли думаются и связываются друг с другом?

Ответ будет достаточно обескураживающим вопросом – «а зачем эволюция создала человека» или «зачем броуновское тело движется на предметном стекле».

Низачем. Просто есть некая энергия, которая стремится к более стабильному состоянию, создавая на пути своего рассеивания новые и новые «сложности» («эксцессы»), которые, в свою очередь, приводят в движение следующие, вновь поступающие в систему потоки энергии.

Причём с мозгом тут и вовсе не должно возникать вопросов:

• с одной стороны, он сам выполняет эволюционную функцию – то есть несёт в себе соответствующие инстинкты-потребности,

• с другой стороны, его деятельность, побуждённая этими инстинктами-потребностями, определяется той самой немарковской динамикой – возникают «эксцессы», которые или решают поставленные потребностями задачи, или нет.

Проще говоря, в нас возникают определённые потребности, которые необходимо удовлетворить, для этого мы должны найти соответствующее решение, а чтобы его найти, мозг рекомбинирует имеющиеся у него знания, создавая таким образом новые, которые, если они приведут к удовлетворению соответствующей потребности, будут удержаны (сохранятся в памяти), а если они оказались неудачными и ничего не выгорело – канут в Лету, то есть произойдёт их селекция.

Понимаю, что всё это может выглядеть как абстрактная теория (а впрочем, так и есть), но – о чудо! – эта абстрактная теория, судя по всему, вполне согласуется с принципами работы нашей нежно любимой дефолт-системы.

Всё это сначала было достаточно подробно описано в научных работах профессора департамента психологии Калифорнийского университета в Дэвисе – Дина Кита Саймонтона¹⁴, а затем сопоставлено с исследованиями дефолт-системы научной группой Университета Нью-Мексико в Альбукерке под руководством профессора Рекса Юнга¹⁵.

Каков результат? Все принципы – «слепой вариации», «асимметричных переходов» и «удержания» – прекрасно работают на уровне ключевых центров дефолт-системы мозга.

Мышление, равно как и творчество, предполагает создание чего-то нового и в каком-то смысле полезного, востребованного. И в этом принципе, как мы понимаем, вся суть эволюционного процесса.

Так что нет ничего странного в том, что Дональд Кэмпбелл, формулируя принцип «слепой вариации и выборочного удержания», считал его универсальным как для биологической эволюции, так и для творческой, продолжающей в каком-то смысле первую.

И в том и в другом случае – и в случае биологической эволюции, и в творческом процессе – необходима дивергенция.

Причём первую мы видим невооружённым взглядом, а вторая, как доказывают исследователи, реализуется в рамках любого мозгового штурма или вообще при решении любой творческой задачи.

И да, это срабатывает. Сталкиваясь с новой задачей, мы должны придумать идеи, варианты её решения, и чем нетривиальнее оказывается наш заход на проблему, тем зачастую изящнее оказывается и итоговое решение.

Впрочем, чьи-то мозги делают этот большой охват возможных вариаций – закидывают невод максимально широко, демонстрируют дивергентное мышление, а чьи-то, напротив, ходят по протоптанным дорожкам уже готовых автоматизмов.

Признаюсь, я и сам, столкнувшись с настолько простым и незамысловатым объяснением творчества, да ещё и без всеведущего творческого демиурга в «душе гения», вероятно, ощутил бы некоторое сомнение.

Но именно действительный гений и не оставляет этому сомнению никаких шансов…

Возвращаемся к «Математическому творчеству» Анри Пуанкаре, где он уподобляет единичные интеллектуальные объекты отдельным «атомам» вещества, их взаимодействие – рекомбинациям, а творчество – выбору (удержанию) тех рекомбинаций, которые соответствуют рационально-обоснованным требованиям:

«Несомненно, что комбинации, приходящие на ум в виде внезапного озарения после длительной бессознательной работы, обычно полезны и глубоки. <…>

Но наша воля выбрала их не случайным образом, цель была определена; выбранные атомы были не первые попавшиеся, а те, от которых разумно ожидать искомого решения (выделено мной. – А. К.).

Атомы, приведённые в движение, начинают испытывать соударения и образовывать сочетания друг с другом или с теми атомами, которые ранее были неподвижны и были задеты при их движении.

Я ещё раз прошу у вас извинения за грубость сравнения, но я не знаю другого способа для того, чтобы объяснить свою мысль»¹⁶.

Эту статью Анри Пуанкаре написал в 1908 году, за четыре года до своей смерти.

И потребовалось ещё полвека, чтобы Дональд Кэмпбелл формализовал уже представленные в ней принципы творческой (мыслительной) работы.

И ещё полвека, чтобы нейробиологическая команда Рекса Юнга показала, как эти принципы «вариации и удержания» работают в нашей с вами дефолт-системе мозга – без всякого специального мыслящего «демиурга».