Мышление и мозг: однозначна ли связь?
АрхивВ середине августа Джонатан Миллер — CEO крупнейшего в Штатах Интернет-провайдера America Online — обратился к главе «родительской» корпорации AOL Time Warnerс просьбой убрать из ее названия аббревиатуру AOL.
Анатолий Николаевич Костин, приславший нам первый вариант своей статьи еще осенью прошлого года, тем самым запустил скрытые от читателя механизмы, которым пришлось, хоть и со скрипом, изрядно поработать над приведением этого интересного сочинения к компьютерровскому формату. Единственным способом оказалось выстраивание вокруг исходного материала целой темы номера. В результате текст сократился раза в два, зато оброс двумя пространными комментариями-эссе, удачно дополняющими друг друга. Костин атакует проблему из категории вечных («Что есть мышление?», «Как человек мыслит?», «Где обитает сознание?» и др.) и приходит к необычному выводу, сформулированному, однако, довольно уклончиво. Комментаторы же более точны в суждениях: один (философ, математик Анатолий Кричевец) настаивает на принципиальной и неустранимой «вечности» проблемы, другая (психолог Дина Рамендик) начисто отвергает всяческую «мистику», показывая, что при знакомстве с экспериментальной конкретикой абстрактные философские построения уже не кажутся такими несокрушимыми (эта идеология блестяще сформулирована в бессмертной фразе из «Понедельника…» братьев Стругацких: «мы знаем, что задача не имеет решения; мы хотим знать, как ее решать»).
Здесь было бы забавно вставить одно из самых бессмысленных клише современных российских медиа: «ну, а истина, как всегда, где-то посередине». Однако удержимся от шуток в стиле неподражаемого Гоблина. На мой взгляд, истина в том, что интерес к обсуждению этих вечных вопросов сейчас очень велик благодаря как раз ошеломляющим практическим сдвигам в возможностях информационных машин любого масштаба, от Интернета до зрительного чипа. А когда «вектор прогресса» попадает своим острием прямо в вечные темы — это очень серьезно. — Л. Л.-М.
Вопрос, вынесенный в заголовок, кажется тривиальным и еретическим одновременно: ведь мышление является частью психики, а та, как давно доказано наукой, неразрывно связана с мозгом. Доказательство основано на сопоставлении изменений психических и психофизиологических процессов; связи патологических разрушений различных участков коры больших полушарий головного мозга с нарушением психических функций; наконец, на результатах генетических исследований, показавших соответствие между уровнем развития центральной нервной системы и психики. Обобщением приведенных положений является принцип психофизиологического единства как основа решения психофизиологической проблемы — проблемы взаимоотношения психических и физиологических процессов. Остается лишь объяснить эмерджентность психики, то есть появление в ней новых качеств, которых не имеют физиологические процессы.
Однако по сути принцип психофизиологического единства (как и принципы психофизиологического параллелизма и психофизиологического взаимодействия, о которых можно прочитать в любом учебнике по психологии) представляет собой философский постулат. Доказать, что абсолютно все психические процессы неразрывно связаны с мозгом, невозможно в силу их бесконечного многообразия. Более того, методологически порочной является сама логика доказательства.
Применим ее, например, для такого устройства, как обыкновенный телевизор, и попытаемся доказать заведомо ложное утверждение, что все демонстрируемые телепрограммы неразрывно связаны только с его внутренними электрическими процессами. Действительно, каждая новая телепередача сопровождается неповторимым паттерном электрических сигналов; поломка того или иного элемента или блока приводит к искажению изображения и звука вплоть до их полного исчезновения; чем совершеннее модель телевизора, тем больше в нем каналов, функций, лучше качество изображения и т. д. Но тогда получается, что, если заранее не знать о существовании внешнего источника телесигнала, можно легко впасть в заблуждение. Утверждение, что нарушение любой психической функции обязательно связано с некоторой патологией мозга, равносильно тому, что в результате поломки телевизора, помимо прекращения внутренних электрических процессов (безусловно, необходимых и важных), происходит исчезновение и принимаемых им электромагнитных волн.
Раз неверна логика доказательства, то, может быть, придерживаясь принципа психофизиологического единства, мы заблуждаемся и относительно взаимоотношений психики и мозга? При этом основа нашего заблуждения кроется в сложности мозга, которому приписывается связь со всеми психическими процессами. Может быть (как и в случае с телевизором), с мозгом связаны не все, а только часть психических процессов? Для этого в принципе достаточно найти хотя бы одно психическое явление, которое качественно несовместимо с нейрофизиологическими процессами и поэтому не может реализовываться мозгом.
Одной из распространенных моделей психики является ее представление как процесса переработки информации, мышления — как выбора из альтернатив, мозга — как биокомпьютера. Термин «информация» часто выносится в название теоретических концепций, например информационный подход к психике Д. И. Дубровского, механизм информационного синтеза А. М. Иваницкого, информационная теория эмоций П. В. Симонова, информационный принцип работы мозга К. В. Судакова.
Противоположную позицию занимал наш выдающийся психолог Андрей Брушлинский, директор Института психологии РАН, зверски убитый в подъезде собственного дома в конце января 2002 года. Он рассматривал психику не как процесс переработки информации, а как непрерывное, недизъюнктивное взаимодействие человека с объективным миром.
Вопрос о том, дискретны или непрерывны психические процессы, широко обсуждался в 60–70-х годах прошлого века в период бурного развития кибернетики. В основном дискуссия свелась к выводу, что в нервной системе дискретные и непрерывные процессы переплетаются между собой, хотя наблюдался и определенный разброс мнений.
Известно, что в дискретном процессе значимыми являются не все значения сигнала, а только некоторые выделенные состояния, которые выделяются, в частности, с помощью пороговых эффектов. Их можно рассматривать в качестве объективных признаков дискретных процессов, так как эти свойства поддаются экспериментальной проверке.
В психофизиологических процессах, происходящих в нейронах, наблюдаются нервные импульсы, или потенциалы действия (спайки), распространяющиеся вдоль нервных волокон. Генерация импульсов происходит только при превышении электрическими потенциалами на мембране нейронов определенных пороговых значений. Следовательно, импульсные нейронные процессы отвечают введенным признакам дискретности.
Если исходить из принципа психофизиологического единства, то связанные со спайками психические процессы следует признать дискретными, что противоречит концепции недизъюнктивности психики. Конечно, можно предположить, что существуют биохимические или какие-либо другие процессы, определяющие, например, и мышление, поскольку деятельность нейрона не исчерпывается спайковой активностью. Но тогда необходимо сделать вывод, что импульсная активность нейронов вообще не имеет отношения к психическим процессам, так как в противном случае невозможна их непрерывность! Более того, получается, что мыслительная деятельность должна целиком и полностью определяться всеми другими нейронными процессами, кроме импульсных.
Значит, концепция недизъюнктивности психики содержит внутреннее противоречие, имеющее форму парадокса между непрерывностью мыслительных психических процессов и дискретностью импульсной нейронной активности. Его детальное рассмотрение — удел статьи в академическом журнале1. Здесь же коснемся лишь основных моментов.
Одним из способов разрешения возникшего парадокса является признание ошибочности концепции недизъюнктивности. В психологии существуют многочисленные дискретные теории различных психических процессов, в том числе и мышления. Например, согласно теории функциональных систем П. К. Анохина, принятие решений представляет собой выбор из альтернатив и реализуется на основе обратных связей; развивает эту теорию «квантовая» модель психической деятельности К. В. Судакова; а П. В. Симонов предлагал дискретный механизм объяснения творческого мышления на основе рекомбинации памятных следов (энграмм) и т. д.
Тем не менее, обратимся к основной формулировке А. В. Брушлинского, определяющей недизъюнктивность мышления как мысленное прогнозирование нового знания с постепенным формированием изначально несуществующих критериев искомого. Данное определение можно условно разбить на две части: первая — образование нового знания, вторая — формирование его критериев.
Однако появление нового знания, причем тоже постепенное, поэтапное, возможно и в ходе моделирования или расчетов на компьютере, что и является целью их проведения. Проблема в другом: компьютерные программы не способны сами оценить возникающую новизну, так как используют количественные критерии, изначально задаваемые человеком, и не могут их произвольно изменять. Но ведь именно изменение и даже формирование критериев для этого необходимы — в силу неизвестности нового знания и невозможности заранее предугадать и, соответственно, формализовать критерии его оценки.
Даже самоорганизующиеся, самообучающиеся, саморазвивающиеся эвристические компьютерные системы, специально разрабатываемые для моделирования и прогнозирования сложных процессов, то есть получения новых знаний, используют критерии отбора информации, задаваемые человеком. Аналогичная ситуация возникает и при создании компьютерных нейропроцессоров (нейронных сетей), реализующих механизм параллельных вычислений и действующих на основе размытой (нечеткой) логики. Их применение обязательно требует предварительного этапа «обучения» — настройки алгоритмов переработки информации по некоторым образцам (то есть критериям), определения функций принадлежности лингвистических переменных и продукционных правил, выбора критериев классификации или таксономии и т. д.
Значит, именно самостоятельное, произвольное формирование первоначально отсутствующих критериев принципиально отличает человеческое мышление от дискретных процессов в компьютере. Именно по этой причине и невозможно создать искусственный компьютерный интеллект. В способности к самостоятельной выработке критериев поведения и деятельности выражается свобода воли человека, его активное, субъектное начало.
Нельзя отрицать, что очень часто, особенно в стандартных ситуациях, человек действует по заранее выработанным, иногда врожденным критериям. Поэтому тип используемых критериев может служить основанием для разделения мышления на конкретное (логическое, аналитическое) и абстрактное, синтезирующее. Конкретное мышление происходит по уже имеющимся однозначным, формализованным (конкретным) критериям, выработанным на основе жизненного опыта. Абстрактное мышление связано с формированием новых или использованием некоторых общих, качественных (абстрактных) критериев и их конкретизацией.
Следовательно, перенесение недизъюнктивных свойств мышления на всю психику явно неадекватно, и нужно говорить о двух классах психических процессов — дизъюнктивных и недизъюнктивных. В то же время недизъюнктивность как особое качество психики следует понимать не как специфический вид непрерывности, а как изначальную незаданность, неизвестность критериев искомого, их невыводимость из уже имеющегося знания.
Очевидно, что дизъюнктивные психические процессы могут определяться нейронными импульсами, и поэтому содержащееся в парадоксе противоречие частично снимается. Но формирование критериев, присущее недизъюнктивности, не может происходить в дискретных процессах, которые по своей природе должны оперировать четкими элементами и конкретными, количественными критериями.
Остается неясным, каким образом у человека формируются критерии нового знания и в чем они выражаются.
Критерий, по определению, — это признак, эталон, с которым сравнивают что-либо для оценки или классификации. Следовательно, таким критерием не может быть само открываемое неизвестное знание, требуется нечто еще. Как писал А. В. Брушлинский, «объективное существование формируемых (а не данных заранее в готовом виде) критериев будущего решения задачи обнаруживается… прежде всего, в очень разной степени уверенности испытуемых в правильности найденных решений».
Безусловно, уверенность, убежденность в истинности или, наоборот, ложности выдвигаемых суждений уже могут являться критериями. Принципиальной особенностью указанных критериев является их неформализуемость, потому что уверенность и убежденность никогда не выступают в виде словесного знания, не принимают другую логическую форму. Во многом эти критерии носят интуитивный характер, поскольку почти не подаются разумному, сознательному контролю и поэтому иррациональны по своей природе.
Вот, например, как описывал академик Б. В. Раушенбах процесс подготовки одной своей статьи: «…и во время ее написания, и после… я все время ощущал, что в ней чего-то не хватает, может быть, самого главного. Я знал, что все написанное совершенно верно, но одновременно чувствовал, что сам не до конца понимаю статью. Так и не справившись с этой трудностью, я… понес <рукопись> в редакцию. Совершенно не думая о статье… я спустился в метро и… вдруг в каком-то мистическом озарении мгновенно понял истинный смысл проделанной работы».
Получается, что критерии искомого действительно возникают и существуют абстрактно в виде некоторого общего чувства истинности нового знания, предшествуют ему и позволяют проводить качественную, неформализуемую интерпретацию выдвигаемых суждений. Однако уверенность и убежденность — только одни из возможных качественных критериев искомого, возникающие уже на заключительных этапах мышления. На его начальных и промежуточных этапах такими критериями, в частности, являются смутное осознание неполноты или неистинности имеющегося решения, неясное, необъяснимое стремление, интуитивное влечение, также проявляющиеся в виде некоторого чувства или ощущения. Эти размытые стремления задают тенденцию, направленность мышления на выдвижение и анализ тех или иных предположений, которые человеку почему-то кажутся истинными.
Так, объясняя М. Вертгеймеру особенности своего мышления при создании теории относительности, Альберт Эйнштейн отмечал: «На протяжении всех этих лет было ощущение направленности, непосредственного движения к чему-то конкретному. Конечно, очень трудно выразить это ощущение словами, но оно определенно присутствовало и его следует отличать от более поздних размышлений о рациональной форме решения. Несомненно, за этой направленностью всегда стоит что-то логическое, но у меня она присутствует в виде некоего зрительного образа».
Возникает вопрос: какие мозговые процессы могут обеспечивать возникновение качественных, абстрактных критериев? Прежде всего, неясное стремление к выдвижению и анализу некоторых суждений не определяется поступающей в мозг информацией, так как оно само задает ее поиск. Аналогично и уверенность в истинности (ложности) искомого не исходит из его информационного содержания, а только оценивает найденное решение как бы со стороны, извне. Качественные критерии также не определяются информацией и конкретными знаниями, находящимися в памяти, потому что ни стремление, ни уверенность нельзя вспомнить.
Таким образом, нейронные процессы, обеспечивающие передачу и переработку информации, не являются основой, источником формирования качественных критериев. Наоборот, стремление и уверенность как бы стоят над информационными процессами, направляя и регулируя их протекание исходя из некоторых внешних, не связанных с этими процессами оценок. При этом информация всегда имеет конкретную форму, тогда как качественные критерии абстрактны по сути. Поэтому данные критерии должны иметь независимый источник иной, неинформационной природы.
Однако независимость природы разных процессов или явлений предполагает невозможность их совместного осуществления на единой основе. Возникновение качественных критериев как недизъюнктивный психический процесс не может происходить в нейронах с помощью тех же дискретных импульсных механизмов, что и переработка информации.
Кроме того, качественные критерии должны соотносить информационные процессы с некоторым дополнительным, причем еще неизвестным самому человеку знанием. Но если это знание возникает в нейронах, оно не может быть независимым от процессов переработки информации, а значит, и реализовывать их внешнюю оценку. Если же предположить, что причиной возникновения, например, уверенности в правильности решения является синтез некоторого вещества, придется допустить, что имеется и независимый источник этого синтеза, — но ему просто неоткуда взяться.
Следовательно, есть веские основания полагать, что качественные критерии должны формироваться вне мозга. Получается, что различие между классами психических процессов состоит не только в их содержании, но и в происхождении относительно мозга: дизъюнктивные процессы являются внутримозговыми, а недизъюнктивные имеют внемозговую природу. В связи с тем, что качественные критерии подчиняют, регулируют информационные процессы, можно предположить, что существует некоторое внешнее воздействие на нейроны. В результате в них формируются однозначные количественные критерии, принимающие вид искомого знания. Вопрос существования, природы и механизмов такого воздействия, безусловно, является открытым.
Надежда найти ответ на него связана не только с психологией, но и с технологиями коммуникации компьютера с мозгом. Недавние результаты по соединению нейронов и компьютерных чипов (например, соединение искусственного глаза и мозга слепого человека; компьютера и нейронов зрительного бугра кошки; создание биоробота, в котором отдельные нейроны головного и спинного мозга миноги соединены с процессором, управляющим движением робота в зависимости от расположения источника света и т. д.) могли быть получены только при условии, что импульсные компьютерные, спайковые и, по крайней мере, некоторые психические процессы имеют общую дискретную природу. Отсюда — любопытное следствие: для возникновения психических процессов определенного класса достаточно только дискретных электрических импульсов, так как биохимические процессы, происходящие в нейронах, в компьютерных процессорах, разумеется, отсутствуют, а значит, ими можно пренебречь. Границы данного класса будут определяться сменой типов критериев.
При раскрытии природы внемозговых процессов нужно, прежде всего, избегать аналогий из физики или техники. Причина в том, что если выдвинутое предположение верно, то внемозговые психические процессы и явления должны образовывать особый мир, о котором определенно можно сказать только одно: этот мир — живой!
