Во что мы верим, но не можем доказать. Интеллектуалы XXI века о современной науке-Джон Брокман




страница10/14
Дата26.02.2016
Размер2.1 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14
Говард Гарднер

      ГОВАРД ГАРДНЕР - профессор когнитивных наук и теории образования в магистратуре педагогических паук Гарвардского университета. Адъюнкт профессор психологии Гарвардского университета и адъюнкт-профессор нейробиологии медицинского института Бостонского университета. Среди его последних книг — «Дисциплинированный разум», «Новый взгляд на интеллект» и «Искусство и наука влияния на взгляды людей»[18].

       Я верю, что человеческие таланты основаны на особых паттернах связности мозга. Эти паттерны можно рассматривать по мере того, как индивидуум сталкивается и в конечном счете осваивает организованную деятельность или область своей культуры. Рассмотрим три конкурирующие теории:

       1. Талант — вопрос практики. Каждый из нас мог бы стать Моцартом или Эйнштейном, если бы как следует потрудился.

       2. Талант универсален. Тот, кто хорошо делает что-то одно, может хорошо делать и все остальное.

       3. Талант имеет генетическую основу. Если это так, данная теория ошибочно подразумевает, что у человека с «музыкальным геном» обязательно проявится музыкальный талант. Точно так же, как генетически обусловлен наш цвет глаз или, что хуже, болезнь Хантингтона.

       Вот моя гипотеза: самая подходящая аналогия — освоение языка. Почти каждый из нас легко овладевает языком в первые годы жизни; можно сказать, что почти все мы — талантливые ораторы. Аналогичный процесс происходит и с другими талантами, но с двумя различиями:

       А. Существует множество генетических вариаций, указывающих на талант в таких областях, как музыка, шахматы, гольф, математика, лидерство, письменная речь (в противоположность устной) и т.д.

       Б. По сравнению с языком набор соответствующих действий более вариативен в разных культурах. Например, игры. Человек, который легко учится играть в шахматы в одной культуре, не обязательно с той же легкостью научился бы играть в покер или в го в другой культуре.

       Когда мы чему-то учимся, формируются определенные нейронные связи. Нервная система некоторых из нас предрасположена к тому, чтобы быстро научиться определенным действиям (шахматы) или классам действий (математика), свойственным одной или нескольким культурам. Соответственно, в этой области и в этой культуре нас будут считать талантливыми, и мы быстро станем экспертами. Все остальные тоже могут достичь некоторого умения, но это займет больше времени, потребует более эффективного метода обучения, интеллектуальных способностей и формирования новых нейронных сетей в мозге, не нужных талантливому человеку.

       Сейчас эту гипотезу проверяют Эллен Виннер и Готтфрид Шлог. Они делают томографию мозга детей перед тем, как последние начнут брать уроки музыки, которые будут продолжаться в течение нескольких лет после томографии. Также они исследуют контрольные группы и дают участникам контрольные задания (не связанные с музыкой). После нескольких лет занятий музыкой ученые определят, у кого из детей есть музыкальный «талант». Они будут исследовать мозг музыкально одаренных детей до начала обучения музыке, а затем изучать, как развивается их мозг в процессе занятий музыкой.

       Если верна теория №1, то все зависит от времени практики. Если верна теория №2, то те, кто добьется наибольших успехов в музыке, добьются успеха и во всем остальном. Если окажется верной теория №3, индивидуальные особенности мозга испытуемых должны быть заметны с самого начала. Если же верна моя гипотеза, то самых талантливых детей выделяют не отличия, заметные до обучения, а скорее, изменение характера нейронных связей в их мозге в течение первых лет обучения.

      Дэвид Гелернтер

      ДЭВИД ГЕЛЕРНТЕР — профессор компьютерных наук Йельского университета, ведущий научный сотрудник компании Mirror Worlds Technologies, Нью-Хейвен. Его исследования посвящены управлению информацией, параллельному программированию и искусственному интеллекту. Автор книг «Зеркальные миры», «Муза в машине» и «Рисунок жизни: пережить Унабомбера».

       Я верю (я знаю — но не могу доказать!), что ученые скоро поймут физиологическую основу когнитивного спектра — цветов, которые мы наблюдаем во время томографии мозга, от ярко-фиолетового цвета волн, которые излучает мозг при полной концентрации, до самых длинных, медленных красных волн, когда мы видим сны. Как только ученые поймут этот спектр, они научатся лечить бессонницу, выяснят, как возникают открытия по аналогии (и в результате поймут, что такое творчество) и какова роль эмоций в мышлении. Станет очевидно, что мы мыслим не только тогда, когда решаем математическую задачу, но даже когда просто смотрим в окно и «ни о чем не думаем». Программисты, наконец, найдут тот недостающий таинственный «ингредиент», отсутствие которого до сих пор сводило на нет все попытки моделировать человеческое мышление и превратило эту некогда перспективную область исследований в город призраков. (Их неудачи объясняются тем, что в разных ситуациях люди думают по-разному: в состоянии бодрствования наш ум энергичен, активен и работает совсем не так, как перед сном, когда мы устали. Но программы искусственного интеллекта в любое время «думают» одинаково.)

       Ученые поймут, почему невозможно заставить себя заснуть или испытать творческое вдохновение — и как эти два факта связаны между собой. Они поймут, почему люди так часто сообщают о том, что лучшие идеи посетили их, когда они вели машину, брились или занимались чем-то еще, что поглощало их внимание и помогало на время отвлечься от проблемы. Короче говоря, они начнут рассматривать мышление как интегрированный, динамический процесс, который изменяется в течение дня и в течение жизни, но всегда соответствует единому спектру.

       Вот что мы знаем о цветах когнитивного спектра: каждый из нас ежедневно демонстрирует некую версию спектра. Наша способность к абстрактному анализу информации выше, когда мы наиболее активно бодрствуем. Когда степень бодрствования снижается, мышление становится более конкретным. Когда мы начинаем засыпать, возникают свободные ассоциации. (Специалисты по когнитивной психологи уже много лет знают, что мы начинаем видеть сны еще до того, как засыпаем.) Мы также знаем, что интеллектуальное развитие означает обратное движение по континууму когнитивного спектра: младенцы и маленькие дети мыслят конкретно; с возрастом они все более способны к абстрактному анализу. (Новорожденные не случайно почти все время спят.)

       Вот мои предположения о когнитивном спектре: когда мы движемся вниз по спектру, наше мышление становится все менее аналитическим и все более конкретным. Наконец, у основания спектра оно становится совершенно нелогичным, очень конкретным (мы называем это «сном»), и эмоции все больше проникают в мысли. Я не могу доказать (но верю), что именно «эмоциональное кодирование» объясняет проблему аналогии. Ученые и философы годами ломают головы об одну и ту же стену — почему человек может сказать: «Кирпичная стена и сложная проблема — совершенно разные вещи, но все же я могу провести между ними аналогию»? Получить ответ на этот вопрос означает понять суть творчества. А ответ такой: мы способны провести аналогию между двумя совершенно разными вещами, потому что у нас в голове эти вещи связаны одной и той же эмоцией. И эта эмоция образует между ними мостик. Каждое воспоминание сопровождается характерной эмоцией; одинаковые эмоции позволяют нам связывать между собой два разных воспоминания. Эмоция — не просто нечто однозначное, характеризующее наше состояние в разговоре или в письмах («я счастлив», «мне грустно» и т.д.); эмоция может быть тонким, сложным, полным нюансов, невыразимым чувством, которое мы испытываем в первый теплый день весны.

       И вот чего мы не знаем: каков физиологический механизм когнитивного спектра? Каков его генетический принцип? Лет через десять мы ответим на эти вопросы.

      Марк Хаузер

      МАРК ХАУЗЕР — профессор факультета психологии Гарвардского университета и один из директоров его программы по изучению разума, мозга и поведения. Автор книг «Эволюция коммуникации», «Модель коммуникации животных» и «Дикие умы: о чем на самом деле думают животные».

       Почему люди так умны?

       Вот лучшее объяснение, которое приходит мне в голову: только человек создал простой трюк, имеющий далеко идущие последствия для всех аспектов нашего существования, от языка и математики до искусства, музыки и нравственности. Этот трюк — способность извлекать отдельные элементы информации из любого набора объектов и составлять на их основании новые комбинации, создающие бесконечное множество осмысленных результатов.

       Например, мы берем бессмысленные фонемы и составляем из них слова, из слов — предложения, а из предложений рождается Шекспир. Мы берем бессмысленные мазки краски и составляем из них формы, из форм — цветы, а из цветов рождаются водяные лилии Моне. Мы берем ничего не значащие поступки и комбинируем их в последовательные действия, из них складываются ситуации, а ситуация может привести к убийству или героическому поступку.

       Я пойду еще на шаг дальше: держу пари, что когда мы обнаружим (разумную) жизнь на других планетах, то выяснится: объекты, из которых можно составлять комбинации, там могут быть другими. Но живущие на этих планетах разумные существа тоже будут создавать открытые системы с помощью того же трюка, тем самым давая начало универсальному процессу создания комбинаций.

      Гари Маркус

      ГАРИ МАРКУС — адъонкт-профессор психологии и нейробиологии Нью-Йоркского университета и директор его Центра по изучению языка детьми. Автор книг «Алгебраический разум» и «Рождение разума».

       Если компьютеры состоят из аппаратного и программного обеспечения, транзисторов и резисторов, из чего состоит нейронная машина, которую мы называем мозгом? Не нужно быть нейробиологом, чтобы понимать, что в мозге, конечно же, нет транзисторов и резисторов. Но я совершенно уверен, что «компьютер» человеческого мозга имеет одно общее качество с обычным компьютером: способность представлять информацию в форме абстрактного алгебраического кода.

       Практически все компьютерные программы в мире состоят из тысяч (или даже миллионов) инструкций. Они звучат примерно так: «Если X больше, чем Y, определите Z» или «Определите значение O, прибавив А, В и С». Эти формулы применимы не только для особых случаев, но и для огромного диапазона возможных наборов данных — для всего, что можно выразить с помощью переменных X, Y или Z.

       Я считаю, что человеческая когнитивная система основана на том же типе абстракции. Например, знаменитое правило лингвистики: предложение может состоять из комбинации именного сочетания и глагольной конструкции. В итоге может получиться не только знаменитое предложение Наума Хомски «Бесцветные зеленые идеи яростно спят», но и бесконечное количество других предложений. Язык как открытая система — наглядный пример умственной алгебры и гибкости человеческой мысли. Что интересно, создавать такие абстракции могут даже дети. В нашей лаборатории мы проигрывали семимесячным детям серии искусственных предложений, вроде «ла-та-ла», «га-на-га», «же-ли-же» (придуманные на основании того, что мы называем АБА-грамматикой), а затем — «ла-та-та», «га-на-на», «же-ли-ли» (АББ-грамматика). Всего через две минуты дети подхватывали эту простую, но абстрактную грамматику, что доказывает, что люди от рождения обладают необходимой для жизни способностью к алгебраической репрезентации.

       Эта гипотеза ждет подтверждения — поведенческие исследования могут лишь указать на неврологические механизмы, лежащие в основе поведения. В конечном итоге нам потребуются совершенно новые неврологические методы, которые позволят увидеть и понять взаимодействие между отдельными нейронами. Но любые факты, которые мы можем собрать сегодня — изучая грудных младенцев, маленьких детей, взрослых, используя данные психологии и лингвистики, — указывают на то, что алгебраические абстракции, благодаря которым работают компьютеры, играют не менее важную роль в нейрокогнитивной системе человека.

      Брайан Гудвин

      БРАЙАН ГУДВИН — профессор биологии Шумахер-колледжа в Девоншире (Великобритания). Автор книги «Как леопард изменил свои пятна».

       Я считаю, что природу и культуру можно рассматривать как единый непрерывный процесс, а не две независимые сферы, отделенные друг от друга некими качествами, присущими только людям, например, устной и письменной речью, сознанием или этикой.

       Этому нет никаких доказательств. Ни в естественных, ни в гуманитарных науках нет согласия по этому вопросу, но открытия последних нескольких лет обеспечивают фундамент для эмпирической и теоретической работы, которая, по моему убеждению, приведет к общему представлению о том едином процессе, в котором участвуем мы и природа. Это будет не захват гуманитарных знаний естественными науками, а их истинное слияние, основанное на общих фундаментальных концепциях, например, на смысле и целостности процессов природы и культуры, их использовании в научных исследованиях, технологиях и искусстве.

       На мой взгляд, это станет возможным, в первую очередь, благодаря достижениям биологии, занимающей промежуточное положение между культурой и физическим миром. Ее ключевые концептуальные изменения основаны на теории сложности, с ее подробными исследованиями взаимосвязей между разными компонентами организмов, а также между разными организмами в экосистемах. Когда проекты по расшифровке генома продемонстрировали, что мы неспособны понять смысл информации, заложенной в ДНК, мы стали изучать, каким образом организмы используют эту информацию, чтобы создавать формы, которые позволят им выжить и оставить потомство в определенной окружающей среде. Фокус сдвинулся от вопросов наследственности к ее организованному контексту, живой клетке; на переднем плане биологических исследований снова оказались живые организмы — как агенты, обладающие определенной организацией.

       Изучение самоотносимых сетей, регулирующих активность генов в организмах, выполняющих различные функции и создающих в клетках различные конструкции посредством взаимодействия протеинов, а также исследования последовательности метаболических трансформаций в организме показывают, что все они обладают определенными свойствами автомодельной фрактальной структуры, регулируемой степенными отношениями.

       Эти свойства напоминают структуру языков, которые также являются самоотносимыми сетями, описываемыми с помощью степенных отношений (как много лет назад обнаружил лингвист из Гарварда Дж. Зипф). Здесь напрашивается вывод о том, что организмы используют прото-язык, чтобы понять как унаследованную от предков историю (записанную в ДНК и ее молекулярных модификациях), так и их внешний контекст (окружающую среду). Таким образом, организмы создают нечто вроде культуры, где есть смысл и история, выраженные в формах (морфологии и поведении), свойственных их виду. Это — аналог встроенного или неявного смысла, который ученые-когнитологи считают сегодня важнейшим качеством человеческой культуры.

       Если мы рассматриваем биологические виды как культуры, пережившие 3,7 миллиарда лет адаптивной эволюции на Земле, становится ясно, что они несут в себе важные знания и результативный жизненный опыт. Человеческой культуре эти знания крайне необходимы. Это глубинный источник мудрости о том, как можно жить рядом с другими организмами, эффективно использовать энергию и ресурсы, перерабатывать отходы, создавать функциональные и в то же время красивые формы, проявлять творческие способности и постоянно заниматься инновациями. Сейчас мы можем разработать целостный научный подход, объединенный с искусством и гуманитарными дисциплинами, на основании принципов естественной этики, последних научных достижений, объединяющих и качественный, и количественный подход.

       Нужно очень много сделать, чтобы сформулировать этот единый подход, — от эмпирического изучения того, как организмы достигают целостности и адаптивности, до применения этих принципов в разработке человеческих артефактов, от генераторов энергии и систем коммуникаций до машин и фабрик. Цель такого подхода — интегрировать человеческую культуру с процессами природы, как это происходит у всех остальных живых организмов. Это позволит нам улучшать качество жизни на нашей планете, а не ухудшать его. Но для этого потребуется пересмотреть теорию эволюции с точки зрения естественных факторов, когда в жизненный цикл разных биологических видов встроен смысл, который можно назвать естественной культурой.

       Интегрировать биологию и культуру с принципами физического мира будет нелегко, но мы уже видим, как это можно сделать. Например, автомодельные фрактальные паттерны, возникающие в физических системах во время фазовых переходов, когда возникает новый порядок, обладают теми же характеристиками, что и паттерны, наблюдаемые в биологических и культурных процессах, участвующих в создании порядка и смысла. Единая версия творческих и осмысленных космических процессов вполне может прийти на смену представлению о бессмысленном механистичном космосе, доминирующему в западной науке и культуре последние несколько сотен лет.

      Лео Чалупа

      ЛЕО ЧАЛУПА — профессор офтальмологии и нейробиологии, заведующий кафедрой нейробиологии, психологии и поведенческих наук Калифорнийского университета, Дэвис. Его научные интересы связаны с развитием и пластичностью зрительной системы млекопитающих и факторами, регулирующими формирование функциональных, нейрохимических и структурных свойств ретинальных клеток ганглия.

       Вот три вещи, в которые я верю, но не могу доказать.

       1. Человеческий мозг — самый сложный организм в известной нам Вселенной.

       2. Благодаря этому непостижимому продукту эволюции мы в итоге сможем узнать все, что можно знать о физическом мире, — конечно, при условии, что наш биологический вид не исчезнет с лица земли в связи с какой-нибудь катастрофой.

       3. Наука предлагает лучшие средства для достижения этой окончательной цели.

       Если рассматривать научные исследования с точки зрения очевидных ограничений человеческого мозга, то знания, накопленные нами во всех научных сферах, просто поразительны. Рассмотрим неопровержимо доказанную вариабельность функциональных характеристик нейронов. Наблюдение за реакциями отдельных нейронов — например, реакцией зрительной зоны коры головного мозга на вспышку света — демонстрирует поразительные вариации. В одном случае этот простой стимул (вспышка света) может вызвать настоящий взрыв реакций, а при следующем опыте реакции может почти не быть. Те же самые феномены проявляются в данных электроэнцефалограммы: частота и амплитуда волн мозга меняются совершенно непредсказуемо, даже если испытуемый спокойно лежит и нет никаких изменений в его поведении или в окружающей среде. Подобная изменчивость наблюдается и при магнитно-резонансной томографии; красочные фотографии состояний мозга, которые можно увидеть в печати, — это просто «среднее арифметическое» множества исследований, выведенное компьютером.

       Как же мозг делает это? Как он может функционировать настолько эффективно, как ему это удается, если учесть неизбежные искажения, свойственные его системе? У меня нет хорошего ответа на этот вопрос, и ни у кого другого его тоже нет, несмотря на все научные труды в этой области. Но в соответствии со вторым из трех убеждений, приведенных выше, я уверен, что в один прекрасный день мы найдем ответ.

      Маргарет Вертхейм

      МАРГАРЕТ ВЕРТХЕЙМ — популярный автор и комментатор. Много пишет о проблемах пауки и общества для журналов, телевидения и радио. Автор книг «Пифагоровы штаны» и «Жемчужные врата киберпространства». Сейчас работает над книгой, посвященной роли воображения в теоретической физике.

       Мы все во что-то верим, и наука сама по себе исходит из целого ряда верований. Прежде всего, наука строится на представлении, что вещи поддаются пониманию и что благодаря нашему изобретательному разуму и все более тонким инструментам в конце концов мы будем знать Все.

       Но познаваемо ли Все? Я верю, хотя и не могу этого доказать, что всегда будут явления, которых мы не знаем, — большие, маленькие, интересные и важные.

       Если теоретическая физика может служить для нас ориентиром, можно предположить, что наука приближается к своей окончательной цели. В последние несколько десятилетий физики-теоретики находятся в поисках так называемой Теории Всего, которую лауреат Нобелевской премии Стивен Вайнберг окрестил «окончательной теорией». Предполагается, что это будет окончательный набор уравнений, способный объединить все фундаментальные силы, известные сегодня физикам: гравитацию, электромагнетизм и ядерные силы, действующие в ядрах атомов. Но такая теория, если нам повезет извлечь ее из всей массы конкурирующих концепций, ничего нам не скажет о том, как формируются протеины или как возникла ДНК. Тем более она не сможет пролить свет на химию живой клетки или на действие человеческого разума. Теория Всего даже не поможет понять, как возникают снежинки.

       Мы уже выяснили, как произошла Вселенная, и смогли наблюдать искривления пространства и времени. Поэтому трудно поверить, что ученые до сих пор не понимают чего-то, на первый взгляд, настолько простого, как формирование кристаллов льда. Но это действительно так. Физик из Калифорнийского технологического института Кеннет Либбрехт — всемирно известный эксперт по формированию кристаллов льда. Этот неформальный проект он начал более двадцати лет назад. Как он говорит, «на этой планете живет шесть миллиардов человек, и мне кажется, хотя бы один из них должен понимать, как формируются снежные кристаллы». После двух десятков лет тщательных экспериментов в специально сконструированных герметичных камерах Либбрехт пришел к выводу, что несколько продвинулся в понимании процесса кристаллизации льда по краям псевдожид-кого слоя, окружающего ледяные структуры. Он называет свою теорию «зависимой от структуры кинетикой связывания», но сразу же делает оговорку, что ее нельзя считать окончательной. Превращение воды в лед — удивительно сложный процесс, всегда занимавший великие умы, например, Иоганна Кеплера и Майкла Фарадея. Либбрехт надеется, что сможет еще немного увеличить наши знания об этой чудесной субстанции, без которой невозможна жизнь.

       Кроме того, Либбрехт — один из сотен физиков, работающих в лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO). Задача обсерватории — регистрировать гравитационные волны, исходящие от черных дыр и других массивных космических объектов. Существование гравитационных волн предсказано общей теорией относительности, и поэтому физики верят, что они есть. Эта вера привела к созданию оборудования стоимостью в полмиллиарда долларов. Любой успешной Теории Всего придется считаться с гравитацией, которая, вместе с тремя другими силами, должна в конечном итоге проявиться и в форме волн, и в форме частиц. Обсерватория LIGO должна регистрировать волновую форму этой таинственной силы, если она, конечно, существует.

       Несколько лет назад популяризатор науки Джон Хорган написал провокационную книгу, где предположил, что наука близится к концу и все основные теоретические доктрины уже существуют. Хорган прав в одном: физика высоких энергий, возможно, уже практически достигла пика своего развития. Но во многих других сферах наука только начинает нащупывать верный путь. Например, только сейчас у нас появились научные инструменты и методы, позволяющие исследовать, как формируется и действует атмосфера, как функционируют экологические системы, как гены создают протеины, как эволюционируют клетки и как работает мозг. Успехи «фундаментальной науки» открыли двери, в которые напрасно стучались предыдущие поколения, но при этом складывается впечатление, что становится все больше того, чего мы не знаем. Журналы по физике полны теорий о том, как можно создавать в лаборатории целые вселенные, и может показаться, что наука окончательно осмыслила реальность. На самом деле мы до сих пор весьма невежественны — и я уверен, что так будет всегда.

       Накануне расцвета научной революции большой поклонник математики кардинал Николай Кузанский призывал к тому, что называл «просвещенным невежеством». По его мнению, целью современного научного мышления должно быть не всезнание, но еще более тонкое и проницательное незнание. Скромные снежинки, которые изучает Кеннет Либбрехт, — прекрасный пример такого «незнания». Снежинки тают на кончике языка, и в каждой из них заключена Вселенная, законы которой мы едва начали разгадывать.

      

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница