Как работает мозг - Стивен Пинкер

Сознание-доступ – тоже всего лишь проблема, а не тайна, учитывая то, как много мы уже знаем о вычислительных процессах, происходящих в мозге. Вспомним нашу с вами продукционную систему, находившую дядю. Она наделена общей краткосрочной памятью: рабочим пространством или доской объявлений, видимой всем демонам в системе. В отдельной части системы располагается более объемное хранилище информации – долгосрочная память, которую демоны не могут видеть, если какой-то ее элемент не будет скопирован в краткосрочную память. Многие психологи-когнитивисты указывают на тот факт, что в таких моделях краткосрочная память (общая доска объявлений, рабочее пространство общего пользования) действует в точности, как сознание. Когда мы осознаем тот или иной фрагмент информации, с ним могут работать многие компоненты мышления. Если мы видим перед собой линейку, то мы можем описать ее, протянуть за ней руку, прийти к выводу, что ею можно подпереть оконную раму, сосчитать деления на ней. По словам философа Стивена Стича, сознаваемая информация неразборчива в логических связях; она делает себя доступной для огромного количества механизмов обработки информации вместо того, чтобы быть верной всего одному. Ньюэлл и Саймон добились замечательных результатов в понимании процесса решения задач, всего лишь попросив человека размышлять вслух, работая над паззлом. Им удалось очень точно сымитировать умственную деятельность с помощью продукционной системы, в которой содержание доски объявлений пошагово соответствовало сообщениям человека о том, что он сознательно обдумывал131.

Мы многое узнали и о технических требованиях к сознанию как доступу к информации и эволюционных факторах, которые, по-видимому, привели к его появлению. Основной принцип заключается в том, что любой процессор данных должен иметь ограниченный доступ к информации, потому что у информации есть не только плюсы, но и издержки132.

Первый вид издержек – это пространство: для хранения информации требуются достаточные ресурсы. Эта закономерность очевидна любому владельцу персонального компьютера, размышляющему над тем, стоит ли ему потратиться на покупку дополнительной оперативной памяти. Конечно, мозг в отличие от компьютера оснащен огромным количеством параллельных ресурсов для хранения. Иногда теоретики выдвигают предположения, что мозг может хранить все возможные непредвиденные ситуации в готовом виде, а мышление может быть сведено к пошаговому распознаванию шаблонов данных. Вместе с тем математика комбинаторного взрыва напоминает старый лозунг канала «Эм-Ти-Ви»: много не бывает. Элементарные вычисления показывают, что количество доступных человеческому восприятию предложений, значений предложений, шахматных партий, мелодий, видимых объектов и т. д. может превосходить количество частиц во Вселенной. Например, в игре в шахматы на каждом ходу существует от 30 до 35 вариантов следующего хода, и на каждый из этих вариантов может быть от 30 до 35 реакций, что уже составляет около тысячи возможных ходов. В среднем шахматная партия состоит из сорока ходов, что дает 10120 разных шахматных партий. Для сравнения, в обозримой части Вселенной насчитывается около 1070 частиц. Именно поэтому невозможно играть в шахматы, запоминая все партии и узнавая каждую последовательность ходов. То же самое справедливо для предложений, историй, мелодий и т. д. Конечно, некоторые комбинации могут храниться в памяти, но очень скоро у вас либо закончатся ресурсы мозга, либо шаблоны начнут накладываться один на другой, создавая бесполезные гибриды и смеси. Вместо того, чтобы хранить астрономические количества входов и выходов или вопросов и ответов, процессор информации должен иметь правила или алгоритмы, которые позволяют обрабатывать за один раз одно подмножество данных и рассчитывать ответ как раз тогда, когда он нужен.

Второй тип издержек информации – это время. Точно так же, как невозможно хранить в мозге размером меньше Вселенной все возможные шахматные партии, невозможно и мысленно разыграть все шахматные партии за всю жизнь, если она не равняется возрасту Вселенной (1018 секунд). Решить задачу за сто лет с практической точки зрения ничуть не лучше, чем не решить ее вовсе. Вообще к обладателю интеллекта предъявляются даже более жесткие требования. Жизнь – это сплошная череда конечных сроков. Восприятие и поведение совершаются в реальном времени – будь то охота на животное или поддержание разговора. А поскольку сами вычислительные процессы тоже занимают время, обработка информации может стать не путем к решению проблемы, а наоборот, частью самой проблемы. Представьте туриста, который планирует вернуться в лагерь до темноты по кратчайшему пути, и тратит двадцать минут на выбор пути, который позволит ему сэкономить десять минут.

Третья статья издержек – это ресурсы. Обработка информации требует энергии. Это очевидно для любого, кто пытался растянуть заряд аккумулятора ноутбука, снизив скорость работы процессора и ограничив его доступ к информации на диске. Мышление тоже обходится нам дорого. Методы функциональной визуализации мозговой деятельности (позитронно-эмиссионная томография и магнитно-резонансная томография) основаны на том, что работающие ткани мозга вызывают прилив к ним крови и потребляют больше глюкозы.

Любой интеллектуальный агент, воплощенный в материальной форме, функционирующий в реальном времени и подчиняющийся законам термодинамики, неизбежно должен быть ограничен в своем доступе к информации. Допускать к нему следует только информацию, релевантную для решаемой в данный момент проблемы. Это не означает, что агент должен носить шоры на глазах или страдать амнезией. Информация, нерелевантная в данный момент и для данной цели, может оказаться релевантной в другое время и для другой цели. Следовательно, необходимо распределение информации. Информация, которая всегда нерелевантна для того или иного вычислительного процесса, должна быть постоянно изолирована от него. Информация, которая иногда релевантна, а иногда нерелевантна, должна быть доступна для вычислительного процесса, когда она релевантна – в той мере, в которой это можно спрогнозировать заранее. Это техническое требование объясняет, почему сознание как доступ к информации существует в человеческом мышлении, а также позволяет нам понять некоторые его особенности.

Сознание-доступ имеет четыре явные отличительные черты. Во-первых, мы в той или иной степени осознаем огромное разнообразие чувственных ощущений: цвета и формы окружающих нас объектов, звуки и запахи, в которых мы купаемся, давление и боль в тканях кожи, костей и мышц. Во-вторых, отдельные фрагменты этой информации могут оказываться в центре внимания, попадать в краткосрочную память и исчезать из нее, давая пищу для размышлений. В-третьих, ощущения и мысли не существуют без эмоциональной окраски: они могут быть приятными или неприятными, интересными или отвратительными, волнующими или успокаивающими. Наконец, существует некий исполнительный элемент, «Я», который делает выбор и нажимает на рычаги поведения. У каждой из этих особенностей есть четкая роль в адаптивной организации мысли и восприятия в целях принятия рациональных решений и осуществления рациональных действий.

Давайте начнем со сферы восприятия. Джекендофф, проанализировав разные уровни ментальных репрезентаций, используемые разными модулями, задался вопросом о том, какой из уровней соответствует осознанию настоящего времени. Например, обработка зрительной информации начинается с колбочек и палочек на сетчатке и, проходя через промежуточные уровни репрезентации контуров, глубины, поверхности, заканчивается распознаванием объектов, находящихся у нас перед глазами. Понимание языка начинается с непосредственно воспринимаемого звука и через репрезентации слогов, слов и словосочетаний идет к пониманию смысла высказывания.

Джекендофф заметил, что сознание-доступ использует промежуточные уровни. Люди не осознают нижние уровни чувственного восприятия. Мы ведь не проводим всю жизнь, размышляя, как герой Пруста, над каждой крошкой пирожного «мадлен» и каждым оттенком настойки из липового цвета. Мы в буквальном смысле не видим «светлоту» угля при солнечном свете и «темноту» снежка в помещении, не видим бледного серо-зеленого оттенка «черных» точек на телеэкране или «резиновых» параллелограммов, которые проецирует на нашу сетчатку движущийся квадрат. Мы «видим» продукт тщательной обработки: поверхности объектов, их цвета и фактуру поверхности, их глубину и наклон. Звуковая волна, которую улавливают наши ушные раковины, состоит из искаженных и смешанных в одну кучу слогов и слов, но мы не слышим этой непрерывной акустической ленты, мы «слышим» цепочку из четко отделенных друг от друга слов. Вместе с тем непосредственно осознаваемое нами не представляет собой и исключительно верхний уровень представления данных. Высшие уровни – содержимое окружающего мира или суть сообщения – обычно остаются в долгосрочной памяти целые дни и годы спустя, но в самом процессе восприятия мы осознаем только изображение и звуки. Ведь когда мы видим лицо, мы не думаем отвлеченно «Лицо!»; мы воспринимаем его полутона и изгибы133.