Быть собой: новая теория сознания

Глава 4 Восприятие, идущее изнутри

Я открываю глаза, и возникает мир. Я сижу на веранде деревянной развалюхи в горном кипарисовом лесу в нескольких милях к северу от калифорнийского Санта-Круза. Раннее утро, день только начинается. Мой взгляд уткнулся в высокие деревья, еще окутанные холодным туманом, который каждую ночь накатывает с океана, обрушивая столбик термометра. Земли не видно, так что и веранда, и деревья словно плавают вместе со мной в этом белом молоке. На веранде несколько старых пластиковых стульев (на одном из них я и устроился), стол и поднос с кофе и хлебом. Слышно пение птиц, какие-то шорохи за спиной (это мои соседи возятся в доме) и невнятное бормотание вдалеке, не знаю откуда и чье. Так бывает не каждое утро, сегодняшнее выдалось приятным. И я в который раз пытаюсь внушить себе, что этот потрясающий мир — порождение моего мозга, конструкт, что-то вроде «контролируемой галлюцинации».

Когда мы в сознании, мы что-то сознаем — что-то одно или множество всякого разного. Это содержание сознания. Чтобы разобраться, откуда оно возникает и что я имею в виду, говоря о контролируемой галлюцинации, давайте попробуем поменять точку зрения. Представьте на минуту, что вы мозг.

Попробуйте действительно поставить себя на его место и вообразить, каково это, будучи заключенным в костяной темнице черепа, пытаться выяснить, что происходит там, снаружи, во внешнем мире. К вам не проникают ни свет, ни звуки, ничего — вокруг кромешная тьма и гробовая тишина. Для формирования впечатлений есть только нескончаемый поток бомбардирующих вас электрических сигналов, которые лишь косвенно связаны с происходящим снаружи, чем бы оно ни было. На этих сигналах от органов чувств нет карточек с подписями «это от чашки кофе», «это от дерева». У них даже модальность никак не обозначена — зрительный это сигнал, слуховой, осязательный или принадлежащий какой-нибудь менее известной модальности вроде термоцепции (ощущение тепла и холода) или проприоцепции (ощущение положения тела в пространстве)[99].

Как мозг преобразует эти заведомо неоднозначные сигналы от органов чувств в связный перцептивный мир, наполненный предметами, людьми и местами? Во второй части этой книги мы рассмотрим идею мозга как «предсказывающей машины», согласно которой все, что мы видим, слышим и чувствуем, есть не что иное, как «наиболее вероятное предположение» мозга о причинах и источниках поступающих к нему сенсорных сигналов. Доведя эту идею до логического конца, мы увидим, что содержание сознания — это что-то вроде сна наяву, контролируемой галлюцинации, которая одновременно превосходит реальный мир и уступает ему.

Вот общепринятое представление о восприятии. Назовем его «кажущееся».

Нас окружает независимая от нашего сознания реальность, полная предметов, людей, мест, обладающих подлинными свойствами, такими как цвет, форма, текстура и так далее. Наши органы чувств служат прозрачными окнами в этот мир — они наводятся на все эти объекты, улавливают их свойства и передают информацию мозгу, а тот считывает ее в ходе сложных нейронных процессов и формирует восприятие. Чашка кофе во внешнем мире вызывает восприятие чашки кофе, создающееся внутри мозга. Кто или что при этом совершает акт восприятия? Ну так понятно же — «личность», «внутреннее я», которое принимает накатывающие одна за другой волны сенсорных данных, руководствуется их перцептивным выводом в своем поведении и решает, что делать дальше. Во внешнем мире есть чашка кофе. Я воспринимаю ее и беру в руки. Я чувствую, я думаю, затем действую.

Вдохновляющая картина. Представления, складывавшиеся десятилетиями, а может, и столетиями, приучили нас к мысли, что мозг — это такой заключенный в черепной коробке компьютер, который, обрабатывая данные от органов чувств, рисует внутренний образ внешнего мира, чтобы им пользовалось наше «я». Картина настолько знакомая и привычная, что вообразить сколько-нибудь логичную и разумную альтернативу нелегко. Собственно, многие нейроученые и психологи и сейчас представляют себе восприятие именно так — как процесс выявления признаков, направленный «по восходящей».

Согласно этой картине, процесс происходит так: стимулы из внешнего мира — световые волны, звуковые волны, молекулы, передающие вкусы и запахи, и так далее — воздействуют на органы чувств и побуждают их посылать электрические импульсы «вверх» к мозгу или «внутрь» него. Эти сенсорные сигналы проходят несколько различных ступеней обработки, показанных на рисунке ниже черными стрелками, и на каждом этапе анализируются все более сложные признаки. Давайте возьмем в качестве примера зрение. На первых ступенях обрабатываются такие признаки, как яркость или общие контуры, затем — подробности, более мелкие детали, такие как глаза или уши, колеса, зеркала заднего вида. На еще более поздних стадиях анализируется объект как целое или как категория — лица, машины, кофейные чашки.

Таким образом, внешний мир с его предметами, людьми и всем прочим резюмируется в виде серии признаков, извлеченных из льющегося в мозг потока сенсорных данных, словно рыба, которую рыбак ловит на удочку, и чем ниже по течению, тем этот улов крупнее и сложнее. Отмеченные на рисунке маленькими серыми стрелками сигналы, идущие в противоположном направлении — «сверху вниз» или «изнутри наружу», — служат только для того, чтобы уточнять или как-то еще сужать важнейший восходящий поток сенсорной информации.

Это представление о восходящем процессе восприятия отлично согласуется с тем, что нам известно об анатомии мозга, по крайней мере на первый взгляд. Каждая перцептивная модальность связана со своей областью коры — зрительной, слуховой и так далее. В каждой области обработка перцептивных данных организована иерархически. В зрительной системе нижние уровни, такие как первичная зрительная кора, располагаются ближе к источникам входящих сигналов, а более высокие уровни, такие как нижневисочная кора, находятся на несколько ступеней обработки дальше. Если смотреть с точки зрения связей и взаимодействия, сигналы от каждого уровня стекаются на следующий, вышестоящий, чтобы, как и следовало предполагать, нейроны на более высоких уровнях реагировали на признаки, возможно рассредоточенные во времени и пространстве[100].

На руку этим представлениям о восходящем процессе играют и исследования активности мозга. Проводившиеся на протяжении десятилетий эксперименты, в которых изучались зрительные системы кошек и обезьян, раз за разом показывали, что на ранних (низших) ступенях обработки зрительной информации нейроны реагируют на простые признаки, такие как общие очертания, а на более поздних (более высоких) — на сложные, такие как лицо. Схожие результаты применительно к человеческому мозгу демонстрируют относительно недавние эксперименты с использованием методов нейровизуализации, в частности фМРТ[101].

Так можно конструировать даже искусственные «системы восприятия», по крайней мере зачаточные. Предложенная специалистом по информационным технологиям Дэвидом Марром в 1982 г. классическая вычислительная теория зрения[102] являет собой одновременно стандартную отсылку к представлению о восприятии как о восходящем процессе и практическое пособие по разработке и конструированию искусственных зрительных систем. Более новые системы машинного зрения, применяющие искусственные нейросети, такие как сети «глубокого обучения», достигают сегодня впечатляющих высот в работе, в некоторых ситуациях сравнимых с тем, на что способен человек[103]. Эти системы тоже часто опираются на теории восходящего процесса восприятия.

При таком количестве свидетельств в пользу «кажущегося» представления о восприятии как о восходящем процессе еще бы оно не держалось на ногах так твердо!

В этой восхитительной беседе[104] со своей коллегой-философом (и биографом) Элизабет Энском легендарный немецкий мыслитель Витгенштейн на примере коперниканской революции иллюстрирует мысль, что кажущееся положение вещей совсем не обязательно совпадает с действительным. Хотя нам кажется, что Солнце вращается вокруг Земли, в действительности Земля вращается вокруг собственной оси, обеспечивая нам смену дня и ночи, а в центре Солнечной системы располагается Солнце, а вовсе не Земля. Так это же и так всем давно известно, скажете вы, — и будете правы. Но Витгенштейн мыслил глубже. Идея, к которой он подводил Энском, заключалась в том, что, даже когда мы знаем, как все обстоит в действительности, действительность по-прежнему будет казаться такой, как казалась. Солнце все так же встает на востоке и садится на западе.

То же самое и с восприятием. Я открываю глаза, и мне кажется, будто вокруг меня реальный мир. Сегодня я дома, в Брайтоне. Здесь нет кипарисов, как в Санта-Крузе, только обычный беспорядок на моем письменном столе, красное кресло в углу и вытянутые шеи дымовых труб за окном. Все эти объекты выглядят обладающими формой и цветом, а у тех, что поближе, вроде бы можно различить текстуру и запах. Таким представляется мир.

И хотя кажется, будто мои органы чувств служат прозрачными окнами в независимую от сознания реальность, а восприятие — это процесс «считывания и вывода» сенсорных данных, на самом деле, я убежден, происходит нечто совсем иное. Восприятие устремлено не снизу вверх или извне внутрь, оно движется преимущественно сверху вниз или изнутри наружу. Наш чувственный опыт строится на прогнозах мозга или «наиболее вероятных предположениях» о причинах и источниках сенсорных сигналов. Как и в случае с коперниканской революцией, это представление о восприятии как о нисходящем процессе, согласуясь со значительной частью имеющихся свидетельств, мало что меняет в видимом мире, однако на самом деле оно меняет все.

Идея эта отнюдь не нова. Первые проблески теории восприятия как нисходящего процесса появляются в Древней Греции, у Платона с его аллегорией пещеры. Узники в оковах, всю свою жизнь смотрящие на голую стену, видят лишь тени, которые на эту стену отбрасывают предметы, движущиеся за их спиной перед огнем, и они дают этим теням имена, поскольку эти тени для них и есть реальность. Аллегория заключается в том, что наше сознательное восприятие, как и эти тени, представляет собой опосредованное отображение скрытых источников, непосредственно встретиться с которыми нам не дано.

Более тысячи лет спустя, но все равно очень давно, примерно за тысячу лет до нашего времени, арабский ученый Ибн аль-Хайсам писал, что восприятие здесь и сейчас зависит скорее от процессов «суждения и умозаключения»[105], а не от непосредственного доступа к объективной действительности. Еще сотни лет спустя Иммануил Кант осознал, что хаос неограниченного потока данных от органов чувств останется бессмысленным, если его не будут структурировать уже имеющиеся представления и понятия, в число которых он включал такие априорные парадигмы, как пространство и время. Введенный Кантом термин «ноумен» относится к «вещам в себе» — Ding an sich — реальности, независимой от сознания, которая всегда будет недоступна человеческому восприятию, скрыта за сенсорной завесой.

В нейронауке эстафету принял немецкий физик и физиолог Герман фон Гельмгольц, внесший существенный вклад в научный прогресс. В конце XIX в. Гельмгольц выдвинул идею восприятия как «бессознательного умозаключения». Содержание восприятия, доказывал он, создается не сигналами от органов чувств как таковыми, — его нужно выводить как умозаключение, совмещая эти сигналы с ожиданиями или представлениями мозга об их источниках и причинах. Называя этот процесс бессознательным, Гельмгольц понимал, что мы не отдаем себе отчет в механике этих перцептивных умозаключений и учитываем только результат. Перцептивные суждения — «бессознательные умозаключения», по Гельмгольцу, — отслеживают и фиксируют свои источники во внешнем мире, активно и непрерывно обновляя наиболее вероятные перцептивные предположения по мере поступления новых сенсорных данных. По мысли Гельмгольца[106], он подвел научное обоснование под кантовскую догадку, что восприятие не дает нам возможности знакомиться с предметами и явлениями окружающего мира напрямую, мы можем лишь строить умозаключения о том, что находится там, за сенсорной завесой.

На протяжении XX столетия оказавшаяся чрезвычайно влиятельной центральная идея Гельмгольца о «восприятии как умозаключении» принимала самые разные формы. В возникшем в 1950-е гг. направлении психологии «Новый взгляд» подчеркивалось влияние на восприятие социокультурных факторов. Например, как показало одно растиражированное впоследствии исследование, детям из бедных семей размер монет кажется больше, чем на самом деле, тогда как дети из состоятельных семей ошибаться в размере в большую сторону не склонны[107]. К сожалению, многие эксперименты такого рода при всей своей увлекательности проводились с точки зрения сегодняшних методологических стандартов некачественно, поэтому результатам их не всегда можно доверять.

В 1970-х психолог Ричард Грегори развил идеи Гельмгольца в несколько ином ключе, выстроив на них свою теорию восприятия как нейронную «проверку гипотез». Согласно этой теории, точно так же, как ученые проверяют и обновляют научные гипотезы на основании получаемых экспериментальных данных, мозг постоянно формулирует перцептивные гипотезы о том, как выглядит и устроен мир — на основании прошлого опыта и прочих форм накопления информации, — а потом проверяет эти гипотезы, получая данные от органов чувств. Перцептивное содержание, согласно теории Грегори, определяется наиболее подтвержденными гипотезами мозга[108].

Оставшуюся половину века идея восприятия как умозаключения то завоевывала популярность, то отступала в тень, пока где-то в прошлом десятилетии не обрела новое дыхание. Родилась целая плеяда теорий, объединенная названиями «предиктивное кодирование» и «предиктивная обработка»: у каждой имеются свои отличительные особенности[109], но всех их роднит между собой предположение, что восприятие обусловливается теми или иными умозаключениями, делающимися в мозге.

Мою собственную интерпретацию бессмертной идеи Гельмгольца и ее современных воплощений точнее всего отражает представление о восприятии как о контролируемой галлюцинации — термин, который я впервые услышал много лет назад от британского психолога Криса Фрита[110]. Основные постулаты теории контролируемой галлюцинации в моей трактовке я сейчас перечислю.

Во-первых, мозг постоянно строит предсказания насчет источников поступающих к нему сенсорных сигналов, и эти предсказания устремляются каскадом сверху вниз по иерархической лестнице его систем восприятия (серые стрелки на рис. 4). Если вы смотрите на чашку кофе, ваша зрительная кора будет формулировать прогнозы об источнике сенсорных сигналов, поступающих от этой чашки.

Во-вторых, сенсорные сигналы, устремленные к мозгу снизу вверх или извне внутрь, полезным образом поддерживают привязку этих перцептивных прогнозов к их источникам (в данном случае к чашке кофе). Эти сигналы служат ошибками предсказания, обозначающими разницу между ожиданиями мозга и тем, что он получает на каждом уровне обработки данных. Корректируя нисходящие прогнозы так, чтобы они подавляли восходящие ошибки предсказания, наиболее вероятные перцептивные предположения мозга сохраняют связь со своими источниками во внешнем мире[111]. С этой точки зрения восприятие представляет собой непрерывный процесс минимизации ошибок предсказания.

Третий и самый важный компонент теории контролируемой галлюцинации — это утверждение, что перцептивный опыт (в данном случае субъективный опыт «видения чашки кофе») определяется содержанием нисходящих предсказаний, а не восходящих сенсорных сигналов. Мы никогда не «испытываем» сами сенсорные сигналы, мы испытываем только их интерпретацию.

Смешайте эти три составляющие — получится коперниканский переворот в области представлений о восприятии. Нам кажется, что органы чувств раскрывают окружающий мир перед нашим сознательным разумом таким, какой он есть. С такими установками вполне закономерно считать восприятие процессом восходящего распознавания признаков — «считывания» окружающей нас действительности. На самом же деле мы воспринимаем нисходящую, направленную изнутри наружу нейронную фантазию, которую реальность просто обуздывает, а не смотрим на какую бы то ни было реальность сквозь прозрачное окно.

А как бы все выглядело — вернемся к Витгенштейну, — если бы восприятие представлялось нам наиболее вероятным нисходящим предположением? Да так же и выглядело бы. Как солнце по-прежнему восходит на востоке и заходит на западе, даже если бы восприятие казалось нам контролируемой галлюцинацией, чашка кофе на столе — то есть совокупность чьего угодно перцептивного опыта — по-прежнему будет казаться такой, какой всегда была, и это не изменится.

Рассуждая о галлюцинациях, мы обычно представляем себе некое порождаемое чем-то внутри нас впечатление — зрительный или звуковой образ того, чего на самом деле нет, — как происходит при шизофрении или в психоделических приключениях, подобных тем, что пережил Альберт Хофман. В этих ассоциативных представлениях галлюцинации противопоставлены «нормальному» восприятию, которое предположительно отражает то, что существует в окружающем нас мире в действительности. В представлении о восприятии как о нисходящем процессе противопоставленные явления превращаются в обычные разновидности. И «нормальное» восприятие, и «ненормальные» галлюцинации включают в себя порождаемые чем-то внутри нас прогнозы относительно источников входящих сенсорных данных, и обе разновидности образуются одним и тем же комплектом основных механизмов в мозге. Разница лишь в том, что при «нормальном» восприятии воспринимаемое связано с источниками в реальном мире и контролируется ими, а в случае галлюцинаций восприятие в той или иной степени теряет связь с этими источниками. При галлюцинациях наши перцептивные прогнозы не обновляются должным образом с учетом ошибок прогнозирования.

Если восприятие — это контролируемая галлюцинация, то галлюцинацию по аналогии можно считать неконтролируемым восприятием. Они отличаются, но искать границу между ними — это все равно что искать границу между днем и ночью.

Давайте проверим теорию контролируемой галлюцинации на практике и выясним, что означает, допустим, перцептивный опыт цвета.

Наша зрительная система, сколь бы удивительной она ни была, реагирует только на крохотный отрезок полного электромагнитного спектра, расположенный между низкими частотами инфракрасного излучения и высокими частотами ультрафиолетового. Любой воспринимаемый нами цвет — собственно, любая часть совокупности каждого из наших зрительных миров — основывается на этом тонком срезе действительности. Уже одно это знание говорит нам о том, что перцептивный опыт не может выступать всеобъемлющей репрезентацией объективного внешнего мира. Он недотягивает до нее и одновременно превосходит ее.

Спросите нейропсихолога, и он, скорее всего, скажет, что вы воспринимаете тот или иной цвет, когда в сетчатке вашего глаза активируется определенная доля цветочувствительных колбочек. Этот ответ нельзя назвать неверным, однако он рисует далеко не полную картину. Между активностью цветочувствительных колбочек и восприятием цвета взаимно однозначного соответствия нет. Воспринимаемый вами цвет определяется сложным взаимодействием света, отражающегося от поверхности, и общей освещенности той среды, в которой вы находитесь. Точнее, он определяется тем, как ваш мозг выводит умозаключения — наиболее вероятные предположения — о том, как складывается это взаимодействие.

Вынесите лист белой бумаги на улицу — он по-прежнему будет выглядеть белым, хотя свет, который он теперь отражает, имеет совсем другой спектральный состав в силу разницы между дневным солнечным светом (синеватым) и искусственным (желтоватым). Ваша зрительная система автоматически компенсирует эту разницу в общей освещенности — «делает поправку на источник света», как говорят исследователи зрения, — в результате чего ваше ощущение цвета распознает инвариантное свойство листа бумаги — то, каким образом бумага отражает свет. Мозг делает умозаключение об этом инвариантном свойстве, выдвигая наиболее вероятное предположение об источнике его постоянно меняющихся входящих сенсорных данных. Белый — это феноменологическая составляющая данного умозаключения, проявление умозаключения мозга об этом инвариантном свойстве в нашем сознательном опыте.

Соответственно, цвет не является определенным свойством вещей в себе. Он, скорее, представляет собой найденное эволюцией полезное устройство, позволяющее мозгу распознавать и отслеживать предметы в условиях меняющейся освещенности. Когда я испытываю субъективный опыт наблюдения красного кресла в углу своей комнаты, это не значит, что кресло на самом деле красное, — как вообще кресло может обладать таким феноменологическим свойством, как краснота? Краснота не присуща креслу, как не присуще ему уродство, старомодность или авангардность. Просто у поверхности кресла имеется свойство — определенным образом отражать свет, — и мой мозг это свойство отслеживает с помощью своих перцептивных механизмов. Краснота — это субъективная, феноменологическая составляющая данного процесса.

Значит ли это, что краснота кресла переместилась из присутствия «там», в окружающем мире, в присутствие «здесь», внутри мозга? В некотором смысле ответом будет безоговорочное «нет». В мозге нет никакой красноты в том смысле, что там имеется некий воображаемый красный цвет, запечатлеваемый чем-то вроде миниатюрной видеокамеры, которая передает снятое в еще одну зрительную систему, в которой тоже имеется своя мини-камера, и так далее. Полагать, что для возникновения восприятия воспринимаемое свойство внешнего мира (краснота) должно как-то воспроизводиться в мозге, значит совершать ошибку «двойного преобразования», как ее называл философ Дэниел Деннет. В рамках этой ошибки внешняя «краснота» преобразуется сетчаткой в паттерны электрической активности, которые затем необходимо воспроизвести, то есть снова преобразовать, во внутреннюю «красноту». Как отмечает Деннет, такой ход мысли не объясняет ничего[112]. Единственный смысл, в котором красноту можно обнаружить «в мозге», — тот, согласно которому именно там находятся механизмы, составляющие основу перцептивного опыта. И эти механизмы, разумеется, не красные.

Когда я смотрю на красное кресло, ощущение красного, которое я испытываю, зависит и от свойств самого кресла, и от свойств моего мозга. Оно соответствует содержанию набора перцептивных предположений о том, как определенный вид поверхности отражает свет. Красноты как таковой не существует — ни в мире, ни в мозге. Как сказал Поль Сезанн, «цвет — это точка, в которой мозг соприкасается со вселенной»[113].

Если взглянуть шире, можно заявить, что этот принцип применим не только к области цветового восприятия. Он относится к любому восприятию. Иммерсивная мультисенсорная панорама вашей перцептивной сцены здесь и сейчас, в данный момент, — это выход на связь с внешним миром, это скорее письмо, чем чтение. Совокупность перцептивного опыта — это нейронная фантазия, которую удерживает в узде постоянный поток сменяющих друг друга наиболее вероятных перцептивных предположений, контролируемых галлюцинаций.

Можно сказать даже, что все мы постоянно галлюцинируем. Просто, когда мы сходимся во мнении относительно этих галлюцинаций, мы называем их реальностью[114].

Давайте посмотрим, как перцептивные ожидания формируют сознательный опыт, — возьмем три примера, которые вы можете проверить на себе.

Если в феврале 2015 г. вы пользовались соцсетями или читали газеты, то наверняка помните ажиотаж вокруг «феномена синего или белого платья». В одну февральскую среду по прибытии на работу на меня обрушилась лавина электронных писем и голосовых сообщений. Незадолго до этого я выступил соавтором небольшой книги о зрительных иллюзиях[115], а СМИ наперегонки искали объяснения взорвавшему интернет явлению. «Феномен» воплотился в случайно сделанном фотоснимке некоего платья, которое кому-то казалось сине-черным, а кому-то бело-золотым[116]. Видевшие его в одном цветовом сочетании были настолько уверены в своей правоте, что попросту не представляли, как можно видеть что-то иное, вот интернет и забурлил доводами и возражениями.

Сперва я подумал, что это розыгрыш. Я, как и те первые четверо сотрудников лаборатории, которым я показал картинку, совершенно отчетливо видел черно-синее платье, поэтому, услышав от пятого «бело-золотое», опешил и в то же время обрадовался. Как и весь остальной мир, лаборатория разделилась примерно пополам: одна половина видела платье черно-синим, другая — бело-золотым.

Час спустя я уже выступал на BBC, пытаясь объяснить, в чем тут дело. Все постепенно приходили к единодушному мнению, что эффект возникает из-за поправки на источник света, то есть влияния общего освещения на восприятие цвета. Идея заключалась в том, что у разных людей этот процесс может происходить по-разному, и обычно эта разница никак себя не проявляет, поэтому о ней не знали, и только теперь ей представился случай сыграть решающую роль.

Участники обсуждений очень быстро заметили, что фото платья пересвечено и ему недостает контекста (большую часть снимка занимает само платье), — это вполне могло одурачить мозг, пытающийся опереться в своем умозаключении на контекст. Если вашей зрительной системе по той или иной причине привычен желтоватый искусственный свет — допустим, вы много времени проводите в помещении, — высока вероятность, что она сделает вывод о цвете платья как о сине-черном, полагая источник освещения желтоватым. И наоборот, если ваши лучшие друзья — солнце, воздух и вода, а с ними и голубоватый естественный свет, вы, возможно, увидите платье бело-золотым.

Все сразу же принялись экспериментировать — вглядываться в снимок в полутемной комнате, а потом выбегать на дневной свет; проводить параллели между преобладанием видящих платье бело-золотым и средним количеством солнечных дней в разных странах; выяснять, насколько среди видящих сине-черное больше пожилых, чем молодых. В мгновение ока возникла целая кустарная отрасль, занимающаяся отработкой этих и других гипотез[117].

Наличие такой разницы в чувственном опыте, вызываемом одним и тем же изображением, и такая уверенность в своем опыте у тех, кто его испытывает, убедительно доказывает, что наше восприятие окружающего мира — это внутренний конструкт, формируемый индивидуальными особенностями нашей личной биологии и биографии. Как правило, мы считаем, что все видят окружающий мир примерно одинаково, и в большинстве случаев, наверное, так и есть. Но даже если это и в самом деле так, то не потому, что красные кресла действительно красные, а потому, что выявить тончайшие различия в том, как наш мозг отбирает наиболее вероятные предположения, способно только совсем нестандартное стечение обстоятельств, которое и возникло в ситуации с платьем.

В качестве второго примера мы возьмем популярную оптическую иллюзию «Шахматная доска Адельсона». Она демонстрирует, что прогнозы воздействуют на восприятие не только в нетривиальных ситуациях, таких как случай с платьем, а сплошь и рядом, на каждом шагу. Посмотрите на шахматную доску в левой части рис. 5 и сравните клетки А и В. Скорее всего, А покажется вам темнее В. Такой ее вижу я, такой ее видят все, кому я это изображение показывал. Ни намека ни на какие индивидуальные различия.

На самом же деле А и В имеют абсолютно один и тот же оттенок серого. Это доказывает шахматная доска в правой части рисунка, где А и В соединены двумя полосами, имеющими одинаковый оттенок серого по всей длине. И вглядевшись в получившийся прямоугольник, вы увидите, что оттенки не меняются, никаких переходов цвета нет. А и В действительно одинаково серые, хотя на шахматной доске в левой части они всё так же будут различаться. Знание о том, что они одного цвета, ничем не поможет смотрящему. Я разглядывал эти картинки тысячи раз, и все равно А и В слева ни в какую не хотят выглядеть одинаково[118].

Дело здесь в том, что восприятие серого определяется не теми световыми волнами, которые исходят от А и В (волны у них одни и те же), а наиболее вероятным предположением мозга о том, чем вызвано конкретное сочетание длин волны, и предположение это, как в случае с платьем, зависит от контекста. Клетка В находится в тени, клетка А — нет, а в нейронные сети зрительной системы мозга накрепко вшито, что в тени предметы кажутся темнее. И точно так же, как мозг корректирует свои перцептивные умозаключения с учетом общей освещенности, он корректирует умозаключения об оттенке клетки В с учетом своего предшествующего знания о тенях. Поэтому на шахматной доске в левой части клетка В кажется нам светлее, чем клетка А, на которую тень не падает. На шахматной доске в правой части контекст тени нарушается наложенными поверх клеток серыми полосами, и мы видим, что на самом деле А и В абсолютно одинаковы.

Происходит это совершенно автоматически. Вы не отдаете себе отчета (по крайней мере до сих пор не отдавали) в том, что, делая свои перцептивные прогнозы, мозг пользуется имеющимися у него заведомыми ожиданиями насчет теней. И это вовсе не недочет нашей зрительной системы. Результативная зрительная система — это не экспонометр, которым пользуются фотографы для измерения освещенности. Функция восприятия, по крайней мере в первом приближении, состоит в том, чтобы вычислять наиболее вероятные источники сенсорных сигналов, а не заставлять нас осознавать сами сенсорные сигналы, в чем бы это осознание ни заключалось.

Последний пример показывает, насколько быстро новые прогнозы влияют на сознательное восприятие. Взгляните на изображение ниже (рис. 6). Скорее всего, вы увидите только мешанину из черных и белых клякс. Потом, когда дочитаете предложение до конца, переверните несколько страниц и посмотрите на расположенную там фотографию (рис. 7).

Посмотрели? Замечательно. Теперь снова взгляните на рис. 6 — на этот раз изображение покажется вам другим. Там, где прежде была неразбериха из пятен, теперь вырисовываются предметы, четкие очертания и какой-то сюжет. Перед нами черно-белая иллюзия, или «картинка в стиле Муни». Достаточно разглядеть сюжет каждой такой картинки один раз, и он будет виден там всегда. Для создания черно-белой иллюзии изображение переводится в оттенки серого, а затем осторожно сегментируется методом пороговой обработки, в результате которой все мелкие подробности пропадают, залитые радикальным черным или белоснежным. Если проделать все это надлежащим образом на подходящем изображении, будет очень трудно разобрать, что творится на картинке, пока вы не увидите оригинал, после чего черно-белая мешанина вдруг превратится в связный сюжет.

Примечателен этот пример тем, что сейчас, когда вы смотрите на черно-белую мешанину, ваши глаза получают всё те же сенсорные стимулы, что и в первый раз, сами стимулы за это время ничуть не изменились. Изменились только прогнозы мозга относительно источников этих сенсорных данных, и именно они меняют осознаваемую вами картину[120].

Этот феномен характерен не только для зрения. Убедительным примером слухового восприятия такого рода служит «синусоидальная речь»[121] — обработка произнесенной фразы, при которой отсекаются все высокие частоты, позволяющие нам распознавать сказанное. Результат обычно похож на шумный свист, в котором нельзя разобрать ничего, то есть мы получаем слуховой эквивалент черно-белой иллюзии. Затем вы слушаете изначальную, необработанную, речь, а потом снова синусоидальную версию — и вдруг в ней все становится ясно. Точно так же, как с черно-белыми иллюзиями, четкий прогноз относительно источника сенсорных сигналов меняет — в данном случае обогащает — перцептивный опыт.

В совокупности эти примеры (признаю, намеренно простые) показывают, что восприятие — это творческий, генеративный акт, это проактивная, контекстозависимая интерпретация сенсорных сигналов и взаимодействие с ними. И как я уже говорил, принцип, согласно которому перцептивный опыт строится на рождающихся в мозге предсказаниях[122], применяется повсеместно — не только к зрению и слуху, а ко всему нашему восприятию, постоянно.

Из этого следует, что мы никогда не воспринимаем мир таким, «какой он есть». Еще Кант, предлагая свою концепцию ноумена, заметил, что нам трудно представить, как выглядело бы такое восприятие. Мы уже убедились: даже столь простое явление, как цвет, существует только во взаимодействии мира и разума. И поэтому, как ни удивительно для нас, что перцептивные иллюзии — подобные уже рассмотренным нами — обнажают разницу между тем, что мы видим (слышим, осязаем), и тем, что есть на самом деле, мы должны постараться не оценивать перцептивный опыт исключительно с точки зрения «точности» его совпадения с реальностью. В таком понимании точное («достоверное») восприятие — это химера[123]. Контролируемая галлюцинация мира, данного нам в ощущении, создавалась эволюцией, чтобы увеличить наши шансы на выживание, а не чтобы служить прозрачным окном во внешнюю действительность, не имеющим никакого понятийного смысла. В эти идеи мы углубимся в последующих главах, но прежде неплохо было бы разделаться с рядом контраргументов.

Первый из них заключается в том, что теория восприятия как контролируемой галлюцинации отрицает непреложные составляющие реального мира. «Если все, что мы ощущаем, это просто галлюцинация, — можете возмутиться вы, — идите прыгните под поезд и посмотрите, что получится».

Ничто из сказанного мной не нужно рассматривать как отрицание существования предметов и явлений окружающей действительности, будь то приближающийся поезд, кошка или чашка кофе. Слово «контролируемая» в нашем термине важно не менее, чем «галлюцинация». Изображая восприятие таким образом, мы не имеем в виду, что оно берется с потолка и может быть каким угодно, мы имеем в виду, что отображение окружающей действительности в перцептивном опыте — это конструкт нашего мозга.

В связи с этим полезно будет уяснить разницу между «первичными» и «вторичными» свойствами, как называл их философ эпохи Просвещения Джон Локк. К первичным качествам предмета он относил те, что существуют независимо от наблюдателя, в частности протяженность, плотность, подвижность[124]. Поезд на полном ходу этими первичными качествами обладает в избытке, поэтому лучше под него не прыгать, независимо от того, наблюдаете вы его или нет и каких взглядов на природу восприятия придерживаетесь. Вторичные качества — соответственно те, существование которых зависит от наблюдателя. Это свойства предметов, вызывающие ощущения — или «идеи» — в сознании, и существующими отдельно от объекта их назвать нельзя. Хорошим примером вторичного качества будет цвет, поскольку восприятие цвета зависит от взаимодействия определенного перцептивного аппарата с объектом.

С точки зрения контролируемой галлюцинации вызывать перцептивный опыт в ходе активного, конструктивного процесса могут как первичные, так и вторичные качества объектов. Однако ни в том ни в другом случае содержание этого перцептивного опыта не будет тождественно соответствующему качеству объекта.

Второй контраргумент касается нашей способности воспринимать новое. Может показаться, будто для всего, что нам когда-либо предстоит воспринять, необходимо сформированное заранее наиболее вероятное предположение и поэтому мы навеки заперты в перцептивном мире заведомых ожиданий. Представьте, что вы никогда не видели гориллу — ни в жизни, ни по телевизору, ни в кино, ни даже в книгах, — и вдруг она топает навстречу вам по улице. Я гарантирую, что гориллу вы в этом случае все равно увидите, и это будет новый и, вероятно, довольно пугающий перцептивный опыт. Но как он в принципе возможен в мире заведомых ожиданий?

Вкратце на этот вопрос можно ответить так: опыт «наблюдения гориллы» нельзя назвать целиком и полностью новым. Горилла — это животное с руками, ногами и шерстью, и вы — или ваши предки — непременно видели другие существа с такими же или частично такими же чертами. Если более общо, то горилла — это объект с отчетливыми (хотя и косматыми) контурами, он движется предсказуемым в разумных пределах образом, он отражает свет так же, как другие объекты схожего размера, цвета и текстуры. Новизна опыта «наблюдения гориллы» строится на перцептивных прогнозах, действующих на множестве разных уровней детализации и приобретаемых в течение разных периодов времени — от прогнозов относительно освещенности и очертаний до прогнозов относительно лиц и поз, — совокупность которых формирует новые общие наиболее вероятные перцептивные предположения, и поэтому гориллу вы видите впервые.

Чтобы ответить подробнее, нам нужно больше узнать о том, как мозг выполняет свою невероятно сложную нейронную акробатику, участвующую в перцептивных умозаключениях, этим мы и займемся в следующей главе.

Глава 5 Вероятное неочевидное[125]

Преподобный Томас Байес (1702–1761) — пресвитерианский священник, философ и статистик, проживший большую часть жизни на юге Англии, в Танбридж-Уэллсе, — так и не опубликовал теорему, которой суждено было обессмертить его имя. «Очерки к решению проблемы теории вероятностей» представил в Королевском научном обществе спустя два года после смерти Байеса его коллега — философ-проповедник Ричард Прайс, а значительную часть неподъемных вычислений выполнил позже французский математик Пьер-Симон Лаплас. Однако именно фамилия Байеса останется навеки связана с методом рассуждений, названным «вывод наилучшего объяснения», принципы которого играют главную роль в понимании того, как сознательное восприятие строится на наиболее вероятных предположениях, возникающих в мозге.

Байесовское рассуждение — это рассуждение на основе вероятностей. Если точнее, его суть в том, чтобы делать оптимальные выводы (умозаключения, которые мы до сих пор называли наиболее вероятным предположением) в условиях неопределенности. «Умозаключение» — это уже знакомый нам термин, означающий попросту выводы на основе свидетельств и логики. Байесовский вывод относится к категории абдуктивного рассуждения, которое нужно отличать от дедуктивного и индуктивного. При дедуктивном рассуждении мы руководствуемся только чистой логикой: если Джим старше Джейн, а Джейн старше Джо, значит, Джим старше Джо. Если посылки верны и логические правила применены правильно, дедуктивное умозаключение гарантированно будет истинным. Индуктивное рассуждение — это экстраполяция из серии наблюдений: на протяжении всей обозримой истории солнце вставало на востоке, значит, оно всегда встает на востоке. Индуктивные умозаключения, в отличие от дедуктивных, могут быть ошибочными: первые три шарика, которые я вытащил из сумки, были зеленые, значит, все шарики в сумке зеленые. Этот вывод может оказаться как истинным, так и ложным.

Абдуктивное рассуждение — его разновидность, формализованная байесовским выводом, — состоит в том, чтобы найти лучшее объяснение для ряда наблюдений, когда эти наблюдения неполны, недостоверны и так или иначе сомнительны. Абдуктивное рассуждение, как и индуктивное, тоже может привести к неверным выводам. Процесс поиска «лучшего объяснения» в абдукции можно представить как рассуждение не от причин к следствию, как в случае дедукции и индукции, а «наоборот», от наблюдаемых следствий к наиболее вероятным причинам.

Рассмотрим на примере. Выглянув поутру из окна своей спальни, вы видите, что газон мокрый[126]. Получается, ночью шел дождь? Возможно, а может быть, вы просто забыли выключить разбрызгиватель. Задача — найти лучшее объяснение или гипотезу для наблюдаемого вами положения дел: если газон мокрый, какова вероятность, (1) что ночью шел дождь или (2) что вы не выключили полив? Иными словами, мы хотим вывести наиболее вероятную причину наблюдаемых данных.

Как это сделать, нам укажет байесовский метод. Он предлагает оптимальный способ обновления наших представлений по мере поступления свежих данных. Байесовское правило — это математический рецепт перехода от того, что мы уже знаем (априори), к тому, в чем мы должны увериться в дальнейшем (апостериори), на основании того, что мы узнаём сейчас (условная вероятность). Априорные, апостериорные и условные вероятности часто называют байесовскими «убеждениями», поскольку они представляют собой состояние знания, а не состояние мира. (Обратите внимание, что байесовское убеждение не означает, что убеждены должны быть именно мы лично. Сказать, что наша зрительная кора «убеждена», будто находящийся передо мной объект — это чашка кофе, мы можем с таким же успехом, как сообщить о своем убеждении, что Нил Армстронг высаживался на Луне.)

Априорная вероятность определяется состоянием дел до поступления новых данных. Допустим, вы живете в Лас-Вегасе, и тогда априорная вероятность ночного дождя очень невелика. Априорная вероятность, что вы забудете выключить полив, будет зависеть от того, как часто вы используете разбрызгиватель и насколько вы забывчивы. Она тоже невелика, но все же выше, чем априорная вероятность дождя.

Условная вероятность — это (если брать в широком смысле) противоположность апостериорной. Она формализует рассуждение «направленное вперед», от причин к следствию: если ночью будет дождь или останется включенным разбрызгиватель, какова вероятность того, что газон будет мокрым? Как и априорные вероятности, условные тоже могут варьироваться, но пока давайте исходить из того, что и дождь, и оставленный разбрызгиватель в равной степени способны увлажнить газон.

Байесовский метод представляет собой правило комбинирования априорных и условных вероятностей и выведения апостериорной вероятности для каждой гипотетической комбинации. Само правило простое[127]: апостериорная вероятность — это априорная вероятность, умноженная на условную и деленная на маргинальную вероятность (то есть «предшествующую данным» — в нашем случае это предшествующая вероятность мокрого газона и сейчас она нас не интересует, поскольку будет одинаковой для каждой гипотезы).

Увидев поутру за окном мокрый газон, Истинный Байесовец должен выбрать гипотезу с высочайшей апостериорной вероятностью, которая и будет наиболее вероятным объяснением имеющихся данных. Поскольку в нашем примере априорная вероятность ночного дождя ниже, чем вероятность незапланированного орошения разбрызгивателем, апостериорная вероятность дождя тоже окажется ниже. Таким образом, Истинный Байесовец выберет гипотезу разбрызгивателя. Эта гипотеза и будет наиболее вероятным предположением Байесовца о причинах наблюдаемых данных, или «выводом наилучшего объяснения».

Если вам кажется, что это все и так понятно и ничего, кроме обычного житейского здравого смысла, для таких выводов не нужно, я соглашусь, но лишь потому, что наш пример большего и не требует. Однако есть множество других ситуаций, в которых байесовский вывод будет отличаться от того, что может предложить обычный здравый смысл. В частности, нам ничего не стоит ошибочно заподозрить у себя коварную болезнь на основании положительного медицинского анализа — из-за общей склонности завышать априорную вероятность развития редких болезней[128]. Даже если анализ обладает 99-процентной точностью, положительный результат может лишь немного повысить апостериорную вероятность наличия у вас соответствующего заболевания, если его распространенность среди населения довольно низка.

Давайте вернемся к сценарию с мокрым газоном и немного его разовьем. Рассмотрев как следует собственный газон, вы оглядываетесь на соседский — и видите, что он тоже мокрый. Это значимая новая информация. Теперь условная вероятность для каждой из гипотез будет разной: для подтверждения гипотезы разбрызгивателя мокрым должен быть только ваш газон, для подтверждения гипотезы дождя мокрыми должны быть оба газона. (Условная вероятность, напомню, направлена от предполагаемых причин к наблюдаемым данным.) Вы, как Истинный Байесовец, обновляете свои апостериорные вероятности, и теперь наилучшим объяснением для увиденного оказывается прошедший ночью дождь, поэтому вы меняете мнение.

Крупное преимущество байесовского вывода заключается в том, что при обновлении наиболее вероятных предположений он принимает в расчет надежность информации. Надежная (оцененная как надежная) информация имеет для байесовского убеждения больший вес, чем информация (оцененная как) ненадежная. Представьте, что окно в вашей спальне давно не мыто, а очки вы потеряли. Соседский газон вроде бы мокрый, но зрение у вас слабое, а окно грязное, поэтому новая информация очень ненадежна, и вы это знаете. В этом случае, хотя гипотеза дождя кажется при взгляде за соседский забор чуть более вероятной, в фаворитах может остаться изначальная гипотеза незапланированного полива.

Во многих ситуациях обновление наиболее вероятных байесовских предположений по мере получения свежих данных происходит снова и снова, и процесс вывода приобретает характер бесконечного цикла. В каждой итерации прежняя апостериорная вероятность становится текущей априорной, на ее основе трактуется новая порция данных и формируется новая апостериорная вероятность — новое наиболее вероятное предположение, затем цикл повторяется. Если ваш газон окажется мокрым и на следующее утро, то в этот раз вы в своем наиболее вероятном предположении о причинах будете отталкиваться от вчерашнего наиболее вероятного предположения, и так далее, с каждым новым днем.

Байесовский вывод с успехом используется в самых разных контекстах, от медицинской диагностики до поиска пропавших атомных подлодок, и ему постоянно находится все новое и новое применение[129]. Собственно, и сам научный метод можно рассматривать как байесовский процесс, в котором научные гипотезы обновляются с появлением новых свидетельств по итогам экспериментов. Подобное представление о науке отличается и от «сдвигов парадигмы» Томаса Куна, согласно которым целые научные построения переворачиваются, как только накапливается достаточный объем не совпадающих с ними свидетельств, и от «фальсификационизма» (опровергаемости) Карла Поппера, согласно которому гипотезы выдвигаются и проверяются по очереди, одна за другой, словно воздушные шарики, которые отпускают в небо, а потом сбивают. В философии науки больше всего с байесовской концепцией схожи взгляды венгерского философа Имре Лакатоса, который в своих работах сосредоточивался прежде всего на том, что позволяет научно-исследовательским программам работать на практике, а не на том, в чем они в идеале должны состоять[130].

Конечно, байесовское представление о науке подразумевает, что априорные убеждения ученых об обоснованности их теорий повлияют на то, в какой мере эти теории будут обновляться или опровергаться в свете новых данных. У меня, например, имеется сильное априорное убеждение, что мозг — это машина, выдающая байесовские прогнозы. Это сильное убеждение определяет не только мою трактовку экспериментальных данных, но и то, какие эксперименты я буду проводить, чтобы получить новые данные, отвечающие моим убеждениям. Мне иногда становится интересно, сколько понадобится данных, чтобы развенчать мое байесовское убеждение в том, что мозг, по сути, руководствуется байесовскими принципами[131].

Давайте вернемся к нашему воображаемому мозгу, который, томясь в глухой темнице черепной коробки, пытается выяснить, что происходит снаружи, во внешнем мире. Теперь мы можем ухватиться за эту трудную задачу как за идеальную возможность вывести байесовское умозаключение. Выдвигая наиболее вероятные предположения об источниках своих зашумленных и неоднозначных сенсорных сигналов, мозг руководствуется принципами преподобного Томаса Байеса.

Перцептивные априорные вероятности могут кодироваться на разных уровнях абстракции и гибкости. Они варьируются от самых общих и относительно фиксированных — таких как «свет льется сверху» — до обусловленных конкретной ситуацией, таких как «приближающийся мохнатый объект — это горилла». Условные вероятности в мозге кодируют отображение потенциальных источников в сенсорных сигналах. Это составляющие перцептивного умозаключения по принципу «рассуждения, направленного вперед», которые, как и априорные вероятности, могут действовать в самых разных пространственно-временных масштабах. Мозг непрерывно комбинирует эти априорные и условные вероятности согласно байесовскому правилу, каждую долю секунды формируя новую байесовскую апостериорную вероятность — наиболее вероятное перцептивное предположение. И на каждом следующем витке постоянно меняющегося потока входящих сенсорных данных предшествующая апостериорная вероятность становится действующей априорной. Восприятие — это текучий процесс, а не застывший снимок.

Надежность сенсорной информации играет важную роль и здесь. Если вы не в зоопарке, то априорная вероятность, что замаячившая вдалеке темная косматая фигура окажется гориллой, очень низка. Поскольку этот «неопознанный объект» пока находится далеко, оцениваемая надежность входящих зрительных данных тоже будет низкой, поэтому вряд ли вашим наиболее вероятным перцептивным предположением сразу же будет горилла. Но по мере приближения зверюги зрительные сигналы будут становиться все надежнее и информативнее и мозг будет перебирать наиболее вероятные предположения одно за другим — большая черная собака, человек в костюме гориллы, собственно горилла, — пока вы воочию не увидите гориллу (будем надеяться, как раз вовремя, чтобы успеть убежать).

Проще всего представить байесовские убеждения — априорные, условные и апостериорные вероятности — как числа от 0 (обозначающего нулевую вероятность) до 1 (обозначающей стопроцентную вероятность). Но чтобы понять, как надежность сенсорных сигналов влияет на перцептивное умозаключение, и увидеть, как байесовское правило может на самом деле применяться в мозге, нам нужно еще немного углубиться в теорию и начать рассуждать в терминах распределения вероятностей.

Диаграмма ниже демонстрирует пример распределения вероятностей для переменной х. Переменная в математике — это просто символ, который может принимать разные значения. Распределение вероятностей для х описывает вероятность того, что значения х будут располагаться в определенных пределах. Как видно на диаграмме, область значений можно изобразить в виде кривой. Вероятность того, что х находится в определенных пределах, задается площадью области под кривой, соответствующей этим пределам. В данном примере вероятность попадания х между двумя и четырьмя гораздо выше, чем вероятность его попадания между четырьмя и шестью. На графике распределения вероятностей общая площадь, лежащая под кривой, всегда равна единице. Это обусловлено тем, что при рассмотрении всех вероятных исходов какой-то непременно реализуется[132].

Распределение вероятностей может принимать самую разную форму. Распространенная разновидность таких форм, к которой относится и данная кривая, — нормальное, или гауссовское, распределение. Оно полностью описывается средним значением или медианой (значением на вершине кривой — в нашем случае это три) и прецизионностью (насколько далеко друг от друга расположены значения — чем выше прецизионность, тем меньше растянута кривая). Эти величины — среднее и прецизионность — называются параметрами распределения[133].

Нам это важно, поскольку байесовские убеждения можно с успехом представить в виде распределения Гаусса. В интуитивном смысле среднее означает содержание убеждения, а прецизионность — уверенность мозга по поводу этого убеждения. Сжатая заостренная кривая (высокая прецизионность) соответствует высокой уверенности в убеждении. Как мы еще увидим, именно в этой способности отражать уверенность, или надежность, заключена сила и действенность байесовского вывода.

Вернемся к примеру с гориллой. Теперь мы можем представить соответствующие априорные, условные и апостериорные вероятности как распределения вероятностей, каждое из которых будет характеризоваться средним значением и прецизионностью. Для каждого распределения среднее будет означать вероятность того, что объект окажется гориллой, а прецизионность — уверенность мозга в оценке этой вероятности[134].

Что происходит при появлении новых сенсорных данных? Процесс байесовского обновления данных лучше и проще будет изобразить графически. На следующей диаграмме пунктирная кривая представляет априорную вероятность встречи с гориллой. У этой кривой низкое среднее значение, указывающее на то, что гориллы здесь считаются редкостью, и относительно высокая прецизионность, говорящая о том, что уверенность в этом априорном убеждении высока. Прерывистая кривая — это условная вероятность, соответствующая входящим сенсорным данным. Здесь среднее значение выше, но ниже прецизионность: если бы навстречу вам действительно двигалась горилла, именно такие сенсорные данные вы бы и получали, но вы в этом не особенно уверены. И наконец, сплошная кривая — это апостериорная вероятность, представляющая вероятность того, что перед вами горилла, на основании имеющихся сенсорных данных. Апостериорная вероятность, как всегда, выводится с применением байесовского правила. При использовании распределения Гаусса применение байесовского правила сводится к перемножению пунктирной и прерывистой кривой, при этом площадь области под конечной кривой — апостериорной — должна сохраняться равной единице.

Обратите внимание, что пик кривой апостериорной вероятности ближе к пику априорной, чем пик условной. Это потому, что комбинация двух распределений Гаусса зависит и от среднего значения, и от прецизионности. В данном случае, поскольку у условной вероятности прецизионность относительно низкая — сенсорные сигналы, указывающие на наличие гориллы, оцениваются как ненадежные, — наиболее вероятное апостериорное предположение недалеко уходит от априорного. Но уже при следующем взгляде сенсорные данные, касающиеся гориллы, могут оказаться более отчетливыми, поскольку она приближается, и так как новая априорная вероятность — это прежняя апостериорная, то новая апостериорная — новое наиболее вероятное предположение — сдвинется ближе к версии «горилла». И так далее, пока не станет ясно, что пора уносить ноги.

Теорема Байеса обеспечивает критерий оптимальности для перцептивных умозаключений. Она задает наиболее оптимистичные сценарии того, что должен делать мозг, вычисляя наиболее вероятные источники входящих сенсорных данных, будь то горилла, красное кресло или чашка кофе. Однако это далеко не весь процесс. Теорема Байеса не в состоянии показать, как именно с точки зрения нейронных механизмов мозг проворачивает этот фокус с выдачей наиболее вероятного предположения.

Чтобы узнать, как это происходит, нам придется вернуться к теории контролируемой галлюцинации и ее центральному постулату, что содержание сознания не просто формируется перцептивными прогнозами — оно и есть эти прогнозы.

В предшествующей главе мы ознакомились с концепцией восприятия как непрерывного процесса минимизации ошибок предсказания. Согласно данной концепции мозг постоянно создает прогнозы относительно сенсорных сигналов и сравнивает эти прогнозы с сенсорными сигналами, которые улавливают глаза и уши, а также нос, кожа и так далее. Из-за разницы между прогнозируемым и реальным возникают ошибки предсказания. Если поток перцептивных предсказаний устремлен преимущественно сверху вниз (изнутри наружу), то поток ошибок предсказания направлен снизу вверх (снаружи внутрь). На основании сигналов об ошибке предсказания мозг обновляет свои прогнозы и готовится к новому раунду входящей сенсорной информации. То, что мы воспринимаем, складывается из содержания всех нисходящих прогнозов, вместе взятых, после максимальной минимизации (или «разъяснения») сенсорных ошибок предсказания[135].

Концепция контролируемой галлюцинации во многом схожа с другими «предиктивными» теориями восприятия и функционирования мозга, прежде всего с теорией «предиктивной обработки»[136]. Однако между ними есть существенная разница — в том, на что они делают основной упор. Теория предиктивной обработки рассматривает механизмы, посредством которых мозг осуществляет восприятие (а также познание и действие). Теория контролируемой галлюцинации, в отличие от нее, рассматривает, как устройством механизмов мозга объясняются феноменологические свойства сознательного восприятия. Иными словами, теория предиктивной обработки рассказывает, как работает мозг, а концепция контролируемой галлюцинации идет дальше и обосновывает природу сознательного опыта. Важно, что фундаментом для обеих служит процесс минимизации ошибок предсказания.

И именно минимизация ошибок предсказания увязывает между собой концепцию контролируемой галлюцинации и байесовский вывод. Она берет байесовское утверждение о том, что должен делать мозг, и превращает в предположение о том, что он делает на самом деле. И оказывается, что, постоянно и повсеместно минимизируя ошибки предсказания, на самом деле мозг применяет байесовское правило. Точнее, он аппроксимирует байесовское правило. Этой связью и санкционирована идея, что перцептивное содержание представляет собой нисходящую контролируемую галлюцинацию, а не восходящее «считывание» сенсорных данных.

Давайте рассмотрим три основные составляющие минимизации ошибок предсказания в мозге — порождающие модели, перцептивные иерархии и «взвешивание прецизионности» сенсорных сигналов.

Порождающие модели определяют репертуар воспринимаемого. Чтобы воспринять гориллу, мой мозг должен вооружиться порождающей моделью, способной генерировать соответствующие сенсорные сигналы, то есть такие, которых следует ожидать, если я действительно имею дело с гориллой. Эти модели обеспечивают поток перцептивных прогнозов, которые при сравнении с поступающими сенсорными данными образуют ошибки предсказания, а они в свою очередь по мере того, как мозг пытается минимизировать эти ошибки, индуцируют обновление прогнозов[137].

Перцептивные прогнозы разыгрываются в самых разных пространственно-временных масштабах, поэтому мы воспринимаем структурированный мир, полный предметов, людей и пространств. Из высокоуровневого прогноза относительно наблюдения гориллы возникают прогнозы более низкого уровня относительно ее конечностей, глаз, ушей, шерсти, которые затем обрушиваются каскадом еще ниже, выливаясь в прогнозы относительно цвета, текстуры, очертаний и, наконец, в предугадываемые вариации яркости по всему полю зрения[138]. Перцептивная иерархия может затрагивать несколько сенсорных областей и даже распространяться за пределы сенсорных данных. Если я вдруг услышу голос матери, зрительная кора включит предсказания, говорящие о том, что приближающаяся фигура — это моя мать. Если я знаю, что я в зоопарке, перцептивные области моего мозга будут больше подготовлены к встрече с гориллой, чем во время обычной прогулки по улице.

Здесь важно уточнить, что «прогнозы» при минимизации ошибок предсказания не обязательно касаются будущего. Прогноз в данном случае — это просто выход за рамки данных благодаря использованию модели. В статистике суть прогноза в том, чтобы отработать недостаток данных. Чем этот недостаток обусловлен — тем, что предсказания делаются относительно будущего (будущее вполне можно рассматривать как недостаток данных) или относительно текущего, но не полностью известного положения дел, — значения не имеет.

Последняя ключевая составляющая минимизации ошибок предсказания — это взвешивание прецизионности[139]. Мы уже видели, как относительная надежность сенсорных сигналов определяет степень обновления перцептивных умозаключений. Первый взгляд на маячащую вдалеке гориллу или на соседский газон через грязное окно принесет сенсорные сигналы низкой надежности, поэтому ваше наиболее вероятное байесовское предположение пока не слишком продвинется. Еще мы видели, как отражается надежность в прецизионности соответствующего распределения вероятностей. Как показывает график на рис. 9, сенсорные данные с низкой оцениваемой прецизионностью меньше влияют на обновление априорных убеждений.

Я говорю «оцениваемая прецизионность», а не просто «прецизионность», потому что прецизионность сенсорных сигналов не подается воспринимающему мозгу на блюдечке. Ее тоже нужно выводить как умозаключение. Мозгу приходится не только вычислять наиболее вероятные источники входящей сенсорной информации, но и устанавливать, насколько эта входящая сенсорная информация надежна. На практике это значит, что мозг постоянно корректирует степень влияния сенсорных сигналов на перцептивные умозаключения. Делает он это, временно меняя их оцениваемую прецизионность. Именно это и означает термин «взвешивание прецизионности». Снижение ее веса подразумевает, что сенсорные сигналы начинают меньше влиять на обновление наиболее вероятных предположений; увеличение веса, наоборот, увеличивает влияние сенсорных сигналов на перцептивные умозаключения. Таким образом, взвешивание прецизионности играет немаловажную роль в дирижировании этой изящнейшей перекличкой прогнозов и ошибок предсказания, без которого не получится вывести наиболее вероятное перцептивное предположение.

Выглядит это все очень сложно, однако на самом деле роль взвешивания прецизионности в восприятии нам всем отлично знакома. Повышение оцениваемой прецизионности сенсорных сигналов — это не что иное, как «обращение внимания». Когда мы обращаем на что-то внимание — например, присматриваемся, пытаясь разглядеть, действительно ли там впереди горилла, — мозг усиливает взвешивание прецизионности для соответствующих сенсорных сигналов, что эквивалентно повышению их оцениваемой надежности или включению их «усиления». Теперь понятно, почему иногда мы вроде бы смотрим, но не видим. Если вы обращаете внимание на одни сенсорные данные — увеличиваете их оцениваемую прецизионность, — другие сенсорные данные будут меньше влиять на обновление наиболее вероятных перцептивных предположений.

Примечательно, что в некоторых ситуациях обойденные вниманием сенсорные данные полностью лишаются возможности повлиять на воспринимаемое. В 1999 г. психолог Дэниел Саймонс снял хорошо сейчас известную видеодемонстрацию[140] этого феномена, который он назвал «слепота невнимания». Если вы не видели этот ролик, рекомендую посмотреть, прежде чем читать дальше[141].

Вот что там происходит. Участники проводимого Саймонсом эксперимента смотрят короткий ролик, в котором сняты две команды по три игрока в каждой. Одна команда одета в черное, другая в белое. У каждой из команд имеется баскетбольный мяч, который они передают друг другу, хаотично перемещаясь и меняясь местами. Задача зрителя — подсчитать, сколько передач сделают «белые». Для этого ему приходится напрячь внимание, поскольку шесть игроков беспорядочно двигаются по всему пространству кадра, а мячей передается два.

Поразительно следующее: подсчитывая передачи, большинство людей совершенно не замечают человека в черном костюме гориллы, который проходит через кадр слева направо, по пути делая несколько характерных горилльих движений. Когда им включают тот же ролик снова, на этот раз попросив найти гориллу, они видят ее сразу и часто отказываются верить, что это то же самое видео. Дело в том, что при сосредоточении внимания на игроках в белом сенсорные сигналы от игроков в черном и от гориллы получают низкую оцениваемую прецизионность, поэтому почти (или совсем) не влияют на обновление наиболее вероятных перцептивных предположений.

Что-то похожее произошло много лет назад и со мной, когда я ехал к моему любимому месту для сёрфинга в Сан-Диего. Я повернул налево под недавно установленный знак «поворот налево запрещен» — на короткий съезд к океану где-то у Дель-Мара. Поскольку никаких очевидных причин установки такого знака не наблюдалось, поскольку другие машины передо мной тоже туда поворачивали, поскольку за долгие годы я сворачивал на этот съезд, наверное, сотни раз и поскольку я страшно возмущаюсь, когда меня пытаются несправедливо оштрафовать, я доказывал в своих письменных показаниях, что знак был для меня в буквальном смысле невидим, даже если он «в принципе» находился в поле зрения. Я строил свою защиту на принципе слепоты невнимания. Да, новый знак имелся, но в силу взвешивания прецизионности в мозге я его воспринять не смог. Я дошел до Калифорнийского суда по делам о нарушении безопасности движения — пусть не до Верховного, но все же достаточно высокого, чтобы моя фамилия появилась в календаре слушаний. Я даже подготовил симпатичную презентацию в Power Point для судьи, но и это, увы, не помогло.

Слепотой невнимания (возможно, не подозревая, что она называется именно так) пользуются и фокусники. Салонные фокусы, в частности, требуют виртуозно отвлекать внимание зрителей, чтобы они не заметили, как иллюзионист закладывает за ухо даму червей, которая чуть погодя должна возникнуть там словно из ниоткуда[142]. Пользуются этой особенностью перцептивной физиологии и преуспевающие карманники. Я наблюдал однажды, как щипач-профи Аполло Роббинс без малейших усилий уводил у моих коллег часы, бумажники и сумочки, — трюк тем более примечательный, что многие из «потерпевших» великолепно разбираются в восприятии, знают все о слепоте невнимания и были предупреждены о намерениях Роббинса.

Нам, конечно, удобнее видеть свое взаимодействие с миром примерно так: сперва мы воспринимаем мир таким, какой он есть, затем решаем, что делать, — и делаем. Ощущаем, думаем, действуем. Возможно, так это и выглядит, но повторю, истинное положение вещей не всегда позволяет судить о себе по тому, каким оно представляется. Пора вводить в нашу картину действие.

Действие неотделимо от восприятия. В силу своей тесной связи восприятие и действие определяют и обусловливают друг друга. Каждое действие модифицирует восприятие, меняя входящие сенсорные данные, а любое восприятие оказывается таким, какое оно есть, чтобы направлять действие. Без действия восприятие просто лишается смысла. Мы воспринимаем окружающий мир, чтобы эффективно в нем действовать, добиваться своих целей и в конечном итоге повышать свои шансы на выживание[143]. Мы воспринимаем мир не таким, какой он есть, а таким, каким он нам полезен.

Не исключено даже, что действие здесь первостепенно. Можно попробовать исходить не из того, что мозг выводит наиболее вероятные перцептивные умозаключения, чтобы затем направлять поведение, а из того, что его основополагающее занятие — порождение действий[144] и постоянная их калибровка с учетом сенсорных сигналов, чтобы наилучшим образом достигать стоящих перед организмом целей. С этой точки зрения мозг предстает по самой своей сути динамичной, активной системой, непрерывно прощупывающей среду и изучающей последствия[145].

В предиктивной обработке действие и восприятие — это две стороны одной медали. Обе опираются на минимизацию сенсорных ошибок предсказания. До сих пор я описывал этот процесс минимизации в категориях обновления перцептивных прогнозов, но это не единственный вариант. Сокращать ошибки предсказания можно и совершая действия, ведущие к изменению сенсорных данных, чтобы новые сенсорные данные соответствовали существующему прогнозу. Минимизация ошибок посредством действия называется активным выводом — этот термин предложил британский нейробиолог Карл Фристон[146].

Проще всего представить себе активный вывод как некое самоисполняющееся перцептивное пророчество — процесс, при котором мозг посредством совершения действий ищет те сенсорные данные, которые позволят сбыться его перцептивным прогнозам. Действия эти могут быть самые простые — например, перевести взгляд. Сегодня утром я искал в вечной свалке на своем рабочем столе ключи от машины. И пока я шарил глазами по этому беспорядочному нагромождению, у меня не только ежесекундно обновлялись зрительные прогнозы (пустая кружка, пустая кружка, скрепки, пустая кружка…), мой сосредоточенный взгляд непрерывно исследовал открывающуюся мне картину, пока перцептивный прогноз относительно ключей не исполнился.

К тому или иному изменению данных приведет любое физическое действие — будь то перевод взгляда, переход в другую комнату, напряжение мышц живота. Даже такие крупномасштабные, «высокоуровневые» действия, как поиски работы или решение сочетаться браком, распадутся каскадом на последовательности физических действий, которые изменят входящую сенсорную информацию. Любое действие потенциально способно подавить сенсорные ошибки прогнозирования за счет активного вывода, поэтому любое действие непосредственно участвует в восприятии.

Активный вывод, как и все составляющие прогнозной обработки, зависит от порождающего моделирования. Точнее, активный вывод опирается на способность порождающих моделей прогнозировать сенсорные последствия действий. Это прогнозы вида «если я посмотрю туда, какие сенсорные данные я, скорее всего, получу?». Такие прогнозы называются условными, поскольку состоят в том, что случится при том или ином условии. Без условных прогнозов такого рода мозгу неоткуда было бы знать, какое действие из бесконечного множества возможных с наибольшей вероятностью снизит сенсорные ошибки прогнозирования. Действия, которые мой мозг спрогнозировал как наиболее вероятные для нахождения затерявшихся на столе ключей от машины, состояли в том, чтобы обшаривать взглядом поверхность стола, а не смотреть в окно или размахивать руками над головой.

Активный вывод способен не только исполнять уже имеющиеся перцептивные прогнозы, но и помогать улучшать их. На коротких временных отрезках действие может собирать новые сенсорные данные, позволяя улучшить наиболее вероятное предположение или выбрать из нескольких соперничающих перцептивных гипотез одну. Мы видели такой пример в самом начале главы, когда взгляд на соседский газон мог поставить точку в соперничестве гипотез ночного дождя и оставленного разбрызгивателя. Другим примером было бы навести на столе порядок и убрать все кружки, чтобы проще стало найти ключи. В каждом случае выбор соответствующего действия опирается на наличие порождающей модели, способной спрогнозировать, как в результате изменятся сенсорные данные.

В конечном итоге на действиях основывается обучение, которое в данном случае означает улучшение порождающих моделей мозга за счет получения новой информации о причинах сенсорных сигналов и о каузальной структуре мира в целом. Заглядывая за соседский забор, чтобы вычислить причины намокания одного газона, я заодно узнаю что-то новое о причинах намокания газонов вообще. В наилучшем случае активный вывод может породить «добродетельный круг» положительной обратной связи: правильно выбранные действия будут выявлять полезную информацию об устройстве мира, которая будет затем встраиваться в усовершенствованные порождающие модели, они будут обеспечивать совершенствование перцептивных умозаключений и направлять новые действия, согласно прогнозу призванные принести еще больше полезной информации[147].

Самое контринтуитивное в активном выводе — это возможность рассматривать само действие как разновидность самоисполняющегося перцептивного пророчества. С этой точки зрения действие не просто участвует в восприятии — оно и есть восприятие. Когда я шарю взглядом в поисках ключей от машины или двигаю руками, убирая кружки, перцептивные прогнозы о положении и движениях моего тела способствуют своему исполнению.

В активном выводе действия выступают самоисполняющимися проприоцептивными пророчествами. Проприоцепция — это вид восприятия, состоящий в отслеживании положения и движений тела за счет регистрации сенсорных сигналов, поступающих от рецепторов, рассредоточенных по всем скелетным костям и мускулатуре. Мы не особенно задумываемся о ней, потому что в каком-то смысле она всегда с нами, но уже одно то, что мы можем с закрытыми глазами коснуться собственного носа — попробуйте! — показывает, насколько существенную роль она играет во всех наших действиях. С точки зрения активного вывода дотронуться до носа значит позволить группе проприоцептивных прогнозов о движениях и положении руки самоисполниться, то есть восторжествовать над сенсорными данными о том, что пальцы в данный момент НЕ касаются носа. И здесь снова вступает в игру взвешивание прецизионности. Чтобы проприоцептивные прогнозы обеспечивали свое исполнение, необходимо уменьшить вес ошибок предсказания, указывающих мозгу, где и как в данный момент располагается тело. Это можно считать противоположностью внимания — чем-то вроде «безразличия» к телу, благодаря которому оно, собственно, и двигается[148].

Представляя себе действие подобным образом, мы отчетливее видим, что действие и восприятие — это две стороны одной медали. Мы рассматриваем их не как ввод (восприятие) и вывод (действие) по отношению к некоему «центральному» разуму, а как разновидности совершающегося в мозге предсказания. В основе обеих находится общий процесс байесовского вывода наиболее вероятных предположений, тщательно срежиссированный танец перцептивных прогнозов и сенсорных ошибок предсказания, разница лишь в том, кто в этом танце ведет, а кто ведомый.

Давайте в последний раз наведаемся к нашему воображаемому мозгу, томящемуся в своей костяной темнице. Теперь мы знаем, что он отнюдь не отрезан от внешнего мира. Он купается в потоках сенсорных сигналов от окружающей среды и организма и постоянно дирижирует действиями — самоисполняющимися проприоцептивными пророчествами, — которые проактивно формируют этот сенсорный поток. Входящий сенсорный шквал сталкивается с каскадом нисходящих прогнозов — сигналы ошибок предсказания устремляются вверх, стимулируя все более совершенные прогнозы и вызывая новые действия. Этот неуклонный процесс порождает аппроксимацию байесовского вывода, когда мозг раз за разом выбирает сменяющие друг друга наиболее вероятные предположения о причинах и источниках окружающей его сенсорной среды, в результате рождая на свет живой и яркий перцептивный мир — контролируемую галлюцинацию.

Теперь, понимая контролируемую галлюцинацию именно так, мы имеем все основания считать, что нисходящие прогнозы не просто предопределяют наше восприятие. Они его составляют. Наш перцептивный мир, полный цветов, форм и звуков, — это не что иное, как наиболее вероятные предположения нашего мозга о скрытых причинах и источниках его бесцветных, бесформенных и беззвучных входящих сенсорных данных.

И как мы увидим далее, таким образом объясняется не только восприятие нами кошек, кофейных чашек и горилл, а совершенно любая составляющая нашего перцептивного опыта.

Глава 6 Вклад зрителя

Наш путь к глубинным структурам перцептивного опыта начнется с путешествия в Вену начала XX в. Будь вы в те годы завсегдатаем элегантных венских кофеен, салонов и опиумных притонов, вам наверняка довелось бы столкнуться с некоторыми весьма занятными личностями, а именно представителями Венского философского кружка, в который входили Курт Гедель, Рудольф Карнап и время от времени Людвиг Витгенштейн. Кроме них к этому кружку принадлежали основоположники модернизма в живописи Густав Климт, Оскар Кокошка и Эгон Шиле, а также историк искусства Алоиз Ригль. И разумеется, Зигмунд Фрейд.

В кипучей интеллектуальной атмосфере тогдашней Вены наука и искусство смешивались легко и непринужденно. Науку не ставили превыше искусства в том привычном теперь смысле, согласно которому искусство и пробуждаемый им у человека отклик ничего не стоят без научного объяснения. Вместе с тем и искусство не пыталось удалиться в недосягаемые для науки пределы. Художники и ученые и их критики были союзниками, объединяющимися в попытке понять человеческий опыт во всем его богатстве и разнообразии. Недаром нейробиолог Эрик Кандель назвал эту эпоху «веком самопознания»[149].

Одна из самых влиятельных идей, рожденных в ту пору, — предложенная Риглем и позже популяризованная другим венцем, одним из крупнейших деятелей истории искусства XX в. Эрнстом Гомбрихом, концепция «вклада зрителя»[150]. Эта идея подчеркивает роль наблюдателя — в данном случае зрителя, который творчески «завершает» произведение искусства. Вклад зрителя — это та часть перцептивного опыта, которую вносит адресат и которая в самом произведении (или окружающем мире) не содержится[151].

Концепция вклада зрителя практически напрашивается на то, чтобы увязать ее с прогнозными теориями восприятия, такими как теория контролируемой галлюцинации. Кандель писал: «Открытие участия восходящих процессов в восприятии зрителя убедило Гомбриха в том, что "непредвзятый взгляд" в принципе невозможен, то есть зрительное восприятие основано на интерпретации зрительной информации. Гомбрих утверждал, что мы не воспринимаем то, что не в состоянии классифицировать»[152].

Мне кажется, особенно заметен вклад зрителя при взаимодействии с такими художниками, как Клод Моне, Поль Сезанн и Камиль Писсарро. Когда я стою перед каким-нибудь из шедевров импрессионизма, например «Инеем»[153] Писсарро (создан в 1873 г. и сейчас представлен в парижском музее Орсе), меня словно затягивает в совершенно другой мир. Почему подобные картины обретают над нами такую власть? В том числе и потому, что они оставляют нашей зрительной системе простор для совершения интерпретационной работы. «Остатки краски, счищенные с палитры и наляпанные на грязный холст», как отозвался о полотне Писсарро критик Луи Леруа[154], прекрасно работают на создание перцептивного впечатления заиндевевшего поля.

Импрессионистские пейзажи стремятся изъять художника из акта живописи и воскресить гомбриховский «непредвзятый взгляд»[155], сообщая произведению те вариации яркости, которые послужат для перцептивного умозаключения исходным материалом, а не конечным продуктом. Для этого художнику необходимо выработать тонкое и глубокое понимание того, как проявляются субъективные, феноменологические составляющие зрительного восприятия, и уметь это понимание применять. Каждую работу художника можно считать упражнением в «обратной разработке» человеческой зрительной системы, начиная с входящих сенсорных данных и заканчивая связным субъективным опытом. Картины становятся экспериментами в области прогнозного восприятия и природы сознательного опыта, порождаемого этими процессами[156].

Такие произведения, как картина Писсарро, — это не просто эхо или предтеча науки о восприятии, а вклад зрителя — это не просто историко-живописная разновидность минимизации ошибок прогнозирования. Гомбрих со товарищи преподнес нам глубокое понимание феноменологической, эмпирической природы восприятия — понимание, которое очень легко упустить, закопавшись в винтиках и шестеренках априорных вероятностей и ошибок прогнозирования.

«Говоря, что пятна и мазки на импрессионистском полотне "вдруг оживают", мы имеем в виду, что нас побуждают самим спроецировать на эти разноцветные точки пейзаж»[157]. В этом объяснении Гомбрих ухватывает кое-что очень важное для сознательного восприятия, кое-что выходящее за рамки искусства как такового и относящееся к сути чувственного опыта в принципе[158]. Наше восприятие окружающего мира как «существующего на самом деле» — это не пассивное выявление объективной действительности, а живая, текущая проекция — установление мозгом контакта с миром.

В научной лаборатории попытки разобраться в том, как субъективный опыт опирается на перцептивные ожидания, начинаются с простых экспериментов. Одна из экспериментальных гипотез состоит в том, что ожидаемое мы должны воспринимать быстрее и легче, чем неожиданное[159]. Эту гипотезу несколько лет назад взялся проверить мой тогдашний постдокторант, а сейчас старший преподаватель Амстердамского университета Яир Пинто, по нашему обыкновению сосредоточив свое исследование на зрительном восприятии.

Яир использовал метод под названием «непрерывное подавление стимула вспышкой»[160], при котором левому и правому глазу предъявляются разные изображения. Одному глазу предъявляется четкая картинка (в данном случае либо дом, либо лицо), а другому — быстро меняющийся рисунок из частично перекрывающих друг друга прямоугольников. Когда мозг пытается объединить эти два образа в одной сцене, у него ничего не получается — человек видит только меняющиеся прямоугольники. Осознанное восприятие картинки подавляется «непрерывно вспыхивающими» фигурами. В нашем эксперименте, отраженном на рис. 10, использовалась вариация этого метода, в которой сначала контрастность прямоугольников задавалась высокой и затем постепенно снижалась, а контрастность картинки сначала задавалась низкой и постепенно повышалась[161]. Это значит, что максимум через несколько секунд картинка — лицо или дом — начинала восприниматься осознанно.

Чтобы выяснить, как перцептивные ожидания влияют на сознательное восприятие, перед каждой экспериментальной попыткой мы давали участнику подсказку — либо слово «дом», либо слово «лицо». Важно отметить, что эти ожидания не обязательно соответствовали истине. Когда участникам выдавалось слово «лицо», лицо присутствовало на изображении лишь в 70% попыток, а в остальных 30% на картинке изображался дом. То же самое происходило и с подсказкой «дом». Замеряя, через какое время изображение проявится, преодолев подавление вспышкой, мы определяли, насколько быстро распознается картинка — лицо или дом — в том случае, когда испытуемый ее ожидает, и в том, когда не ожидает.

Как мы и предполагали, быстрее и точнее испытуемые распознавали дом, когда именно его они и ожидали увидеть. То же самое с лицами. Разница в скорости распознавания была невелика — около одной десятой секунды, — но о ней можно было говорить с уверенностью. В нашем эксперименте справедливые перцептивные ожидания действительно вели к более быстрому и точному осознанному восприятию.

Наше исследование лишь одно из растущего числа призванных выяснить, что происходит, когда в игру вступают перцептивные ожидания. Авторы другого изящного эксперимента — Мика Хейлброн, Флорис де Ланге и их коллеги из Института Дондерса в Неймегене — воспользовались так называемым эффектом превосходства слова. Отдельные буквы, в частности U, проще идентифицировать в составе слова, скажем HOUSE (дом), а не когда они входят в ничего не значащий набор букв, например AEUVR. Группа де Ланге показывала испытуемым множество примеров слов и бессмысленных наборов букв, всегда на фоне визуального шума. В полном соответствии с эффектом превосходства слова отдельные буквы оказалось проще распознавать в слове, чем в бессвязном наборе.

Отличительной особенностью этого исследования стал хитроумный способ анализа активности мозга испытуемых, зафиксированной с помощью фМРТ. При анализе данных с использованием мощной технологии «чтение мозга»[163] было обнаружено, что специфическая нейронная активность, связанная с буквой («сигнатура»), в зрительной коре выделялась «резче», то есть ее легче было отличить от нейронных репрезентаций других букв, когда она находилась в слове, а не в бессмысленном наборе. Это значит, что перцептивные ожидания, создаваемые контекстом слова, меняли активность мозга на ранних стадиях зрительной обработки в сторону усиления восприятия — в полном соответствии с тем, что предполагает концепция контролируемой галлюцинации.

Увы, какими бы показательными ни были эти эксперименты, лабораторным условиям по-прежнему далеко до того богатства и разнообразия, которое отличает сознательный чувственный опыт, получаемый «в природе». Но чтобы выбраться из кабинетов на широкие просторы, нужно изменить сам образ мысли.

Одним относительно недавним летним днем я впервые в жизни положил под язык крохотную дозу ЛСД и вытянулся на траве — дожидаться, что будет дальше. День был теплый, дул легкий ветерок, на бело-голубом небе вихрились бледные завитки облаков. Примерно через полчаса, точно так же, как у Альберта Хофмана много лет назад, мир зашевелился и начал преображаться. Холмы, небо и облака принялись пульсировать, становясь ярче, обволакивая меня, сплетаясь и переплетаясь со мной, почти как живые. Я, как положено ученому, пытался вести записи, но, заглянув в них на следующий день, понял, что попытки эти довольно скоро заглохли. Из того, что мне все-таки запомнилось, — облака принимали хотя и подвижные, но отчетливые формы, которые, по крайней мере отчасти, как будто мне подчинялись. Как только облако начинало напоминать лошадь, или кошку, или человека, я без особого труда мог это сходство усилить и подчеркнуть, иногда с умопомрачительным результатом. В какой-то момент по небу прошествовала целая процессия Силл Блэк[164].

Галлюцинации, порождаемые ЛСД, неплохо переубеждают любого сомневающегося в том, что чувственный опыт создается именно мозгом. Еще несколько дней после этого эксперимента мне казалось, что я вижу свои перцептивные впечатления «насквозь» и хотя бы отчасти воспринимаю их так, как им и подобает, то есть как конструкты. Я по-прежнему ощущал вместе с перцептивным посланием отголоски средства его передачи.

Разумеется, разглядеть в облаках лицо можно и без допинга — по крайней мере увидеть намеки и наброски, тени и контуры, проецируемые на небо. Способность складывать из разрозненных предметов общий образ называется парейдолией (от греческих слов «рядом» и «изображение»). В силу значимости распознавания лиц для человека — и для некоторых других животных — у нашего мозга имеются сильные предустановленные ожидания, связанные с лицами. Именно поэтому мы склонны так часто видеть лица в неодушевленных предметах, будь то облака, кусок гренки или даже старая раковина, как на фотографии ниже[165]. И поскольку для нас это обычное явление, мы, как правило, не считаем парейдолию галлюцинацией. Когда шизофреник слышит голос, велящий ему изувечить себя или объявляющий его новым воплощением Христа, и, кроме него, этот голос никто не слышит, — это другое дело, это явная галлюцинация. И увиденное мной под ЛСД шествие Силл Блэк по небу тоже было галлюцинацией.

Как мы теперь знаем, было бы ошибочно считать любое из этих явлений — даже самое на первый взгляд диковинное — в корне отличающимся от обычной выдачи наиболее вероятных перцептивных предположений. Любой наш чувственный опыт, независимо от того, обозначаем ли мы его как галлюцинаторный, всегда и всюду основан на проекции перцептивных ожиданий на нашу сенсорную среду. То, что мы называем галлюцинацией, возникает, когда наши перцептивные априорные убеждения оказываются настолько сильны, что одерживают верх над сенсорными данными и мозг начинает терять связь с источниками этих данных в окружающем мире.

Вдохновленная этой общностью нормального восприятия и галлюцинаторного, наша лаборатория принялась искать новые способы исследования, как из наиболее вероятных перцептивных предположений возникает перцептивный опыт, и наши эксперименты завели нас туда, куда нам и не снилось.

Если, выйдя из моего кабинета, подняться на один этаж, то, поплутав в закоулках бывшего химфака, вы окажетесь в одной из наших импровизированных лабораторий — ее назначение подсказывает приклеенный на дверь клочок бумаги с надписью «Лаб. VR/AR». Здесь, обратившись к услугам стремительно развивающихся технологий виртуальной и дополненной реальности (VR/AR), мы исследуем восприятие человеком мира и себя самого невозможными прежде способами. Несколько лет назад мы решили сконструировать «галлюцинаторную машину»[166] и посмотреть, получится ли у нас порождать галлюцинаторноподобный опыт в экспериментально контролируемой обстановке, симулируя сверхактивные перцептивные априорные предположения. Проект возглавил Кейсуке Судзуки, старший научный сотрудник нашей лаборатории и штатный специалист по виртуальной реальности.

Для начала мы сняли камерой, дающей обзор на 360°, панорамное видео реальной среды. В качестве панорамы была выбрана главная площадь университетского кампуса во вторник, в обеденное время, когда студенты и преподаватели бродят по еженедельно раскидывающемуся там продуктовому рынку. Затем мы обработали видео с помощью программы, созданной Кейсуке на основе гугловских алгоритмов Deep Dream («глубокого сна»), создавая симулируемую галлюцинацию.

Алгоритм «глубокого сна» предполагает использование «наоборот» искусственной нейронной сети, обученной распознаванию объектов на изображениях. Подобные сети состоят из множества слоев симулированных нейронов, связи между которыми устроены так, что они отчасти напоминают восходящие пути биологической зрительной системы[167]. Поскольку эти сети содержат только восходящие связи, их легко обучать с использованием стандартных методов машинного обучения. Нашу сеть обучили идентифицировать более тысячи разных видов объектов на изображениях, включая множество разных пород собак. Она отлично справляется, с успехом различая даже разновидности хаски, которые для меня все похожи как две капли воды.

Обычно эти нейросети используют так: предъявляют изображение и спрашивают, что оно, «по мнению» сети, содержит. Алгоритм «глубокого сна» идет от противного: нейросети сообщают, что изображение содержит некий объект, и она соответствующим образом обновляет картинку[168]. Иначе говоря, алгоритм проецирует перцептивный прогноз на изображение, в избытке внося в нее зрительский вклад. Для нашей галлюцинаторной машины мы покадрово обработали таким образом все панорамное видео и добавили еще несколько примочек, чтобы обеспечить непрерывность, сглаживание и так далее. Это видео в формате «глубокого сна» затем воспроизводилось в шлеме VR, обеспечивая испытуемому, оглядывающемуся вокруг, полное погружение в виртуальную реальность. Так появилась на свет галлюцинаторная машина.

Опробуя ее впервые, я не подозревал, что действо окажется настолько захватывающим[169]. Хотя его нельзя сравнить с настоящим наркотическим трипом или (насколько мне известно) психической галлюцинацией, мир тем не менее изменился в процессе существенно. На этот раз обошлось без Силлы Блэк, зато было много собак и частей собачьего тела, которые органично вписывались в окружающий меня пейзаж, — совсем не так, как вышло бы, если бы мы просто вмонтировали изображения собак в имеющееся видео (см. черно-белый стоп-кадр на рис. 12). Сила галлюцинаторной машины — в ее способности симулировать вывод из нисходящих наиболее вероятных предположений о присутствии рядом собак и тем самым резюмировать в сильно утрированном виде процесс, в ходе которого мы воспринимаем и интерпретируем зрительные сцены в реальном мире.

Слегка варьируя программу галлюцинаторной машины, можно варьировать и симулируемый галлюцинаторный опыт. Если, например, сосредоточить активность в одном из средних уровней сети, а не на уровне исходящих действий, мы получим галлюцинации частей объекта, а не целого. В этом случае разворачивающаяся перед вами сцена будет кишеть глазами, ушами и лапами, то есть все ваше зрительное пространство заполонит мешанина из частей собачьего тела. Если сосредоточить активность на еще более низких уровнях, мы получим галлюцинации, которые лучше всего обозначаются как «геометрические» — в них необычайно ярко, живо и выпукло проступают низкоуровневые черты зрительной среды, такие как контуры, линии, текстура и рисунок.

Галлюцинаторная машина — это упражнение в «вычислительной феноменологии»: в перекидывании объяснительных мостов от механизмов к свойствам перцептивного опыта с помощью вычислительных моделей. Ее непосредственная ценность заключается в том, чтобы сопоставить вычислительную архитектуру прогнозного восприятия с феноменологией галлюцинации. Так мы сможем сделать шаг к пониманию того, почему определенные разновидности галлюцинаций именно таковы, каковы они есть[170]. Но за этим применением скрывается более глубокое и для меня более интересное предположение, что, пролив свет на галлюцинации, мы сможем лучше разобраться и в нормальном, повседневном перцептивном опыте. Галлюцинаторная машина четко — прямо, живо и мгновенно — показывает, что галлюцинации, как мы их называем, — это разновидность неконтролируемого восприятия. А нормальное восприятие, совершающееся здесь и сейчас, — это действительно разновидность контролируемой галлюцинации.

Может показаться, что концепция контролируемой галлюцинации сводится к таким объяснениям, как «я вижу стол, потому что это наиболее вероятное предположение моего мозга о причинах текущих входящих сенсорных данных». (Вместо стола можно подставить лицо, кошку, собаку, красное кресло, брата жены, авокадо или Силлу Блэк.) Я думаю, мы можем пойти гораздо дальше и найти объяснение тому, что мне нравится называть «глубинной структурой» восприятия, — тому, как содержание сознания возникает в нашем чувственном опыте, во времени, в пространстве и в разных модальностях.

Возьмем такое банальное вроде бы наблюдение, что наш зрительный мир в основном состоит из объектов и пространства между ними. Глядя на чашку кофе на своем столе, я в определенном смысле воспринимаю и ее обратную сторону, хотя в данный момент она от меня скрыта. Чашка видится как занимающая некоторый объем пространства, в отличие от чашки на фотографии или рисунке. Это феноменология «объектности». Объектность представляет собой свойство того, каким содержание сознательного зрительного восприятия представляется в общем, а не в качестве отдельного сознательного чувственного опыта.

Объектность хотя и распространенная черта зрительного опыта, но не универсальная. Если в солнечный день вы посмотрите на безоблачный, равномерно голубой небосвод, у вас не возникнет впечатления, что небо — это отдельный объект. И цветные круги, которые запляшут у вас перед глазами, когда вы посмотрите на солнце, а потом отведете взгляд, тоже будут восприниматься не как объект, а как временное нарушение зрения. То же самое относится и к другим модальностям: люди, страдающие тиннитусом, не воспринимают донимающий их шум или звон в ушах как относящийся к реальной окружающей действительности.

Значимость объектности для человеческого восприятия давно осознали художники. Рене Магритт в своей уже набившей оскомину картине «Вероломство образов» (рис. 13) исследует разницу между предметом и изображением предмета. Пабло Пикассо на протяжении значительной части своего кубистского периода изучает, насколько на наше восприятие объектности влияет взгляд от первого лица. Его произведения дробят и перемешивают предметы самым разным образом, представляя их сразу с нескольких точек зрения. Можно расценивать эти картины и другие им подобные как исследование принципов объектности в свете вклада зрителя[171]. Работы Пикассо, в частности, вовлекают адресата в процесс творческого создания перцептивных объектов из хаоса вероятностей. Как выразился философ Морис Мерло-Понти, при помощи своей картины художник исследует средства, позволяющие объекту стать для нас видимым[172].

В когнитивной науке феноменологию объектности всесторонне и тщательно изучает «теория сенсомоторных совпадений»[173]. Согласно этой теории, переживаемый нами чувственный опыт зависит от того, насколько «мастерски» действия меняют входящую сенсорную информацию. Когда мы что-то воспринимаем, содержание этого восприятия не передается сенсорными сигналами, а возникает из подспудного имплицитного знания мозга о том, как стыкуются действия и ощущения. В рамках этой концепции зрение и остальные перцептивные модальности — это действия, которые производит организм, а не пассивное закачивание данных в централизованный «разум».

В главе 4 мы описывали ощущение красного с точки зрения создаваемых в мозге прогнозов о том, как поверхности отражают свет. Давайте распространим это объяснение на объектность. Если я держу перед собой помидор, я воспринимаю его как имеющий обратную сторону, в отличие от тех случаев, когда я смотрю на изображение помидора (или на изображение трубки, как на картине Магритта), на безоблачное синее небо или когда у меня перед глазами вертятся цветные круги после взгляда на солнце. Согласно теории сенсомоторных совпадений, даже не видя в данный момент обратную сторону помидора, я все равно перцептивно ее осознаю благодаря «вшитому» в мой мозг имплицитному знанию о том, как изменятся входящие сенсорные сигналы, если я поверну помидор другой стороной.

Необходимая прошивка имеет форму порождающей модели. Как мы знаем из предшествующей главы, порождающие модели могут предсказывать сенсорные последствия действий. Эти прогнозы «условны» или «контрфактуальны» в том смысле, что они описывают происходящее или гипотетически происходящее с сенсорными сигналами при том или ином действии. Несколько лет назад я написал научную статью, в которой высказал предположение, что феноменология объектности зависит от богатства этих условных или контрфактуальных прогнозов[174]. Порождающие модели, кодирующие множество различных прогнозов такого рода (например, что кожица помидора одинаково красная по всей поверхности), обеспечивают сильную феноменологию объектности. Те же порождающие модели, которые кодируют лишь несколько подобных прогнозов или ни одного (как в случае с гладким и плоским синим небом или цветными кругами после взгляда на солнце), дают слабую объектность или не дают никакой.

Еще один случай, для которого типично отсутствие объектности, — «графемно-цветовая синестезия»[175]. Синестезия — это что-то вроде «смешения чувств». Обладатели графемно-цветовой ее разновидности видят буквы в цвете: например, буква А может вызывать ощущение яркого красного независимо от того, каким цветом в действительности напечатана или раскрашена буква. И хотя эти ощущения цвета возникают устойчиво и непроизвольно (то есть буква каждый раз «окрашивается» в один и тот же цвет и для этого не требуется никаких сознательных усилий), синестеты обычно не путают свои синестетические цвета с настоящими, «существующими в окружающем мире». Я объясняю это тем, что за синестетическими цветами не скрывается, в отличие от «настоящих», богатый репертуар сенсомоторных прогнозов. Синестетический «красный» не особенно варьирует в зависимости от ваших движений или от смены освещения, поэтому феноменология объектности здесь отсутствует.

Некоторые из этих идей мы начали проверять в своей лаборатории виртуальной реальности. В ходе недавнего эксперимента[176] мы создали ряд намеренно непривычных и незнакомых виртуальных объектов, состоявших из бесформенных сгустков с выступами, и демонстрировали их участникам посредством виртуального шлема (см. рис 14). Мы модифицировали метод подавления стимула вспышкой, использовавшийся в нашем предшествующем эксперименте с домом/лицом, сделав так, чтобы каждый объект был поначалу невидим, но в конце концов прорывался в сознание. Если в эксперименте с домом/лицом мы манипулировали ожиданием по поводу каждого изображения, то в эксперименте с виртуальной реальностью у нас появилась возможность манипулировать достоверностью сенсомоторных прогнозов, меняя реакцию объектов на действие. Испытуемые вращали виртуальные объекты с помощью джойстика, и мы могли задать характер этого вращения — либо соответствующий тому, как объект вел бы себя в реальном мире, либо не соответствующий, и тогда объект вращался как попало, в непредсказуемых направлениях. Мы предполагали, что виртуальные объекты, ведущие себя нормально, прорвутся в сознание быстрее, чем нарушающие сенсомоторные прогнозы, — и именно такие результаты и получили. Да, эксперимент, возможно, далек от совершенства, поскольку скорость выхода в осознанное восприятие может служить лишь приблизительным аналогом феноменологии объектности. И все же он демонстрирует, что достоверность сенсомоторных прогнозов способна вполне определенным измеримым образом на это восприятие влиять.

В число многих интуитивных, но ошибочных представлений о восприятии входит и такое: изменения в нашем восприятии непосредственно соответствуют изменениям в реальном мире. Однако изменения, как и объектность, — это еще одно проявление глубинной структуры перцептивного опыта. Изменения в восприятии вызываются не просто изменением сенсорных данных. Мы воспринимаем изменения в силу тех же принципов наиболее вероятного предположения, которым обязаны своим существованием другие составляющие восприятия.

Как показал уже не один эксперимент, физические изменения, происходящие в окружающем мире, не являются ни необходимыми, ни достаточными для того, чтобы изменилось восприятие. Ярким примером служит «змеистое» изображение (рис. 15)[177], на котором ничего не двигается, однако возникает перцептивное впечатление движения, особенно если позволить взгляду поблуждать по всей поверхности. Происходит это потому, что мелкие детали рисунка, видимые периферийным зрением — краем глаза, что называется, — убеждают зрительную кору делать вывод о движении, хотя движения никакого нет.

Противоположная ситуация — физическое изменение без перцептивного — возникает при «слепоте к изменениям». Такое может происходить, когда какие-то составляющие среды меняются слишком медленно или когда меняется все сразу, но значение имеют лишь отдельные черты. В одном впечатляющем видеопримере[178] цвет меняет вся нижняя половина изображения, но, поскольку все это растянуто во времени примерно секунд на сорок, большинство зрителей не замечают превращения совсем, даже если смотрят прямо на ту часть кадра, которая из красной становится фиолетовой. (Однако это только в том случае, если им не сообщают заранее, что цвет будет меняться. Если же знать, куда смотреть и чего ждать, перемену легко заметить.) Этот пример в чем-то схож с примером слепоты невнимания, который я приводил в предыдущей главе (когда люди не замечают гориллу, возникающую в кадре в разгар игры в баскетбол). Разница между примерами в том, что при слепоте к изменениям человек не замечает самой «перемены».

Некоторые усматривают в слепоте к изменениям философскую дилемму: после смены цвета вы по-прежнему воспринимаете нижнюю часть кадра красной (хотя она уже фиолетовая), или теперь вы воспринимаете ее фиолетовой, но тогда какой же вы воспринимали ее раньше, учитывая, что саму смену цвета вы не ощутили? Чтобы разрешить эту дилемму, нужно отвергнуть исходную ее посылку и признать, что восприятие изменений и изменение восприятия — это не одно и то же. Восприятие изменений — это еще одно перцептивное умозаключение, еще одна разновидность контролируемой галлюцинации.

И если восприятие изменений — это перцептивное умозаключение, то и восприятие времени тоже.

Время — одна из самых сложных и запутанных тем и в философии, и в физике, и в нейронауках. Если физики пытаются разобраться, что оно собой представляет и почему течет (если действительно течет), то перед нейроучеными задача стоит не менее мудреная. Все наши перцептивные переживания происходят «во времени» и «со временем». Даже наше ощущение настоящего момента всегда словно размазывается между относительно фиксированным прошлым и частично открытым будущим. Для нас время тоже течет — впрочем, иногда ползет, а иногда летит или мчится.

Мы переживаем секунды, часы, месяцы и годы, но никакого «датчика времени» в нашем мозге нет. Если для зрения у нас имеются фоторецепторы в сетчатке, а для слуха — «волосковые клетки» в ушах, то для восприятия времени никакой специальной сенсорной системы не существует. Более того, если не принимать в расчет циркадные ритмы (побочным эффектом которых выступает пресловутый джетлаг — ухудшение самочувствия при смене часовых поясов), нет никаких свидетельств, что у нас в голове имеются некие «нейронные часы», отмеряющие воспринимаемое нами время. Но если бы они существовали, то являли бы собой идеальный пример «двойного преобразования», как называл его Дэниел Деннет, то есть воспроизведения внутри мозга тех или иных свойств окружающего мира для предполагаемого внутреннего наблюдателя. В действительности же восприятие времени — это такая же контролируемая галлюцинация, как и восприятие изменений и все остальное наше восприятие[180].

Вот только чем контролируемая? Если нет специального сенсорного канала, который мог бы обеспечивать эквивалент сенсорных ошибок прогнозирования? Простое и элегантное предположение высказал мой коллега — когнитивист Уоррик Роузбум, который пришел к нам в Центр в 2015 г. и сейчас возглавляет собственную научно-исследовательскую группу, занимающуюся восприятием времени. Его гипотеза состоит в том, что умозаключения о времени мы основываем не на тиканье внутренних часов, а на темпах изменений перцептивного содержания других модальностей, — и он придумал хитрый способ эту гипотезу проверить.

Под руководством Уоррика наша группа записала библиотеку видеоматериалов разной продолжительности в разных контекстах — оживленная городская улица, пустой офис, несколько коров, пасущихся на лужайке неподалеку от университета. Затем мы демонстрировали эти видео участникам эксперимента и просили оценить, сколько длился каждый ролик. Все испытуемые продемонстрировали в своей оценке когнитивное искажение характеристики[181]: склонность преуменьшать длительность долгих роликов и преувеличивать длительность коротких. Дали о себе знать и искажения, связанные с контекстом сцены: более насыщенные сюжеты казались испытуемым длиннее спокойных, хотя на самом деле те и другие имели одинаковую продолжительность.

Затем Уоррик показал те же видео искусственной нейросети, имитировавшей работу человеческой зрительной системы. Собственно, это была та же сеть, которую мы использовали для галлюцинаторной машины. Оценка длительности для каждого видео вычислялась на основе, грубо говоря, накапливаемого темпа изменения активности самой сети. Для этой оценки не требовалось никаких «внутренних часов». Примечательно, что оценки нейросети практически совпали с человеческими, демонстрируя те же предубеждения по поводу длительности и контекста[182]. Это значит, что восприятие времени может, по крайней мере в принципе, проистекать из «наиболее вероятного предположения» о темпе изменения сенсорных сигналов, совершенно не нуждаясь ни в каких внутренних хронометрах.

Некоторое время назад мы сделали следующий шаг в этом исследовании, начав искать свидетельства данного процесса в самом мозге. В проекте, который возглавила постдокторантка Максин Шерман, мы фиксировали с помощью фМРТ активность мозга людей, смотревших тот же самый набор видеороликов и оценивавших их длительность[183]. Нам нужно было узнать, можно ли на основании активности зрительной коры спрогнозировать воспринимаемую длительность каждого видео, как нам удалось сделать в предшествующем исследовании под руководством Уоррика с помощью компьютерной модели зрительной системы. Как выяснила Максин, можно. Активность зрительной системы мозга, в отличие от активности других его областей, позволяла очень точно спрогнозировать субъективную длительность. Это весомое свидетельство в пользу того, что восприятие длительности действительно возникает из наиболее вероятных перцептивных предположений, а не из тиканья нейронных часов.

Другие эксперименты, которые могли бы выявить наличие у нас «внутреннего хронометра», ничего подобного не выявили. Мой безусловный фаворит в этой категории (остальные рядом не стояли) — эксперимент, участники которого прыгали со строительных кранов[184]. Нейробиолог Дэвид Иглмен задался целью проверить распространенное интуитивное представление о том, что субъективное время замедляется в острые драматические моменты, например перед автокатастрофой. Он рассудил, что причиной этого субъективного замедления может быть ускорение хода внутренних часов, то есть за отрезок времени они успевают натикать больше, и поэтому отрезок этот в нашем восприятии удлиняется. Это, в свою очередь, ведет к «ускорению» темпа восприятия, поскольку ускорение часов должно означать улучшение способности воспринимать короткие отрезки происходящего.

Чтобы проверить эту гипотезу, Иглмен и его группа разработали особые цифровые часы, которые показывали ряд цифр, мелькающих так быстро, что прочитать их в нормальных условиях было невозможно. Затем он уговорил нескольких смельчаков-добровольцев на вызывающие выброс адреналина жуткие прыжки в бездну, во время которых они должны были смотреть на эти часы с мелькающими на дисплее цифрами. Если внутренние часы и вправду ускоряются, то, по логике Иглмена, добровольцы-испытуемые во время свободного падения должны были увидеть вместо нечитаемого вихря на дисплее обычные цифры. Этого не произошло, и наличие у нас внутренних часов этот эксперимент не подтвердил. Конечно, отсутствие доказательства — это не доказательство отсутствия, но каков эксперимент!

На переднем крае наших исследований глубинной структуры перцептивного опыта находится проект, посвященный изучению восприятия «реальности» как таковой. В этом проекте, которым руководит талантливый докторант Альберто Мариола, используется новая разработка, получившая название «замещающая реальность»[185]. Среду виртуальной реальности, даже с полным погружением, всегда можно отличить от реальной. Участники эксперимента с нашей галлюцинаторной машиной всегда, как бы ни затягивала их эта психоделия, знали, что она не настоящая. Замещающая реальность пытается этот недостаток преодолеть. Задача заключалась в том, чтобы создать систему, в которой человек воспринимал бы окружающую его среду как реальную и верил в ее реальность, хотя реальной она не является.

Идея проста. Как и в эксперименте с галлюцинаторной машиной, мы записали панорамное видео, но на этот раз снимали ту самую лабораторию виртуальной/дополненной реальности, в которой проводим свои исследования. Участника, приходящего в лабораторию, усаживают на табурет в центре комнаты и надевают шлем виртуальной реальности с прикрепленной спереди камерой. Затем ему предлагается оглядеться вокруг и осмотреть комнату через камеру на шлеме. В какой-то момент мы переключаем подачу изображения, и камера начинает показывать не происходящее на самом деле в данную секунду, а видеозаготовку. Надо сказать, что большинство людей в такой ситуации продолжают воспринимать видимое в камере как реальность, хотя это уже не она.

Эта разработка дает нам возможность проверять гипотезы, касающиеся условий, при которых человек воспринимает окружающую среду как реальную и, что, возможно, еще важнее, при которых этот обычно универсальный аспект сознательного опыта начинает распадаться[186]. Подобное может происходить и происходит не только в случае, например, возникновения послеобразов (как при взгляде на солнце) — глобальная утрата воспринимаемой реальности мира и самого себя характерна и для таких инвалидизирующих психиатрических заболеваний, как деперсонализация и дереализация.

Исследование того, что придает перцептивному опыту «реальность», возвращает нас к витгенштейновской идее коперниканской революции: даже если мы понимаем, как все обстоит на самом деле (Земля вращается вокруг Солнца, восприятие — это контролируемая галлюцинация), выглядеть все по-прежнему будет так, как выглядело всегда. Когда я смотрю на красное кресло в углу комнаты, его краснота (и субъективная «кресельность») по-прежнему кажется реально существующим, достоверным свойством действительности, независимой от разума, а не замысловатым построением мозга, выводящего наиболее вероятные предположения.

Давным-давно, еще в XVIII в., Дэвид Юм сделал аналогичное наблюдение по поводу каузальности — еще одной универсальной черты нашего восприятия мира. Юм доказывал, что физической каузальности как объективного свойства окружающей действительности не существует, мы лишь «проецируем» каузальность на собственный мир на основании повторяющегося восприятия того, что происходит почти непрерывно, в плотной временной последовательности. Мы не наблюдаем и не можем наблюдать «каузальность» в окружающем мире непосредственно. Да, в мире что-то происходит, но то, что мы воспринимаем как каузальность, — это перцептивное умозаключение, в том же самом смысле, в котором все наше восприятие — это проекции структурированных ожиданий нашего мозга на нашу сенсорную среду, то есть упражнения во вкладе зрителя. Как писал Юм, разум имеет огромную склонность распространяться во внешний мир, и мы «золотим и пятнаем» естественные объекты «красками, заимствованными у внутренних ощущений»[187]. И не только красками: и формы, и запахи, и «кресельность», и изменения, и продолжительность, и каузальность — все фигуры и фоны наших перцептивных миров — всё это юмовские проекции, составляющие контролируемой галлюцинации.

Почему мы воспринимаем наши перцептивные конструкты как объективную реальность? С точки зрения теории контролируемой галлюцинации задача восприятия — направлять действия и поведение, чтобы повысить шансы данной особи на выживание. Мы воспринимаем мир не таким, какой он есть, а таким, какой он нам полезен. Поэтому вполне логично, что феноменологические свойства, такие как краснота, «кресельность», «силлаблэковость» и каузальность, кажутся объективными, достоверными, присущими реально существующей внешней среде. Воспринимая происходящее в мире как реально существующее, мы будем реагировать на это быстрее и эффективнее. Это имманентное нашему перцептивному опыту представление об окружающем мире как о действительно существующем «там», за пределами нашего тела, выступает, на мой взгляд, необходимым свойством порождающей модели, способной предугадывать входящие сенсорные данные, чтобы успешно направлять поведение.

Иначе говоря, хотя перцептивные свойства зависят от нисходящих порождающих моделей, мы не воспринимаем модели как модели. Скорее, мы воспринимаем посредством наших порождающих моделей[188], и в процессе этого восприятия из обыкновенного механизма возникает структурированный мир.

В начале книги я обещал, что с помощью настоящей проблемы мы будем постепенно подкапываться под трудную проблему — почему и как какой бы то ни было физический механизм может порождать сознательный опыт, соотноситься с ним или быть ему тождественным. Получается ли у нас?

Получается. Начав с принципа, что мозг должен делать умозаключения о скрытых источниках своей входящей сенсорной информации, мы пришли к новому пониманию, почему и как наша внутренняя вселенная оказывается заполненной всем тем — от чашек кофе до оттенков цвета и каузальности, — что кажется нам свойствами внешней объективной действительности, где это впечатление само по себе составляет свойство перцептивного вывода. И именно это свойство «казаться реальным» подогревает дуалистические интуитивные представления о том, как взаимосвязаны сознательный опыт и физический мир, — представления, которые, в свою очередь, подводят нас к идее трудной проблемы. Именно потому, что наше восприятие носит феноменологический характер «реальности», так необычайно трудно признать, что на самом деле перцептивный опыт не обязательно должен (если вообще должен) непосредственно соотноситься с тем, что существует независимо от сознания. Кресло существует независимо от сознания, а кресельность — нет.

Как только мы это уясним, нам станет проще признать трудную проблему не такой уж трудной — или даже совсем не проблемой. Верно и обратное: если трактовать содержание нашего перцептивного опыта как реально существующее во внешнем мире, трудная проблема сознания покажется особенно трудной. А ведь именно к такой автоматической трактовке подталкивает нас феноменология нормального сознательного восприятия.

Как было и с изучением жизни столетие назад, необходимость найти «особый соус» для сознания снижается прямо пропорционально нашей способности различать разные составляющие сознательного опыта и объяснять их с точки зрения механизмов, находящихся в их основе. Развеивать трудную проблему постепенно — это не то же самое, что решить ее разом или безоговорочно опровергнуть, но это оптимальный способ продвижения вперед, и он гораздо лучше, чем превозносить сознание как волшебную тайну или отмахиваться от него как от метафизически иллюзорной не-проблемы. И когда мы учитываем, что перцептивными построениями выступают не только картины нашего восприятия мира, наше исследование набирает обороты.

Самое время спросить: кто или что осуществляет всю эту перцепцию?