Тайны памяти

Вниз по лестнице, ведущей вверх

Город Александрия был заложен Александром Македонским как новая столица эллинского Египта. После смерти великого полководца здесь обосновался один из его сподвижников, Птолемей I Сотер, положивший начало династии Птолемеев. Он не принял участия в жестоких битвах за раздел и перераздел всемирной империи, которые вели между собой все остальные военачальники александровской когорты. Вместо этого он отстраивал столицу, укреплял свою власть в Египте.

Вероятно, самым выдающимся деянием его жизни было создание Мусейона, что в переводе на русский язык должно обозначать «обиталище», или «дом муз». Не правда ли, неплохая задумка?

Греческий пантеон насчитывал девять муз. Две из них заведовали науками. Клио занималась историей, а Урания представляла точную науку — астрономию. Остальные увлекались искусством: Мельпомена — трагедией, Талия — комедией, Терпсихора — танцем, Эрато — любовными песнями, Каллиопа — эпической поэзией, Полигимния — религиозными песнопениями, Эвтерпа — лирической поэзией. Мусейон был большим общежитием, но не следует думать, что там действительно обитали вышеперечисленные красотки. Дом муз был научно-исследовательским институтом, возможно, первым в мире. Здесь жили и работали ученые, сходясь вместе прохладными вечерами во время прогулок в парках Мусейона для спокойного обмена мнениями или жарких дискуссий.

В Мусейон ученых привлекало не только хорошее финансирование науки, на которое, говорят, Птолемеи были достаточно щедры, но и одна из лучших библиотек того времени, собранная частично с помощью золота, частично путем обмана. Неудивительно, что в Мусейоне работало немало выдающихся ученых, таких, как географ и математик Эратосфен, сумевший вычислить диаметр Земли с достаточно высокой по тем временам точностью в 75 километров, математик Эвклид, написавший 13 томов «Начал» геометрии, астроном Аристарх Самосский, почти за 2 тысячи лет до Коперника установивший, что Земля — шар, вращающийся вокруг Солнца, и основоположник автоматики Герон. Там же работал врач Герофил.

Мусейон тех дней был единственным местом на Земле, где можно было решиться на вскрытие человеческих трупов. Занимаясь анатомией, Герофил пришел к выводу, что головной мозг — во-первых, центр всей нервной системы, а во-вторых, орган мышления. Может показаться странным, что о таком очевидном факте до него никто не подозревал.

Предмет оказался трудным для изучения. Прошло почти две тысячи лет, прежде чем накопилось достаточное количество сведений о происхождении мозга и его строении и появилась возможность сделать первые, очень робкие шаги, чтобы понять его функции.

История мозга своими корнями уходит очень глубоко. 2–3 миллиарда лет природа колдовала над живыми организмами, прежде чем из жиденькой сети нервных клеток, из крохотных нервных узелков возникла наиболее сложно устроенная на нашей планете материя — человеческий мозг. Знать, как это произошло, необходимо. Прослеживая, как этап за этапом усложнялась высшая нервная деятельность животных, лучше понимаешь работу человеческого мозга.

За 70 лет поисков и находок исследователи поведения животных сумели спуститься до самой последней ступеньки грандиозной лестницы эволюции. Отправимся туда и мы, чтобы затем пройти путем, которым карабкались наверх животные нашей планеты. Нам придется подниматься быстро, перепрыгивая через пять-десять ступенек сразу. Лишь на самых важных удастся задержаться на короткое мгновение.

Какие ступени эволюции наиболее важны? Решить тот вопрос — значит ответить на основные загадки мозга, а они, как известно, еще не разгаданы. Я поведу вас так, как мне представляется целесообразным, не претендуя на то, что выбранный мною путь самый правильный.

Итак, два-три миллиарда лет назад в солоноватом бульоне мировых океанов появились первые комочки живого вещества, прообразы настоящих одноклеточных организмов. Они обладали основным качеством, присущим всему живому, — свойством раздражимости и способностью передавать возбуждение из одного участка крохотного организма другому, то есть проводимостью.

Позже некоторые организмы стали селиться вместе, образуя колонии. Такие компанейские одноклеточные существа стали прообразом первых многоклеточных организмов.

Многоклеточный организм — большое хозяйство; чтобы разумно управлять им, целесообразно иметь какой-нибудь командный пункт. Ничего похожего поначалу не было. Все клетки первых многоклеточных организмов были равны между собой. Любая из них имела право возбудиться, а когда возбуждение распространится на всю клетку, могла передать его ближайшей соседке. Вот и все новшество. На Земле и сейчас существуют примитивные организмы, не имеющие специальных систем управления. Это губки. Передавая возбуждение от соседа к соседу, губки способны осуществлять некоторые координированные акты.

Медузы и актинии живут во всех морях земного шара. Внешне они выглядят совсем неинтеллектуальными существами, какими действительно и являются. Но посмотрите, как ловко хватает актиния проворных и юрких рыб и, облепив щупальцами, тянет в рот. Отдаленные предки этих животных первыми обзавелись примитивным аппаратом для координации движений. У них появились особые клетки, главной функцией которых стали раздражимость и проводимость. Они первые отзываются на воздействия окружающей среды и быстро передают возбуждение остальным клеткам, позволяя организму немедленно реагировать.

У типичной нервной клетки небольшое тело и несколько отростков, по длине значительно превосходящих саму клетку. Их задача обеспечить связь между отдельными районами тела. Раздражение любого участка тела может очень быстро вызвать возбуждение всего организма. Объединяя все части тела животного, нервная система является главным интегратором организма.

Нервная система кишечнополостных (к ним и относятся актинии, гидры, медузы) весьма примитивна. Она представляет собой довольно жиденькую сеть нервных клеток. Их три типа: чувствительные, двигательные и ассоциативные. Первые предназначены для восприятия падающих на организм раздражений, вторые передают возбуждение на сократимые клетки тела, а клетки третьего типа обеспечивают связь чувствительных и двигательных нейронов, передавая возбуждение от первых ко вторым. Одна чувствительная нервная клетка может быть связана своими отростками с несколькими ассоциативными клетками, а те, в свою очередь, имеют контакт с несколькими другими ассоциативными и двигательными нервными клетками. Вот почему при ловле добычи щупальца действуют быстро и координированно.

Определенным усовершенствованием нервной системы стало появление сгущений нейронов и их отростков в тех местах, где требовалась согласованная работа большого количества сократимых клеток. Нервные тяжи, образованные такими скоплениями, есть у гидр и актиний. У медузы два нервных кольца проходят по краю купола, что позволяет ей, сжимая купол, активно передвигаться в толще воды.

Затем возникли более четко выраженные нервные тяжи, где оказалось сосредоточенным большинство нервных клеток. Такая нервная система в виде самостоятельного органа впервые появилась у гребневиков, животных, напоминающих медуз, а достигла вершины развития у плоских червей. У них все клетки собраны в нервные тяжи, которые, многократно пересекаясь, покрывают реденькой сетью все тело червя.

Нервная система в виде сети нервных стволиков — значительное достижение эволюции. Но, пойдя по этому пути, природа оказалась бы в тупике. Такая нервная система слишком сложна и громоздка и сама нуждается в руководящем органе.

Верховный командный центр нервной системы впервые появился у наиболее развитых плоских червей. В местах пересечения нескольких крупных стволиков у них возникли утолщения — ганглии, скопления нервных клеток. Ганглии в первую очередь образуются вблизи органов чувств и важнейших органов тела: глаз, органа равновесия, глотки. Постепенно к ним переходит верховная власть.

Нервная система, построенная из ганглиев, оказалась удачной. У кольчатых червей, которые, по-видимому, произошли от плоских, все нервные клетки собраны в ганглии, а в нервных стволах, их соединяющих, проходят лишь отростки этих клеток. В каждом членике червя находится пара ганглиев, соединенных перемычками между собой и с ганглиями соседних члеников тела и посылающих нервы к ближайшим органам. Первая пара бывает самой крупной и выполняет наиболее сложную работу, так как именно сюда поступает важнейшая информация от зрительных и обонятельных анализаторов, а также органов равновесия.

Первые ганглии держат в известном подчинении всю остальную часть нервной системы. Они прообраз головного мозга высших животных. У некоторых видов высших кольчатых червей все ганглии сблизились между собой, составляя единое компактное образование. Такая нервная система отчасти напоминает мозг низших позвоночных животных. У ланцетника, одного из самых примитивных представителей хордовых животных, она имеет вид однородной нервной трубки. Головного мозга у него нет. Все остальные представители позвоночных, стоящие на эволюционной лестнице выше ланцетника, им обладают.

У миног и миксин в головном мозге можно различить все основные отделы. Сохраняя в самых общих чертах единый план строения от миноги до человека, все отделы мозга, претерпевают значительное развитие.

Наиболее интенсивно эволюционирует передний, или, как правильнее называть, конечный мозг. У миног, миксин и настоящих рыб конечный мозг занят лишь анализом сведений, добытых с помощью обоняния. Правда, самые новейшие исследования показали, что и другие органы чувств, в том числе глаза, шлют сюда какую-то информацию, но только не о том, что видят. Возможно, глаза доводят до сведения конечного мозга лишь сам факт поступления новой информации, не раскрывая ее содержания. Остальные органы чувств отправляют сообщения, каждый в особый отдел головного мозга, которые недостаточно хорошо связаны между собой. В таком мозгу не развита способность комплексно обрабатывать всю поступающую информацию.

У амфибий и особенно у рептилий все больше и больше сведений начинает поступать в конечный мозг. Он становится средоточием всех высших психических функций.

Особенно серьезные изменения претерпевает мозг млекопитающих. У них также главным образом развивается конечный мозг, в первую очередь кора больших полушарий. Уже у самых низших млекопитающих для всех видов чувствительности в коре намечаются анализаторные зоны, хотя они еще усердно помогают друг другу. По мере эволюции помощь постепенно сокращается, и у высших млекопитающих каждая анализаторная зона получает информацию только об одном виде раздражителей.

Важный этап эволюции — возникновение в мозгу грызунов и близких к ним животных крохотных зон, которые в анализе показаний рецепторов непосредственного участия не принимают. В эти участки попадает информация, уже прошедшая обработку в других отделах коры, поэтому они называются вторичными, или ассоциативными зонами. Здесь совместно обрабатывается информация от различных анализаторов.

Ассоциативные отделы коры развиваются наиболее бурными темпами. У хищных животных, собак и кошек они уже имеют существенные размеры. В коре обезьян эти зоны перекрытия — так их тоже принято называть — занимают четвертую или даже третью часть, а у человека — подавляющую часть коры, оставляя для анализаторных зон лишь незначительные по размерам участки. Именно деятельность ассоциативных областей коры больших полушарий обеспечивает выполнение высших функций нашего мозга. Они-то и делают нас людьми.

Очень бегло рассказав о постепенном развитии и усложнении мозга, я хочу вновь вернуться на первую ступеньку, чтобы рассмотреть эволюцию высших функций мозга. Но сначала несколько слов об условном рефлексе.

Широко известно, что до И. П. Павлова никто толком не знал, как изучать высшие функции мозга, а посему никто за это и не брался. Ведь изучать предстояло физиологию психических актов. Естественно, что для начала желательно было исследовать наиболее простой психический акт. Павлову с первых же шагов удалось взять быка за рога. Он сумел придумать метод изучения мозга, нашел элементарнейшее психическое явление, которое одновременно оказалось и физиологическим явлением — условным рефлексом, тем универсальным кирпичиком, из которых строится все здание мыслительной деятельности.

В наши дни трудно встретить человека, не знакомого с учением И. П. Павлова об условных рефлексах. Это дает мне возможность повторить лишь самое основное.

Условные рефлексы не передаются по наследству, а вырабатываются в индивидуальной жизни. Для этого необходимо совпадение во времени действия как минимум двух раздражителей. Лучше, если первый будет безразличен для животного, зато второй должен вызывать какую-нибудь реакцию. При их повторных сочетаниях временная связь между нервными элементами, воспринимающими первый раздражитель, и мозговым центром того рефлекторного акта, который вызывается вторым, замыкается, и вырабатывается условный рефлекс.

К сожалению, я должен констатировать, что ученые, занимающиеся исследованием высших функций мозга, до сих пор не знают интимный механизм образования условных рефлексов, место локализации их в мозгу.

И среди людей, далеких от биологии, и в среде физиологов, занимающихся изучением нервной системы, всегда находится немало скептиков, которые не могут представить себе, что все сложное здание мыслительной деятельности строится из таких простых элементов, как условный рефлекс. Я мог бы напомнить неверующим, что большинство величайших творений зодчих построено из простого кирпича, а одно из семи чудес света — висячие сады Семирамиды даже из кирпича необожженного. Так что на этот аргумент вряд ли стоит обращать внимание. Однако, если быть объективным, следует сказать, что скептики правы, если они имеют в виду временные связи, подобные секреторным условным рефлексам собак, особенно интенсивно изучаемым в павловских лабораториях.

Суть ошибки в том, что временных связей великое множество и все они, оставаясь элементарнейшим явлением психической деятельности, сильно различаются между собой по сложности и совершенству. Здание мыслительной деятельности человека строится из лучшего строительного материала. О совершенствовании стройматериалов и улучшении строительной техники и пойдет здесь речь.

Даже самых примитивных одноклеточных животных можно кое-чему научить. Пустив инфузорию туфельку в мини-водоем, целиком помещающийся в поле зрения микроскопа, у нее можно выработать условную реакцию остановки на границе света и тени, если за переход в затемненную часть бассейна всякий раз «наказывать» ударом тока. Кстати, о том, что у инфузорий есть память, первым догадался барон Мюнхгаузен. Иммерман, обработавший его воспоминания (книга была опубликована у нас в 1838 году, за 65 лет до работ И. П. Павлова!), приводит следующее высказывание барона: «Я нашел, что инфузории, быт которых, между прочим, занимает меня в последнее время, представляют собой, в сущности, недоразвившихся карпов и обладают памятью». Редкий случай, когда отъявленный враль оказался прав, во всяком случае наполовину.

Образовавшийся у инфузории навык не условный рефлекс. Вырабатывается он с большим трудом, а сохраняется очень недолго. Через несколько минут, самое большее полчаса, туфелька все забудет. Чтобы восстановить навык, нужно повторить всю длительную процедуру опыта. Сама она никогда не вспомнит, что на темную половину заплывать опасно. При образовании такой реакции никакого замыкания не происходит. У туфелек просто не в чем замыкаться временным связям, ведь весь организм инфузории одна не очень крупная клетка.

Механизм этой реакции иной: понижение возбудимости (а следовательно, и двигательной активности) под влиянием темноты. Сходными формами нестойкой памяти пользуемся и мы. Она очень удобна для оперативной деятельности типа устного счета, когда на несколько десятков секунд надо удержать в памяти исходные числа, чтобы произвести с ними арифметические действия. Уже через 5–10 минут, а иногда и раньше, мы их полностью забудем.

Естественно, возбудимость может не только повыситься, но и понизиться. Инфузорию стилонихию пугает вибрация. Если дотронуться до поверхности мини-водоема, где ползают стилонихии, они все разом остановятся и на мгновение съежатся. Пугнем инфузорий 10–15 раз подряд. Движение воды в аквариуме — первый признак приближающейся опасности. В нашем опыте вибрация многократно повторяется, но ничего неприятного за ней не следует. Поэтому каждое очередное воздействие начинает вызывать снижение возбудимости. Стилонихии съеживаются все меньше и меньше и наконец совершенно перестают обращать внимание на «запугивания» экспериментатора. На Западе этот вид обучения называют привыканием.

Появление нервной системы на первых порах не внесло ничего нового. Крохотное примитивное существо — пресноводная гидра отвечает на удар электрического тока сокращением своего туловища-стебелька и щупалец. Если удар тока систематически предварять вспышкой, то вскоре один свет будет заставлять гидру съеживаться в комочек. Но и это еще не настоящий условный рефлекс, а скорее суммационный. Удар электрического тока оставляет после себя на некоторое время повышенную возбудимость нервной системы. Действие следующего, суммируясь с предыдущим, еще больше увеличивает возбудимость. После нескольких электрических ударов, следующих друг за другом с короткими интервалами, возбудимость может настолько возрасти, что любой слабый раздражитель, например свет, окажется способным вызвать оборонительную реакцию. Поэтому сочетать свет и удары электрического тока не обязательно, хотя это и помогает проявлению суммационного рефлекса.

Подобные реакции, возникающие в течение жизни животных, являются высшим достижением психической деятельности для плоских червей — планарий, для дождевых червей, а в ряду хордовых — для ланцетников.

Способность к образованию настоящих условных рефлексов впервые возникает у высших кольчатых червей — полихет, а в ряду позвоночных — у рыб. Главная особенность условных рефлексов, резко отличающая их от примитивных временных связей низших животных, — феномен замыкания, то есть функциональное объединение нервных центров. В обычном условном рефлексе нейроны, к которым приходит информация о действии условного раздражителя, функционально объединяются с центром безусловного раздражителя. Например, при образовании пищевого условного рефлекса на звук звонка у животного замыкается связь между звуковым анализатором и пищевым центром.

Нетрудно заметить, что в выработанных реакциях животных отражены закономерности, существующие в окружающей среде. Падают с дерева капли, но за ними не следует ничего более неприятного — у стилонихий вырабатывается реакция привыкания, они перестают обращать внимание на микросотрясения. Простая закономерность: падение капли не предвещает опасности. Получает собака еду каждый раз, как прозвучит звонок, условный рефлекс отражает закономерную связь сигнала о появлении пищи с самой пищей. Еще одна особенность: в образованных реакциях могут получить отражение лишь закономерности, имеющие для животного непосредственное значение.

Условный рефлекс можно выработать не только на такие простые раздражители, как звонок или вспышка света, но и на более сложные, комплексные воздействия. Попробуем, например, использовать для образования рефлекса одновременное действие трех раздражителей — зрительного (мигание света), звукового (звонок) и кожного (легкое покалывание кожи). В ответ на сложный сигнал наши подопытные должны потянуть за кольцо, и за это получат: черепаха — листик салата, собака — кусочек мяса. Условный рефлекс одинаково легко выработается у обоих животных. Разница только в том, что черепаха будет реагировать на любой отдельно взятый компонент, а собака — только на комплекс. Это значит, что для собаки он стал особым светозвукокожным раздражителем, отличным от действия каждого из трех входящих в него компонентов.

Механизм явления понятен: одновременное действие компонентов комплекса привело к образованию временных связей между нервными центрами, к которым эти раздражители адресуются. У рыб, амфибий и рептилий временные связи между компонентами сложных раздражителей еще не образуются.

Ученые заинтересовались, а не могут ли возникнуть у высших животных временные связи, если просто сочетать вспышки света и звучание звонка, не сопровождая эту процедуру дачей пищи. Оказывается, образуются, хотя и не очень прочные.

Новый кирпичик — новая временная связь (ее называют ассоциацией) на первый взгляд кажется небольшой прибавкой. На самом же деле появление нового строительного материала стало переломным моментом, переходом от мышления низших существ к мыслительной деятельности высших животных и человека. В таких ассоциациях получают отображение любые закономерности внешнего мира, в том числе и не имеющие для животного непосредственного значения. Следовательно, эти кирпичики позволили заложить фундамент безграничного познания окружающего мира.

На основе подобных ассоциаций у человека развилась речь, или, как говорят физиологи, вторая сигнальная система, так как слова являются сигналами простых сигналов, любых явлений, которые воспринимаются нашими органами чувств.

Вторая сигнальная система — это и новый, наиболее совершенный строительный материал, и, что еще важнее, новый принцип кодирования и обработки получаемой информации. Вторая сигнальная система позволяет формировать понятия, использовать логический принцип, тем самым вскрывая более сложные, скрытые закономерности окружающей действительности, и создавать науку.

После создания Ч. Дарвином теории эволюции у ученых появился большой соблазн проследить историю развития человеческого интеллекта. Одна из первых попыток принадлежит Роменсу, другая — Гаше-Супле. Сейчас они вызывают только улыбку.

Лестница, построенная Роменсом, интересна как попытка найти ступеньки, общие для животных разного уровня развития и детей разного возраста, то есть сравнить интеллект ребенка и животного. Свой ряд он начинает с морских ежей, морских звезд и ребенка в возрасте одной недели. Их интеллект, по Роменсу, исчерпывается способностью получать удовольствие или страдание и в развитии памяти.

Насекомые, пауки и десятинедельные дети способны удивляться, бояться, а членистоногие еще и узнавать свою молодь. Высшие насекомые и дети в 3,5 месяца обладают разумом, способны ревновать, сердиться и играть.

Птицы и восьмимесячные дети обладают гордостью, признательностью, способностью создавать образы, видеть сновидения и эстетически любить. Низшие обезьяны, слоны и годовалые дети приобретают мстительность, умеют соблюдать обычаи и способны к забвению. Наконец, человекообразные обезьяны, собаки и начинающие говорить дети испытывают стыд, угрызения совести, чувство смешного и способны к обману.

Будем снисходительны к Роменсу. Он был пионером. Жаль только, что мы никогда не узнаем (а в трудах Роменса об этом ничего не сказано), почему приобретение способности гневаться, мстить и обманывать свидетельствует о развитии интеллекта. Казалось бы, наоборот! Или о чем говорит способность видеть сновидения? Еще интереснее, откуда он узнал, что пауки способны удивляться, а собаки испытывать угрызения совести.

Лестница Гаше-Супле более научна. Он пытается определить уровень развития на основе способности к дрессировке. Самым низшим животным присуще только возбуждение. На следующем этапе появляется способность подчиняться принуждению, затем воздействию человека, наконец, более сложному и полному воздействию и так далее. Рациональное зерно в построениях Гаше-Супле, безусловно, есть, но реализация явно неудовлетворительная.

Развитие искусства непредсказуемо. Никто не мог предвидеть появления абстрактной живописи, никто не скажет, как будет она восприниматься через сто лет. Я не возьмусь дать ей оценку. Для меня несомненно одно — она принесла определенную пользу для… биологии. Появление абстракционистов помогло нам заметить, что животные способны рисовать. До того никому не приходило в голову разляпистую мазню красками по стенам и полу называть картинами.

Манипулировать с предметами, оставляющими след, так сказать, рисовать, способны в основном антропоиды: шимпанзе, гориллы, орангутаны, редко низшие обезьяны. Как и среди людей, художественно одаренные субъекты попадаются не часто. Одно из восходящих светил, южноамериканскую обезьяну капуцина, воспитал зоопсихолог из Чикагского университета доктор Г. Клювер. Он назвал ее П-И.

Малютка П-И просто одержима страстью к рисованию. Ее талант прорезался как-то сам по себе. Рисовать П-И никто не учил. По собственному почину в свободное от работы (лабораторных экспериментов) время обезьяна выцарапывала на цементном полу лаборатории всевозможные зигзаги всем, что могло оставлять след. Когда П-И дали мел, стало совершенно очевидно, что ее интересует не просто сам процесс появления штриха. Она рисует, создавая на поверхности пола отдельные композиции. Закончив один набросок, обезьяна передвигается на чистое место, пока на полу не останется ни одного свободного участка или не кончатся мелки.

Немало искусствоведов и зоопсихологов занимаются обезьяньим творчеством. О нем написаны целые тома. П-И тоже относится к своему увлечению вполне серьезно, но не совсем самокритично. Она никогда не исправляет нарисованного. Видимо, П-И чрезвычайно высокого мнения о своих способностях. Во всяком случае, ни одна картина известных мастеров, даже Рафаэля, не вызывала у нее столь пристального внимания, как собственная мазня.

Для П-И не было большего удовольствия, чем обнаружить утром на полу лаборатории свои картины. Она часами рассматривала их с разных позиций, осторожно дотрагивалась пальцами до особенно удавшихся штрихов. Очевидно, обезьяна точно знала, что ею нарисовано. Напольные картины вызывали у нее вполне определенные ассоциации. Одни изображения она лизала, другие нюхала, третьи нежно гладила.

Особенно удавались П-И цветные картины. После недолгого раздумья художница выбирала мелок для центрального звена композиции. Нанося всевозможные штрихи и линии, обезьяна добивалась появления в центре будущей картины однотонного пятна. Затем переходила к другим цветам, окружая пятно разноцветным орнаментом линий и фигурок. Любой абстракционист непременно присовокупил бы подобному шедевру пикантное название: «Озарение», «Одноногая Мег», «Трансконтинентальный экспресс» или, на худой конец, «Раки в кафе Клозери де лила (Сиреневый хутор)». П-И, к сожалению, этого не может, и нам остается только гадать (чем, кстати сказать, усердно занимаются зоопсихологи), что она хочет сказать миру своими творениями.

Наши предки — первобытные люди ужасно много рисовали. Самые ранние рисунки, дошедшие до нас, имеют 10–30-тысячелетнюю давность. Древние художники не выписывали детально всю обстановку. Изображение лаконично. Фигуры людей стилизованы. В наши дни так рисуют лишь некоторые карикатуристы.

Между картинами современных животных и первобытных людей бездонная пропасть. (Повторяю, мы не знаем, что изображено на картинах П-И и ее товарок.) Рисунки первобытных людей трактуются однозначно. Они удивительно динамичны, передают напряженный драматизм событий и понятны даже маленьким детям. Так рисовать животные не могут. Мало того, они не способны читать изображение. Любая самая реалистическая картина остается для них всего лишь узором пятен и линий. Вот еще одно существенное различие между человеком и животным. Только человек может создать картину, только человек может ее увидеть.

Мы реагируем на картину иначе, чем животные на любой природный раздражитель. У них оборонительная реакция возникает лишь при появлении реальной опасности. У нас картина способна вызвать состояние тревоги, страха, даже ужаса — реакцию, совершенно не совпадающую с конкретной ситуацией момента.

В чем причина того, что животные не воспринимают картин? Информация, получаемая зрительной системой человека при созерцании картины, столь искусственна, что ученым до сих пор непонятно, как мозгу удается ее систематизировать, провести всеобщий анализ и прийти к какому-то выводу.

Картина во всех отношениях удивительная вещь. Во-первых, наш глаз вместо пятен, линий, точек фактически видит не их, а совершенно конкретные предметы. Во-вторых, мы воспринимаем их реальную величину, которая может быть и во много раз больше всей картины, и значительно меньше ее. Наконец, являясь, по существу, двухмерным объектом, картина демонстрирует нам объемные предметы, передавая их взаимное расположение в трехмерном пространстве. Все это возможно лишь потому, что узор красочных пятен или фотографических зерен передает понятные нам символы.

Трудно сказать, какая символика — зрительная или звуковая — родилась раньше. Возможно, они развивались одновременно, с самого своего возникновения продвигаясь вперед, так сказать, рука об руку. Несомненно одно, что 6–8 тысяч лет назад зрительная символическая система протянула руку дружбы звуковой, что позволило создать, видимо, первую в мире письменность — шумерскую клинопись.

Символы самых древних письменностей: шумерские пиктограммы, египетские иероглифы или ранние китайские идеограммы передают названия отдельных предметов, действий, ситуаций и лишь в крайнем случае слоги. (Пиктограмма — рисунчатое письмо, происходит от латинского pictus — писанный красками — и греческого γραφω — пишу. Ни язык рисовавшего, ни конкретные слова пиктограмма не отражает. Слово «иероглиф» происходит от греческих слов ιεςοα — священный и γλοφη — то, что вырезано, и значит — священные насечки, письмена. Идеограмма — письменный знак, выражающий понятие.)

На ранних стадиях развития письменная речь всегда являлась способом, позволявшим с помощью рисунка передавать окружающим свои мысли. Но сколько десятков и сотен тысячелетий должно было пройти, прежде чем первобытные люди научились видеть в узоре штрихов и пятен символы окружающих их предметов, ни один палеонтолог, ни один археолог сказать не может.

Письменная речь на нашей планете прошла еще небольшой путь, но уже проделала ряд метаморфоз. От письма с помощью рисунков и слогов большинство народов перешло к буквенному, гораздо более простому и удобному. Между прочим, буквенное письмо за свою многовековую историю полностью не утратило связи с пиктограммой. Конечно, структура современного буквенного знака не передает предмет целиком; это всего лишь набросок более полного наброска, а значит, все-таки рисунок.

Овладев грамматической письменностью, мы не забросили громоздкие пиктограммы. Пока без них обойтись не удается. Они окружают нас повсюду. В первую очередь дорожные знаки. Большая часть их понятна без специального разъяснения. Стрелки обозначают повороты и перекрестки, зигзаги — неровность дороги, человеческие фигурки — переход, две автомашины, идущие в одном направлении, — запрещение обгона.

Очень распространены пиктограммы-вывески. Еще не так давно сапожник вешал над входом в свою мастерскую сапог, а булочник — крендель. Современные оформители витрин любят помещать за стеклами рисунки или муляжи свиных окороков или краковской колбасы. На дверях, ведущих в туалет, вешают изображения петушков и курочек или стилизованные изображения человеческих фигурок в брюках или юбке. Такие пиктограммы имеют хождение даже в Шотландии, где в торжественных случаях мужчины по-прежнему облачаются в юбки, а женщины почти перестали их носить.

Интересно, что современные пиктограммы претерпевают эволюцию, аналогичную знакам древней письменности, только теперь она происходит значительно быстрее. Один из примеров — пиктограммы, используемые электроникой. Вначале, 50 лет назад, они представляли собой обычные рисунки, изображающие предметы. Позже в подобных схемах стали изображать детали, наиболее типичные для данного класса. В современной электронной схеме используются символы, передающие лишь отдельные признаки деталей, которые, как и в египетских иероглифах, являются «абстрагированной карикатурой» объекта.

Таким образом, внешнее сходство в известной степени оказалось утраченным. Задача современной электронной пиктограммы рассказать не о внешнем виде созданного прибора или его внутренней структуре, а о функции каждой детали и узла. Вот что собой представляет инженерный иероглифический язык современности.

Под Берлином 25 пляжей. Самый старый раскинулся по песчаным берегам озера Мюггельзее. В начале июля 1912 года предприимчивый берлинский портняжка поставил на его берегу палатку, в которой оборудовал кабины для переодевания. Вместо того чтобы в поте лица работать иголкой, он требовал дань по 10 пфеннигов с изнывающих от жары горожан.

Лето выдалось на редкость жарким, и у палатки постоянно толпился народ. В те годы в Германии еще не было принято так просто на людях входить в воду. Чопорные граждане были возмущены и протестовали, но жара работала против них. Так 60 лет назад появились в Германии первые общественные купальни.

Пуританские нравы бытовали во всех странах, исповедовавших христианство. Не только совместное купанье мужчин и женщин — преследовались значительно меньшие прегрешения. В США, в штате Миннесота, до сих пор существует закон, в силу которого за развешивание дамского и мужского белья на одной веревке полагается штраф.

Бороться с укоренившимися предрассудками нелегко. В Австралии купаться начали значительно позже, чем в Европе. Пятый континент, как известно, расположен в тропической зоне. Ленивые океанские волны почти на всем протяжении береговой линии ласкают кварцевые, коралловые и иные прибрежные пески. Когда в нашем северном полушарии начинают дуть холодные ветры и однообразные серые тучи равнодушно сеют бесконечные дожди, в Австралию приходит жаркое, засушливое лето. Еще какие-то 30–40 лет назад побережья в эту пору оставались пустыми, будто все население континента страдало водобоязнью. Только с наступлением темноты, крадучись и озираясь по сторонам, жители спускались к морю.

Изнывать бы австралийцам от жары и по сей день, если бы среди них наконец не нашлось человека, осмелившегося пренебречь местными правилами приличия и выкупаться, спустившись, не таясь, к морю по роскошному песчаному пляжу. Сейчас этого человека считают национальным героем Австралии.

Иногда удивительно легко стать героем. Думаю, что лет через 20–30 интернациональным героем нашей планеты назовут человека, первым осмелившегося сказать, что создание искусственного интеллекта вещь принципиально возможная. Трудно назвать другой научный вопрос, который в предшествующие годы был способен вызвать столь широкую и бурную дискуссию. Физиологи, психологи и философы, врачи и инженеры всех специальностей, химики и физики, учителя и библиотекари, общественные деятели и служители культа спешили высказать свое бескомпромиссное мнение.

Обязанность историков отыскать смельчака и установить дату подвига. Бедняге было несладко, его окружало слишком много противников. С пеной у рта с трибуны и в печати давали они искусственному интеллекту решительный отвод, доказывая, что ни сейчас, ни потом и никогда этого быть не может, потому что этого не может быть никогда. Неважно, кто обрушивался на искусственный интеллект — психолог, философ или работник культа, выходило, что человеческий разум — дар божий, а следовательно, в неодушевленное сооружение из пластмассы, стекла и металла вложен быть не может.

Когда подобные заявления делали ученые достаточно узких специальностей, несмотря на горькую обиду за неверие в науку, можно было еще терпеть. Но слышать их от философов, казалось бы, твердо стоящих на диалектико-материалистических позициях, было поистине удивительно. Ведь если признать, что существует подарок, нужно признать и существование дарителя. А это, простите, уже достаточно далеко от подлинной науки.

Мне еще не приходилось встречать серьезного ученого, который бы обещал создание машин, наделенных разумом, в ближайшее обозримое будущее. Зато высказываний в пользу принципиальной возможности существования таких машин становится с каждым днем все больше. На пляжи психофизиологической науки все чаще выходят сторонники думающих машин. Нет сомнений, что человечество в конце концов придет к их созданию.

Искусственный интеллект будет мучим теми же проблемами, что одолевают нас. Специалисты считают, и не без основания, что разумные машины будут столь же упрямы в своих убеждениях о сущности интеллекта, разумности, свободы воли и тому подобных вещей. Нехотя будут соглашаться с тем, что являются всего лишь машинами. И тем более никогда не поверят, что крохотный сгусток протоплазмы, идя путем случайных, ничем не направленных изменений (мы называем их мутациями) и естественного отбора, оказался в конце концов существом, наделенным незаурядным интеллектом, творцом компьютеров экстракласса.

Какая же у нас получится машина? Хоть ее создание дело весьма отдаленного будущего, кое-что можно предвидеть уже сейчас. Современные электронные вычислительные машины по принципу своего устройства делятся на аналоговые и цифровые.

Аналоговые машины непосредственно оперируют с входными данными. Они как бы чертят на графике функцию в соответствии с изменением влияющих на нее величин. Поэтому для ее работы не требуется предварительная формализация поступающей информации, что создает значительную экономию времени. Аналоговые машины работают быстро, но не в состоянии обеспечить высокую точность расчетов, хотя и значительных ошибок тоже не делают.

Цифровые машины в процессе работы совершают большое количество последовательных операций. Приступить к следующему ходу машина может, только выполнив предыдущий. Поэтому работа движется медленно, зато точность результата может быть феноменально велика. Правда, уж если что-то разладилось, ошибка будет грандиозной. Между обоими типами машин нет непреодолимой разницы. Различие скорее в правилах работы, чем в особенностях конструкции, поэтому в цифровую машину можно ввести такую программу, чтобы она работала как аналоговая.

Нервная система животных от самых примитивных до человекообразных обезьян функционирует как типичная аналоговая машина. Животные не используют формального языка. Только когда у наших предков появилась речь, это гениальное изобретение дало возможность их мозгу работать как цифровая машина, выполняя цепи логических операций. Привело ли это к серьезному изменению самого мозга? Нет, прошло слишком мало времени, какие-то 40–50 тысяч лет. Кроме того, подобной необходимости не возникало, произошла лишь перестройка работы мозга на новый лад.

Эволюция мозга идет очень медленно, а поток знаний растет в первую очередь за счет расширения представлений о явлениях, недоступных нашим органам чувств, таких, как магнетизм, электричество, радиация, атомная физика. Особенно быстро увеличивается объем знаний, противоречащих нашей привычной логике и обыденным житейским представлениям. Мы привыкли жить в нашем трехмерном мире, а он, оказывается, может быть четырех-пятимерным. Нам привычна постоянная скорость течения времени, а физика преподносит теорию относительности. Мы узнаем, что вопреки логике элементарная частица может одновременно быть и волной.

Ученых давно волнует вопрос, не приближаемся ли мы к тому моменту, когда в устройстве окружающего нас мира будут вскрыты и познаны столь сложные явления, а объем знаний возрастет настолько, что мозг окажется не в состоянии ни усвоить их, ни продолжить изучение. Мне думается, опасения, что сложность мира превысит познавательные возможности мозга, напрасны. Колоссальный прогресс науки, который мы наблюдаем в последние 50–100 лет, оказался возможным не за счет улучшения организации нашего мозга, а благодаря совершенствованию символизации, то есть развития нашего языка, таких важнейших его ответвлений, как язык математической логики.

Любопытно заглянуть в процессы мыслительной деятельности нашего мозга, на используемый им «язык». Подавляющее большинство людей думает словами (некоторые люди используют не звуковые, а зрительные образы, чаще в виде напечатанных типографским шрифтом слов), хотя для определенных видов творческой деятельности это не обязательно. Два известных французских ученых, психолог и философ Т. Рибо и математик Ж. Адамар, опросили наиболее крупных математиков о характере интимных механизмов их творчества. Из них лишь Г. Пойд во время работы мыслил словами. Также редко используются специальные математические знаки. Исключением являлся выдающийся американский математик Д. Биркгоф. Создатель кибернетики Н. Винер лишь иногда использовал знаки и слова.

Подавляющее число математиков мыслит зрительными, реже двигательными образами. Ж. Адамар перекодирует задачу в систему точек и пятен неопределенной формы, а затем оперирует этими символами, расстояниями между ними, свободными пространствами. Только на заключительном этапе проверки и завершения исследования начинают использоваться алгебраические знаки. И лишь когда наступает период подготовки математического открытия к опубликованию, начинается перекодирование зрительных образов в слова.

Аналогичным механизмом мышления обладал Эйнштейн. Он пишет, что психическими элементами его мышления являются «…более или менее ясные знаки или образы, которые могут быть „по желанию“ воспроизведены и скомбинированы… Элементы, о которых я только что говорил, у меня бывают обычно визуального или изредка двигательного (мускульного) типа».

Безусловно, используемые в процессе творчества зрительные образы имеют скорее символическую, чем изобразительную связь с рассматриваемыми математическими идеями. Зрительными образами пользуются и композиторы: некоторые из них свои произведения первоначально видят в зрительной форме.

Особенности психических процессов, подмеченные математиками путем самонаблюдения, давно описаны в психологической литературе. Известный лингвист Р. Якобсон считает, что в отличие от собственно речи (речи словесной) внутренняя речь, особенно когда она творческая, охотно использует другие системы знаков, более гибкие и менее стандартизованные, оставляющие мыслям больше свободы и подвижности. Среди этих знаков могут быть и общепринятые и индивидуальные, постоянные для данного субъекта либо выдумываемые применительно к определенной, конкретной задаче, участвующие лишь в одном созидательном акте.

Многие психологи придают очень большое значение вспомогательным знакам, используемым при мышлении. Они считают весьма целесообразным с раннего возраста тренироваться по перекодировке речи в более емкие и гибкие символы. Не исключено, что обучение символам, используемым наиболее выдающимися учеными, значительно упростит процесс усвоения знания. Возникнут новые специальные языки. Благодаря им появится возможность строить новые алгоритмы обработки информации, и таким образом старенький миниатюрный компьютер, который мы носим под головным убором, подкрепленный мощной электронно-вычислительной техникой, сможет без перебоев и перегрева служить нашим потомкам еще на протяжении 30–50 тысяч лет.