Научный материализм

Согласно исследованиям, в развитых мозгах животных значительная их часть служит для контроля физиологических процессов внутри организма и для реализации рефлексов и инстинктов, а другая часть отвечает за мышление. Столь непростые задачи выполняют огромные по численности цепочки и сети связанных между собой нервных клеток. В течение жизни животной особи клетки её мозга непрерывно получают и отправляют сигналы, они взаимодействуют друг с другом и с остальными клетками организма при помощи биотоков и химических веществ, будучи задействованы в неуловимо сложных алгоритмах, независимо от того, спит особь или бодрствует, покоится или активно двигается.

Это есть материальная составляющая мышления. Но мышление имеет двойственную природу и выражено также в абстрактной форме. Для сознания мышление – это процесс, который выделяет из потока информации обобщения и закономерности, фиксирует их в виде идей и образов, соединяет причинно-следственными связями, вырабатывает определённые реакции на эти идеи и образы, создаёт из них сложные модели, дополняет и трансформирует эти модели и строит прогнозы их поведения в различных условиях, получая тем самым новый полезный опыт и знания. Продуктивность мышления у разных животных достигает порой удивительных форм. Так, например, некоторые млекопитающие и птицы могут разгадывать принцип действия несложного дверного замка, придумывать различные ухищрения для добычи труднодоступной еды и отправляться на поиски людей, чтобы попросить помощи в трудной ситуации. В числе прочего зарегистрировано немало случаев, когда даже акулы, чей мозг довольно примитивен, приплывали к подводным исследователям, когда не могли освободиться от рыболовного крючка, и тёрлись о человека, пока не получали помощь, а после уплывали. Мы пока не можем знать, действительно ли акула способна понять, что двигательные возможности человека отличаются от её собственных и что от их применения к её ране может быть большая польза, но акулы проявляют столь удивительные формы поведения регулярно. Как бы то ни было, мышление открыло для животных совершенно новые по сравнению с другими живыми существами возможности, их приспособленность к выполнению биологической задачи сильно возросла. В то время как генетический материал растений и грибов задаёт свойства их организмов один раз и на всю жизнь, мышление позволило животным быстро творчески реагировать на сиюминутно возникающие нестандартные ситуации, подстраиваться под среду, безотлагательно решать новые для себя задачи. Это привело к тому, что на всей планете именно животные питаются растениями и почти никогда наоборот.

Мышление не представлено единым процессом и может происходить по-разному и применяться к разным предметам. Познание мира – это мышление, преобразующее сигналы, поступающие от органов чувств, в понятные человеку образы и выявляющее среди них связи и паттерны; рефлексия – это мышление, применённое индивидом к сиюминутно воспринимаемой собственной абстрактной модели или к такой же модели, но извлечённой из памяти; воображение – это операции с любыми хранимыми в памяти моделями, искусственная рекомбинация их свойств и расчёт взаимодействия исходных и производных моделей; сны и видения – это мышление, происходящее спонтанно и вызывающее в сознании образы и идеи, слабо подчинённые воле индивида или не подчинённые ей вовсе; рассуждение – это мышление, которое определяет отношения между предметами, событиями и явлениями, хранимыми в памяти.

У учёных нет никаких сомнений, что сознание есть результат материально выраженного процесса мышления. Но на текущем этапе технического прогресса связь между групповой активностью клеток мозга и сознанием трудно отследить с удовлетворительной точностью. Гораздо проще понять связь между сознанием и абстрактным проявлением мышления. Сознание есть модель, порождённая мышлением; оно возникает, когда мышление обработает достаточно большое количество данных о мире и о самом индивиде и выделит набор их свойств, определяющий их отношение друг к другу. Для эволюционного процесса вполне закономерно, что сложная модель не появилась сразу, а ей предшествовало неисчислимое множество более примитивных моделей, когда мозгу разных животных удавалось выделять из воспринимаемой информации лишь отдельные образы и идеи. Например, с древних времён известен феномен поедания змеями собственного хвоста; хотя змея использует некую примитивную форму мышления для анализа окружающей среды, она всё же неспособна надёжно распознавать собственное тело среди других предметов. У огромного числа других животных также не наблюдается способности осознавать самих себя – их нервные узлы и мозги решают лишь узкие задачи и действуют, подчиняясь генетически обусловленным алгоритмам, способствующим выживанию; похоже, что многие животные не обладают и целостной моделью мира. Хороший пример отсутствия сознания я получил, наблюдая четырёхмесячного младенца. Он подолгу пристально смотрел на висящую перед его лицом игрушку, пытался поднимать голову в её сторону и издавал нетерпеливые звуки, но при этом совершал хаотические движения руками перед своими глазами и не догадывался, что это его руки и что с их помощью он может дотянуться до игрушки. Когда же он интересовался каким-нибудь видом вдали и затем его отворачивали в другую сторону, он не пытался повернуться в сторону объекта своего интереса, воспринимая лишь то, что в данный момент находилось перед его глазами, и как будто считая прежнее изображение исчезнувшим безвозвратно. Легко понять, что это не слишком эффективный способ взаимодействия со средой, и развитие у животных сознания повысило выживаемость видов.

По всей видимости, воображение появилось ещё гораздо позднее, ибо оно требует значительных энергозатрат, но не приносит очевидной мгновенной пользы, что является для организма энергетически бессмысленным и первоначально не должно приживаться в нервной системе. Нужны были длительные специфические условия, чтобы выделилась тенденция, что воображение помогает особи подготовиться к будущим событиям и тем самым повышает её способность к выполнению биологической задачи; популяции с такой способностью постепенно стали выигрывать природную конкуренцию у других. В зачаточной форме воображение встречается у некоторых животных, и они плохо контролируют его, не будучи способны отличить свои фантазии от реальности. Более управляемое и контролируемое воображение появилось у приматов, дельфинов и, вероятно, слонов, но его качество также далеко от идеала, и даже люди в примитивных обществах в основном неспособны различать сны и реальность; множество таких примеров описал Люсьен Леви-Брюль в своей книге «Первобытный менталитет». Есть научная версия, что некоторые наскальные рисунки животных у древних людей использовались для совершения ритуала перед отправлением на охоту и ритуал фактически являл собой репетицию: вместо рисунка люди воображали настоящего зверя и кололи его копьями. Нам трудно узнать, было ли такое на самом деле и могли ли древние люди различать значимость ритуала и настоящей охоты, но в любом случае воображение открыло для животных и человека возможности для тренировок и репетиций. Такое мышление нейрофизиологи называют абстрактным, в то время как конкретное мышление обрабатывает только сиюминутно воспринимаемые предметы и обстоятельства. После появления и развития воображения сознание живых существ усложнилось – в нём теперь могли соседствовать воспринимаемые и воображаемые предметы, а также идеи.

Длительное развитие у древних людей воображения привело к появлению у них рассуждения, то есть способности удерживать в уме и производить операции с чистыми идеями, не имеющими образного воплощения. Привычка обращаться к каждому члену общины определённым набором звуков постепенно привела к формированию представления об имени как отдельной абстрактной сущности, которая соответствует конкретному человеку и неразрывно связана с ним; отношение людей к различным явлениям, положительно и отрицательно влияющим на выполнение ими биологической задачи, были обобщены понятиями «хорошо» и «плохо», «добро» и «зло»; усложнение общественных отношений породило понятия «приказ», «закон», «преступление», «возмездие»; ориентация людей во времени суток и в сезонах привела к появлению понятий «рассвет», «закат», «полдень», «день», «ночь», «зима», «лето» и др. Люди научились составлять эти и другие понятия в суждения и делать простейшие умозаключения, что улучшило понимание каждым индивидом окружающего мира: например, при регулярной добыче огня человек заметил, что воспламеняются только сухие материалы, и постепенно пришёл к заключению, что, находясь в незнакомой обстановке, для разведения огня также потребуется искать нечто сухое, независимо от других свойств этих предметов. От собаки невозможно добиться аналогичной степени осмысления ситуации: даже если в течение долгого периода тренировать её приносить человеку сухие палки и сухие тряпки, она не сообразит, что подойдёт также и сухая бумага, зато с готовностью принесёт и мокрую палку. Мышление собаки строго конкретное: она мыслит сам предмет и не может выделять из группы разнородных предметов общее свойство и связывать его с внешними сигналами. Человеку же рассуждение позволило находить новые источники пищи, раскрывать источники отравлений, улучшать способы охоты и орудия труда, делать выводы о целебных свойствах растений из личного опыта и многое другое. Но ещё больше по сравнению с персональными преимуществами способность мыслить суждениями повысила коллективную эффективность человеческих популяций из-за возможности обмениваться более содержательной информацией, чем это бывает у животных. В то время как более примитивные существа могли передать друг другу информацию вроде «пойдём со мной, там какая-то опасность», люди уже были способны сказать: «В направлении высоких гор, на расстоянии такого перехода, что солнце успело бы от восхода дойти до верхней точки на небе, обнаружена большая группа чужаков, все они самцы и сильные – похоже, что разведывают территорию; нам их не одолеть, поэтому нужно быстрее уходить в противоположном направлении». Такая развитая коммуникация исключила необходимость каждому человеку или хотя бы лидеру общины лично изучать источник проблемы, чтобы убедиться в размере опасности; люди научились адекватно реагировать на обстоятельства, которых они даже ещё не видели.

Финалом развития мышления стала формализация способов рассуждения – выработка устойчивых идей, которые подчиняются строгим правилам и позволяют выстраивать сложные абстрактные проекты, радикально повышающие эффективность индивида и человеческих коллективов при взаимодействии со средой. Вполне вероятно, что этот процесс начался с появления элементарной арифметики: пытаясь передавать друг другу информацию о количестве предметов, древние люди постепенно пришли к представлению предметов абстрактно – штуками, пренебрегая при этом их сущностью и внешними различиями. Очевидно, что в материальном выражении десять камней – это отнюдь не то же самое, что десять апельсинов, но идея числа десять универсальна, и она позволила любому индивиду достаточно эффективно вообразить нужные наборы предметов, даже если он никогда не наблюдал воочию этих предметов в таком числе. Способность к счёту не зарождается у коллективных животных спонтанно, ибо для передачи информации об опасности или источнике пищи достаточно жестов и примитивных звуков, а их интенсивность неплохо передаёт значимость явления. Чтобы арифметический счёт появился у человека, потребовалось ведение развитой хозяйственной деятельности, которая, скорее всего, должна была включать планирование при запасании ресурсов и обменные операции, поэтому формализованное мышление вряд ли существует дольше, чем десятки тысяч лет, а вероятно, и того меньше. Тем не менее за столь ничтожный для эволюции срок, без помощи новых генетических преобразований и лишь используя потенциал мозга, который был наработан прежними этапами эволюции, люди значительно развили свои математические способности. Хотя отследить дату изобретения, например, такой вычислительной операции, как умножение, не представляется возможным, тем не менее уже за 1600—1800 лет до нашей эры жители Вавилона умели делать нечто гораздо более сложное – вычислять квадратный корень числа, о чём свидетельствует найденная археологами глиняная табличка.

Следы вычислений в шестидесятеричной системе счисления, которые дают довольно точное значение квадратного корня из двух

Параллельно развитию математики у людей назревало представление о том, что одни способы рассуждения лучше, чем другие, помогают выяснять действительное состояние вещей в различных ситуациях и прогнозировать будущее. Множество философов размышляли над этим в течение веков, и в IV веке до нашей эры Аристотель впервые сформулировал три из принятых ныне четырёх законов логики, а также описал силлогизм, то есть логическую операцию, которая заключается в построении верного заключения из двух исходных посылок. Эти работы и дальнейшее развитие логики позволили гораздо быстрее накапливать полезные знания о природе и значительно ускорили научно-технический прогресс человечества. Тем не менее и математика, и логика испытывали одну и ту же проблему – недостаток точного формального описания их ключевых концепций, что приводило к сложности их освоения и дальнейшего развития. Так, например, античная геометрия шагнула далеко вперёд по сравнению с алгеброй: поскольку в геометрии размышления ведутся относительно фигур, их легко было изображать и размышлять об их свойствах, при этом алгебраические задачи не имели современного символьного представления и описывались простым рассказом; решать их также приходилось философским рассуждением, не имея формул и объекта визуализации, что приводило к запутыванию при увеличении размеров задачи и её решения.

Лишь через две с лишним тысячи лет после Аристотеля английский математик Джордж Буль смог перевести логические умозаключения в строгий символьный язык, сохранив их отношения. Так появилась логическая алгебра – способ максимально коротко и просто выразить сущность логических операций без отвлечения внимания на конкретный смысл исходных посылок. Это крайне значительно повысило ясность логических построений и потому позволило создавать их гораздо более объёмными и проще находить в них ошибки. Математическая логика Буля, будучи применена к электрическим цепям, позволила менее чем через сто лет создать небывалые ранее универсальные вычислительные машины, которые могли, в зависимости от заданной программы, решать любую исчислимую задачу; подробнее с реализацией этого технологического чуда любознательного читателя смогут познакомить Чарльз Петцольд в своей книге «Код. Тайный язык информатики» и Бен Итер (ориг. Ben Eater) в своих выдающихся видеоуроках на английском языке. Кроме того, в XX веке во многих областях науки были разработаны формальные системы, представляющие знания в виде символов и формул со строго описанными их отношениями. Всё это в совокупности придало прогрессу гигантский толчок вперёд и очень сильно изменило мировую экономику и быт людей. При этом важно понимать, что люди как биологический вид никогда не были психически готовы к столь значительным переменам в течение незаметного для эволюции мгновения, и сейчас человечество с нарастающей скоростью плохо контролируемо движется в пучину неизвестности; без применения грамотной созидательной общественной теории это может привести к нашей гибели.

На протяжении всей истории существования логики правильные логические операции были и являются умением абсолютного меньшинства людей. То же самое верно будет сказать об алгебраическом подходе к решению задач и о математическом анализе, и даже принципиальное владение всеми арифметическими действиями распространилось на большинство людей только в XX веке. Тем не менее эксперименты многократно показали, что такое положение вещей не имеет ничего общего с якобы генетическими различиями людей и с верованиями, что одному человеку дарован талант, а другому нет. Наш мозг устроен таким образом, что каждого психически здорового человека можно обучить эффективным способам мышления и сделать его гораздо более приспособленным к жизни. Только природный эгоизм людей, их стремление к персональному благу и непонимание пользы от общественного блага привели к появлению обществ, где распространение знаний искусственно ограничивалось, оставляя большинство людей в полуживотном состоянии на протяжении тысяч лет; сейчас ситуация в мире изменилась к лучшему лишь незначительно. Формализованное грамотное мышление, хотя оно и не является врождённой способностью человека, стало наиболее значимым достоянием нашего биологического вида, определив наше исключительное положение в природе и позволив с лёгкостью доминировать над всеми прочими живыми существами.

Это настолько облегчило жизнь людей, что дальнейшее эволюционное развитие мыслительных способностей мозга остановилось: большинство населения планеты всегда обеспечено едой и пребывает в безопасности; что же касается несчастного меньшинства, до сих пор страдающего от голода и массовых болезней, его естественный отбор происходит не по интеллектуальным признакам, а по приспособленности физиологии организмов к сложным условиям среды. Способность людей выводить сложнейшие научные теории и выстраивать машины из сотен тысяч слаженно работающих деталей является результатом вынужденной постоянной ориентации предков человека в трёхмерном пространстве джунглей, а также последующей необходимости человека высекать каменное рубило в течение трёх миллионов лет подряд. Изучение карликового человека флоресского27 (Homo floresiensis) показало, что у людей, лишённых естественных врагов и помещённых в благоприятные условия обитания, быстро сокращаются размеры мозга и тела, и, по всей видимости, подобная тенденция уже сформировалась для нашего будущего.

Таким образом, будет уместно подытожить, что современные доступные нам возможности мышления возникли следующим образом:

– У многоклеточных существ появились нервы, которые передавали сигналы между частями тела, позволяя им действовать слаженно, как одна система.

– В процессе эволюционного отбора к нервам добавились узловые скопления нервных клеток, которые, объединяясь в цепочки и сети, формировали рефлексы, то есть стандартные реакции организма на наиболее частые раздражители.

– Дальнейшее усложнение нервных узлов позволило животным выделять абстракции из входящего потока сенсорной информации и отныне не только формировать реакции на непосредственную близость пищи или угрозы, но и анализировать условия среды, вырабатывая для них рациональные стратегии поведения; можно вполне обоснованно считать это появлением мозга.

– Мышление животных прогрессировало, соединяя отдельные абстракции и формируя всё более полную модель мира, что постепенно привело к различению границ собственного тела и мысленному отделению его от окружающей среды; так появилось сознание.

– Дальнейшая конкуренция видов привела к появлению воображения, то есть кроме конкретного мышления появилось также абстрактное.

– Длительное развитие абстрактного мышления сделало возможным примитивное рассуждение, чем значительно повысило индивидуальную и коллективную эффективность людей и подготовило мозг человека к сложнейшей интеллектуальной деятельности.

– Усложнение орудий труда и общественной жизни людей привело к изобретению эффективных способов мышления, отчего стала активно развиваться наука, и прогресс ускорился в тысячи раз.

Здесь нам пора вернуться к материальной составляющей мышления и поговорить о серьёзной проблеме восприятия. Нетрудно понять, что, поскольку мышление воспроизводит мир из множества входящих электрических сигналов, поступающих в мозг по нервам, а физиология человеческого организма чрезвычайно сложна, как и сам воспринимаемый мир, весьма вероятны частичная потеря и искажение передаваемой информации. Но это лишь второстепенная проблема, а первоочередная гораздо глубже. Дело в том, что, когда мы изучаем некий предмет, мы не можем воспринять всю сущность этого предмета как она есть, во всех её подробностях и многообразии. Мы воспринимаем только обращённую к нам сторону предмета, видим её лишь снаружи и только в воспринимаемом нашими глазами диапазоне световых волн, упуская множество всех других исходящих от него и проходящих сквозь него волн. К примеру, если я наблюдаю яблоко, то благодаря моему прежнему личному опыту и чтению книг я предполагаю, что его обратная сторона также имеет кожуру, что под кожурой находится мякоть белого цвета, что в сердцевине этой мякоти находятся также полости с семенами; я представляю себе, что кожура и мякоть яблока состоят из великого множества живых клеток, что в них есть цитоплазма, органеллы, что в них происходят сложнейшие химические процессы, присущие в природе только живым организмам. Что же я воспринимаю фактически? Одно лишь округлое цветное пятно. Плоская проекция верхнего слоя одной стороны предмета – это то, что мы зрительно воспринимаем о вещах чаще всего. Это меньше одной миллионной доли всей информации, которую можно добыть о предмете в процессе длительных исследований. Таким образом, для нас практически невозможно сиюминутно получать хотя бы основную или значительную часть всей информации об исследуемом нами предмете. Нам приходится довольствоваться внешними проекциями, а внутри незнакомого предмета всегда могут обнаружиться совершенно неожиданные и разнообразные детали, которые помешают нам использовать этот предмет для наших целей и расстроят наши планы.

Действительная сложность наблюдаемых нами предметов (вверху) и простота воспринимаемых глазом изображений (внизу)

Доля видимого света среди разнообразия электромагнитных волн

Проблема эта велика, но и на ней список проблем восприятия не заканчивается. Наши органы чувств также подвержены природным ограничениям, которые дополнительно обедняют и искажают информацию, собираемую нами о мире. Одним из примеров здесь может послужить наличие слепых пятен в зрительной области глаз. Это такие зоны, которые есть в поле зрения каждого человека, где вы ничего не видите. Часто это может привести к тому, что, быстро взглянув на предмет или изображение, вы не увидите какой-нибудь небольшой, но важной его детали. Ещё гораздо серьёзнее на качество воспринимаемых нами изображений влияет то, что фокус внимания у нас настроен только на центральную часть изображения, а периферийная область зрения выглядит для нас невыразительно и плохо различимо.

Приблизительно так действует слепое пятно, когда реальный наблюдатель смотрит одним глазом в область перекрестия

Следующая проблема заключается в том, что, попадая внутри мозга в центр анализа и обработки входящей зрительной информации, изображение претерпевает обязательное искажение геометрических форм, чтобы подогнать его под более привычный для нас способ мыслить. Например, по всем правилам оптики длинные горизонтальные линии выше и ниже уровня наших глаз попадают к нам на сетчатку в виде кривых, но если вы зайдёте в прямоугольную комнату, то грани на стыке стен и потолка покажутся вам прямыми. Это объясняется тем, что мы имеем большой опыт взаимодействия с прямыми линиями и прямоугольными предметами, и в нашем сознании хранятся идеи таких форм; центр обработки, определив по некоторым признакам, что в данном случае, предположительно, имеют место прямые линии, применяет к изображению алгоритм выравнивания, и наше сознание получает образ, значительно искажённый относительно оригинального.

Как изображение проецируется на сетчатку глаза (вверху) и как мы его воспринимаем после обработки мозгом (внизу)

Каждый желающий может с удивлением для себя обнаружить корректирующую силу своего центра обработки изображений, наблюдая всего лишь вращающееся «окно Эймса», хотя бы на видео. Вы почувствуете, что с вашим восприятием происходит нечто невообразимое, хотя на самом деле вы будете наблюдать весьма простой физический объект. Всё дело в том, что ваш мозг, видя нечто, похожее на окно, автоматически применяет к предмету алгоритмы обработки, сохранённые для окон. Когда у вас возникнут мысли о совершенстве человеческого разума, вспомните, в какое замешательство может привести человека вращающаяся трапеция.

«Окно Эймса»