Дискуссия о мышлении

Источник: журнал «Техника – молодёжи», №1 и №2 за 1967 год.

В статье известного писателя-фантаста А. Днепрова (он же кандидат физико-математических наук А. П. Мицкевич) «Термодинамика, информация, мышление» изложены новые, весьма интересные мысли о физико-химических аспектах сложнейшего явления – мышления человека. Мы предлагали учёным различных отраслей выступить со своими мыслями по этой проблеме. Начиная с этого номера, мы открываем свои страницы для широкой дискуссии по проблемам мышления, а это, как нам кажется, самый серьёзный вопрос современного естествознания.

ГЕОМЕТРИЯ МЫШЛЕНИЯ (Л.Сухаревский, доктор медицинских наук, Г.Новинский)

Кроме известных всем геометрий Эвклида и Лобачевского, в многомерном пространстве существует своя весьма оригинальная геометрия Римана. В этой геометрии много неожиданного и парадоксального.

Например, из точки на прямую вообще нельзя опустить перпендикуляра, любые прямые пересекаются и т. д.

Для медицины, как нам кажется, важнее всего тот факт, что эта странная геометрия применима к внутренним поверхностям сферы или эллипсоида. Ведь большая верхняя передняя поверхность мозга как раз напоминает эллипсоидное тело. Во всяком случае, вертикальные среды головного мозга, проведённые параллельно средней плоскости, эллипсоидальны. Возможно, что именно в необычном геометрическом пространстве Римана и совершаются все эти необычные и своеобразные биофизические процессы, не имеющие аналогий в мёртвой природе. Мы имеем в виду мышление. И чтобы разрешить эту величайшую загадку человеческого бытия, надо создать и новый биоматематический аппарат многомерной геометрии.

У головного мозга существуют два фокуса. Согласно нашим предположениям они находятся в стволовой части головного мозга и играют особо большую роль в мышлении.

О чём бы и как мы бы ни думали, всякая мысль состоит обычно из ряда компонентов. Ими могут быть слова, образы, представления, понятия. Но в процессе мышления в той или иной комбинации они обязательно следуют друг за другом.

У нормального человека никогда одна мысль не набегает на другую, не мешает ей.

Значит, в головном мозгу должны существовать особые пути для проведения мысли, по-видимому исходящие из фокусов в стволе головного мозга. Эти своеобразные лучи двигаются по нервным волокнам по направлению к коре головного мозга и «обегают» те или иные участки коры наподобие электронного луча в трубке телевизора. Именно лучи соединяют воедино отдельные мыслительные акты или «отрезки» мыслей. Вероятно, роль фокусов мышления разная. Из одного фокуса исходит луч, управляющий абстрактным мышлением, а луч другого фокуса занимается мышлением конкретным.

Наверное, мышление связано не только с функцией памяти. В процессе мышления отдельные «следы» в коре головного мозга, связанные с сохранением памяти, подвергаются переработке. Это особенно относится к творческому мышлению. Зрительные, слуховые, обонятельные или тактильные ощущения при восприятии образа запечатлеваются в той или иной степени в «ансамблях» клеток коры головного мозга. Так образуется кратковременная и длительная память. Эти ощущения, несущие информацию из внешнего мира, вызывают образование особых химических веществ типа ДНК или РНК, которые скапливаются в так называемых мозговых синапсах, то есть в местах соединения отростков нервных клеток друг с другом.

По-видимому, «лучи мышления» не только «включают» отдельные возбуждённые «ансамбли» мозговых клеток, в синапсическом аппарате которых скопились вещества памяти, но и заведуют переработкой следов памяти. Но этого мало. Процесс мышления ещё более сложен, особенно если речь идёт о творческом мышлении. В этих случаях «лучи мышления» заставляют «всплывать» старые следы памяти и мысли, которым раньше не придавалось нужного значения в творческом мышлении. Мы говорим о так называемой интуиции, которая тоже непосредственно связана с лучами мышления.

Тургеневу принадлежат следующие любопытные строки: «Для всякого художественного творчества нужен известный толчок. Всё подтверждает, что чисто бессознательное творчество присуще каждому пишущему. Бывает такое иной раз тупое состояние духа, во время которого вы пишете и не знаете, не умеете, как выразить, как справиться со следующей фразой. И вдруг точно кто-то другой скажет вам так её, что вы сами удивитесь. Когда пишешь роман и обдумываешь характеры, сцены, образы людей, типы не дают покоя. Его, конечно, прежде всего берёшь из жизни. А дальше идёт полубессознательное и бессознательное творчество».

Пока что не ясна природа «луча мышления». Мы считаем, что в основе его деятельности не лежат ни электрические, ни звуковые процессы. В фокусах коры головного мозга, откуда исходят эти лучи – управители мысли, находятся особые клетки, атомы и молекулы которых отличны от частиц мёртвой природы. Может быть, в этих атомах имеются большое пульсирующее ядро и множество орбитальных электронов. А может быть, именно там находятся какие-то неизвестные доселе микрочастицы, о которых говорит в своей статье профессор Кобозев. Именно вследствие такого сложного устройства возникают лучи, имеющие определённое направление и несущие функции управления мыслями. Будущее покажет, насколько верна эта гипотеза биофизики мышления. Несомненно, что новейшие математические методы (абстрактная теория групп, теория обобщённых функций, тензорный анализ и другие) прольют свет на механизм мышления.

И тогда появится принципиально новая биологическая математика, применение которой в теории и практике не только в области медицины, но и в области техники расширит горизонты познания человеком природы.

МАТЕМАТИКА И МЫСЛЬ

Одна из важнейших проблем современной науки – разгадка тайны человеческого мозга, тайны мышления. Известный английский математик, профессор Йоркширского университета Е. Зиман считает, что математики наравне с невропатологами и психологами должны внести свой вклад в эту титаническую работу. Речь идёт о математическом моделировании мозга, причём модель эта, видимо, перебрасывает мост через пропасть, зияющую между клеточными взглядами на деятельность мозга и тем, что нам известно о самом процессе мышления.

Прежде всего профессор Зиман начисто отвергает модель мозга, основанную на принципе «телефонного разговора», где главный упор делается на связи, появляющиеся при атом между отдельными клетками. Отсюда и название «телефон», отсюда и точность передачи, ибо у здорового организма «телефон» всегда исправен.

По мнению английского учёного, эта модель статична, она не принимает во внимание физиологических процессов центров возбуждения и торможения в клетках и вообще крайне запутана.

Посему новая теория рассматривает мысль как определённое состояние всего мозга, представленное режимом работы всех его 10 млрд. нейронов. Математически можно представить себе мысль точкой в центре куба, состоящего из 10 млрд. измерений, и удовлетворяющего всем возможным состояниям мозга. А сам ход мысли в этом случае проявляется как линия, намеченная рядом последовательных точек внутри этого куба. Тогда становится очевидным, что в каждый данный момент у нас может быть только одна мысль.

Надо сказать, что новая теория уже объяснила многое. Это, разумеется, относится к нормальному человеческому организму. У шизофреников мысли путаются, что и свидетельствует о непорядке в системе мышления.

Миллион возможных состояний вмещает наш мозг, так утверждает профессор Зиман. Под влиянием сенсорных (чувственных) информации органов зрения, слуха, обоняния они изменяются. Но каждый раз появляется новое чёткое состояние.

Причём тут существует некая двойственность. Физиологически двумерное изображение, образующееся на сетчатке глаза, проходит через весь мозг. А для математики это же изображение сохраняется как своеобразное поле внутри куба возможных состояний мозга.

Образ, разумеется, довольно странный. Но уже много раз именно математическое, казалось бы, сугубо абстрактное моделирование сложных процессов в физике, химии, биологии проливало свет на их подлинное существо.

Например, новая математическая модель превосходно объединяет разнообразные простые явления. Скажем, такие, как сосредоточенность, заведомо зависящую от состояния подкорки головного мозга, и ходьбу, ориентиром и руководителем которой являются фазовые ритмические сигналы, подаваемые мозгом.

Казалось бы, в данном случае математики попытались связать вещи, заведомо не связанные.

Но тончайшие эксперименты показали, что у кошек так называемая интеллектуальная память облекается в ту же математическую форму, что и физические навыки в упомянутой нами ходьбе. Кошка, оказавшаяся в лабиринте, получала от мозга чёткие, ритмические сигналы лишь в том случае, когда выбранный ею путь был правильным. Но ежели она двигалась неверно, сигналы мозга мгновенно изменялись и становились беспорядочными. А это как раз характерно для управления движением!

До сих пор математизация мышления обычно останавливалась на сравнении работы мозга с вычислительной машиной.

Сейчас наступает период, когда этого явно мало. И сложнейшие процессы, происходящие в мозгу человека, без сомнения, найдут соответствующие математические аналогии. Видимо, они отнюдь не будут простыми. Но что может быть сложнее мышления человека!

СУЩЕСТВУЕТ ЛИ «ТАЙНА» МЫШЛЕНИЯ? НЕСКОЛЬКО МЫСЛЕЙ ПО СУЩЕСТВУ ВОПРОСА (доктор педагогических наук Л.Ительсон)

Итак, перед нами попытка свести явление сложного уровня к явлениям другого, более простого.

Я имею в виду основную мысль статьи А. Днепрова «Термодинамика – информация – мышление». И главные возражения мои заключаются именно в неприятии этой основной мысли. В самом деле, даже работа паровоза – классической термодинамической машины – и та не объяснима лишь законами термодинамики. Паровоз едет не только потому, что энергия сохраняется, энтропия возрастает, а тепловая энергия переходит в механическую. Он едет, ибо так устроен, что взаимодействие его частей обеспечивает езду. Но и этого недостаточно. Он едет потому, что есть рельсы, чтобы ехать. Наконец, он должен ехать по расписанию, и им соответственно управляет машинист. Таким образом, паровоз – система не только термодинамическая, он одновременно и система механическая, и система транспортная, и система управляемая. Поэтому поиски ответа па вопрос «Что такое паровоз?» на уровне одной молекулярной динамики – занятие заведомо бесплодное.

Любая сложная система высшего уровня несводима к более простым, потому что она есть упорядоченное взаимодействие этих более простых систем. Отметить на вопрос, что представляет собой данная сложная система, означает вскрыть законы и свойства этого взаимодействия, а не свойства и законы участвующих в нем более простых систем.

Вся «загвоздка» мышления о том-то и состоит, что оно представляет собой не продукт мозга, а продукт взаимодействия мозга с действительностью, или, иначе, человека с окружающим его миром.

Уже поэтому невозможно вывести «тайну мышления» только из структуры мозга и свойств составляющих его частиц.

Протекание любого мыслительного процесса, в том числе дедуктивного, – это не «самопроизвольное качение с горки», где пункт прибытия «не зависит ни от чего». Любое, самое формальное умозаключение отображает определённые связи действительности. Поэтому его развёртывание диктуется не условиями термодинамической устойчивости, а «навязанной» реальностью системой связей между элементами мозга, по которой циркулируют сигналы.

Их переносчиком может быть что угодно – молекулы, электроны, ионы и т. д. и т. п. Протекание мыслительного процесса определяется не ими, а тем, куда и как их «гоняют» по коммуникациям мозга. А это определяется «погонщиком» – внешним миром, воздействующим на мозг и отражающим себя в нём.

Свойства же самих переносчиков сигналов (не станем придираться, пусть это будут «спины» частиц) определят только то, с помощью каких физико-химических процессов их удаётся «гонять» нужным образом, то есть физиологию нервных процессов, а не психологию мышления.

Посредником между процессами, протекающими в мозгу человека, и процессами, протекающими во внешнем мире, оказалась практическая деятельность человека, направленная на познание и преобразование действительности.

«Чтоб узнать вкус пудинга, надо его съесть», – гласит английская пословица. Действие «съедания» обнаруживает свойство пудинга, которое отображается в ощущении «вкусный». И далее сознавание этого свойства становится ориентиром в нашем поведении по отношению к пудингу.

Но такое практическое познание на уровне ощущений – только начало пути. Благодаря наличию у человека речи, этой «чрезвычайной прибавки», как её называл И. П. Павлов, вещи и их свойства заменяются затем их «вторичными сигналами» – словами. Теперь уже вместо операций над самими вещами человек может оперировать слонами, и его деятельность начинает убавляться словесной информацией (например, сообщением: «Пудинг вкусный»).

Наконец, словесные сигналы отображаются в сознании, как образы вещей и понятия их свойств (отношений). Теперь, уже действия над самими вещами и их свойствами заменяются действиями над их идеальными образами (психическими моделями) и начинают выглядеть как «самопроизвольное мышление».

Итак, «работа мышления», о которой пишет А. Мицкевич, – это практические действия с предметами, перенесённые в идеальный план и осуществляемые над психическими моделями этих предметов.

Пресловутая «тайна» мышления появляется, когда в его сущность пытаются проникнуть «изнутри», рассматривают его само по себе, в отрыве от реальности, о которой оно «мыслит». Тогда мышление начинает выглядеть как этакая замкнутая система самопроизвольных психических, или нервных, или термодинамических процессов, функционирование которой определяется свойствами «идей», или нейронов, или молекул мозга, или – ещё таинственнее – неких не открытых ещё ядерных частиц.

Искать таким путём «мыслящее начало человека» занятие столь же безнадёжное, как попытка объяснить мимику персонажей на кадрах кинофильма свойствами частиц азотно-кислого серебра, фиксирующих изображения актёров.

ПСИХИКА – НЕОБХОДИМАЯ СИСТЕМА СЛУЧАЙНЫХ СВЯЗЕЙ

Ну, хорошо, – скажет читатель, – мышление – это преобразование, или, проще, смена идеальных образов, психических моделей объектов (их свойств, отношений). Правила этой смены определяются связями (ассоциациями) соответствующих образов, а сами связи диктуются законами реального мира, с которым человек сталкивается и в практической деятельности, и целями этой деятельности. Но как насчёт самих этих идеальных образов, или, что звучит более современно, психических моделей? Они-то ведь закодированы какими-то состояниями ядерных частиц, или молекул, или нервных клеток. Ну, например, какое сочетание элементов мозга соответствует образу моего приятеля Ивана Ивановича или понятию «стол»? Ведь это уже зависит от свойств самих элементов.

Вопрос этот выражает в себе скрыто определённую гипотезу, которая и сегодня широко распространена среди физиологов и кибернетиков. Суть её в предположении, что психическому образу каждого реального предмета, свойства, отношения соответствует строго определённая конфигурация нейронных состояний мозга.

Это означает, что образы всех возможных вещей (свойств, отношений) потенциально уже заложены в мозге и лишь актуализируются при встрече с ними. Иначе говоря, мозг, отображая реальность, просто осуществляет выбор, какой из возможных в нём образов актуализировать.

Именно такое представление о работе мозга закреплено в модели сознания как объёма, наполненного шанс-газом.

Но этой гипотезе противоречат результаты физиологических исследований. Так, например, возбуждение электрическим током тех же нейронных групп у разных людей вызывает разные образы. Далее. Путь нервных импульсов в коре зависит от состояния мозга в данный момент времени – от того, как в этот момент распределены возбуждённые н заторможенные участки, где лучше проводимость, какие нейронные группы «свободны», какие между ними уже имеются связи и т. д.

Но это интегральное состояние коры при восприятии тех же объектов или сигналов у разных людей всегда отличается. Оно различно даже у того же человека в разные моменты времени. Отсюда вытекает, что воздействие тех же объектов вызывает у разных людей срабатывание разных нейронных групп. И если бы именно состав и расположение возбуждённых нейронов определяли переживаемый образ, то у всех людей были бы разные образы тех же предметов.

Практика показывает, что это не так. Где же решение этого противоречия?

Наши исследования показали, что неверно само его исходное предположение. Не существует однозначной связи между мозаикой нейронных возбуждений и образом, который человек переживает. Какой образ вызывается данной конфигурацией нейронных возбуждений и торможений, зависит от того, в какой ситуации она (эта мозаика) возникла, то есть какое взаимодействие человека с действительностью её породило.

Не мозг моделирует в себе внешний мир, а внешний мир моделирует себя в мозге. Представим себе упрощённо, что некоторая конфигурация нейронных возбуждений и торможений в мозге порождает у человека переживание, которое мы называем «образом стола». Так вот, это происходит не потому, что именно данная конфигурация имеет некие свойства, моделирующие «образ стола». Как раз наоборот, эта конфигурация нейронных состояний в мозгу человека потому и порождает «образ стола», что она когда-то была порождена действием стола на органы чувств данного человека. В результате эта конфигурация возбуждений-торможений стала сигналом тех свойств стола, которые человек обнаружил, взаимодействуя с ним (разглядывая, щупая, работая за ним, перенося его, ремонтируя и т. д.).

Информация, которую несёт этот сигнал, и есть содержание, кодируемое психическим образом.

Значит, по своей форме нервное моделирование есть в значительной мере случайный процесс. Он обусловлен случайным состоянием мозга в момент столкновения человека с данными предметами или отношениями. Но характер психического образа не случаен. Он необходимо определяется свойствами самого предмета.

Перешагнём теперь через десять-двадцать лет. Предположим, что мы уже умеем точно и исчерпывающе устанавливать и описывать состояния всех нейронов, молекул, ядерных частиц мозга. Позволит ли это нам «прочесть» мысли человека, вывести их из свойств и состояния «частиц мозга»?

Нет, не позволит! Как мы видели, для этого надо ещё знать, с какими ситуациями были связаны эти конфигурации состояний в опыте человека.

Итак, сущность психических явлений оказывается в личном и общественном опыте человека, который они отражают. Понять тайну модели можно, только выяснив, что и как она моделирует, а не чем. Нет и не может быть «квантов мышления» и «молекул сознания», как не может быть «квантов остроумия» и «молекул музыки». И не стоит организовывать их «экспериментальные поиски». Потому что источник, который порождает мышление и самовыражается в нём, – это действительность и практическое взаимодействие человека с нею, а не молекулы мозга и химические реакции между ними. Последние лишь кодирующий механизм. И в них самих столько же мышления, сколько чувств в репродукторе, передающем симфонию Бетховена.

ЕЩЁ НЕСКОЛЬКО ЗАМЕЧАНИЙ

А как же с энтропией, вторым законом термодинамики, работой информации, объёмом сознания и прочим? Разве эти понятия и связанные с ними законы недействительны для молекулярных механизмов мышления?

Разумеется, действительны! Но только с этими понятиями, как и любыми научными понятиями, следует обращаться аккуратно.

Второй закон термодинамики, как он сформулирован в статье, относится к закрытым системам. А мышление, как мы видели, принципиально открытая система. А в открытых системах возможны самопроизвольные процессы, протекающие без увеличения энтропии. И для этого вовсе не требуется ни абсолютного нуля, ни ещё не открытых частиц!

Далее. О сознании. Определять его как «хранилище разнообраэной информации, почерпнутой в результате опыта или благодаря обучению», ни в коем случае нельзя. Хранилище – это как раз область бессознательного! Сознание же не хранилище, а скорее наоборот – авансцена, куда деятельность человека выталкивает некоторые нужные (или ненужные) сведения на считанные секунды под свет разума из уходящих во мглу неизвестного далей внешнего мира и погружённых во тьму неосознанного запасников памяти.

А если так (психология тому порукой), то для сознания принципиально не годится «модель шанс-газа», описывающая его, как то пространство, в котором содержатся все возможные исходы и ведётся информационный поиск. Соответственно оказываются неприменимы все термодинамические аналогии и рассуждения, вытекающие из указанной модели.

Наконец, о самой статье Н. Кобозева. В ней вовсе не высказывается новой гипотезы о природе сознания и мышления. Речь идёт лишь о возможностях и рамках моделирования некоторых сторон информационных и мыслительных процессов физико-химическими понятиями и средствами. Так же, как кибернетика пытается использовать для этой цели понятия и средства математической логики, автоматики и электроники. Н. Кобозев специально предупреждает, что понятия «сознания», «работы мышления» и другие используются им в расширительном «моделирующем» смысле.

С этой точки зрения статья Н. Кобозева не вызывает таких замечаний, как статья А. Мицкевича, в которой автор переносит всё сказанное Кобозевым на психологические явления «настоящего» человеческого сознания и мышления. Впрочем, именно поэтому статья А. Мицкевича открывает на страницах журнала большой разговор о сущности не моделей, а самого «настоящего» человеческого сознания и мышления. И в этом её несомненная полезность и ценность.

Она кладёт начало спору. И этим доказывает, что признание за «чужими мозгами» способности мыслить не является для автора лишь вопросом вежливого соглашения.