Book: Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах



Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Предисловие

Сознание — это единственная постоянно присутствующая, самая неприкосновенная и загадочная суть существования человека.

Мы можем разговаривать о сознании друг с другом, но оно остается неискоренимо субъективным в своей природе феноменом, воспринимать который можно только в одиночестве, изнутри.

Сознание — это восприятие процесса восприятия, знание знания, ощущение чувствования. Но что воспринимает восприятие? Что происходит, когда кто-то извне наблюдает за восприятием восприятия и задает вопрос: «Сколько на самом деле замечает сознание?».

В последние годы научное исследование феномена сознания продемонстрировало, что люди воспринимают гораздо больше, чем воспринимает их сознание, что они взаимодействуют с миром и друг с другом намного больше, чем полагает их сознание, что контроль действий, который ощущает сознание, не более чем иллюзия.

Сознание играет намного меньшую роль в человеческой жизни, чем склонна полагать западная культура.

Исторические исследования показывают, что феномен сознания, каким мы знаем его сегодня, насчитывает, возможно, не более трех тысяч лет. А концепция единого «воспринимающего центра» и центра принятия решений — сознательного «Я» — превалирует всего примерно в течение времени жизни сотни поколений.

Если судить с научной точки зрения, на которой базируется данная книга, правила сознательного эго, возможно, насчитывают ненамного больше поколений.

Эпоха «Я» заканчивается.

«Иллюзия пользователя» — это книга, где приводятся удивительные научные открытия, которые проливают свет на феномен сознания и на то, насколько большая — или насколько малая — часть человеческой жизни может с полным на то основанием быть названа сознательной.

В истории о том, что значат эти открытия — рассказ об их влиянии на наше восприятие самих себя и нашей свободной воли, на возможность понимания мира и степень, до которой доходят межличностные контакты за пределами узкого языкового канала.

Отправная точка этой работы — научная и естественнонаучная культура, а ее линия горизонта — культура в целом. Цель книги — объединить науку и повседневную жизнь, пролить свет на обычные вещи, которые мы привыкли воспринимать как должное — в противовес бесчисленным областям науки, которые, судя по всему, не имеют даже самого отдаленного отношения ни к сознанию, ни к нашей повседневной жизни.

Это весьма амбициозная книга, которая постоянно входит в противоречие с понятиями, которые чествовались долгое время — концепциями «я» и «информации» — и вводит новые,

такие, как «Я» и «эксформация». Тем не менее язык книги доступен любому, кто хочет попробовать прочитать ее — хотя начинается она с довольно глубоких материй.

В математике, физике и теории вычислений с 30-х годов возрастает понимание того, что основа объективности сама по себе субъективна, что ни одна формальная система никогда не сможет подтвердить или доказать сама себя. Это привело к концептуальным изменениям нашего мнения мире, которые в области естественных наук начали признавать только в последнее десятилетие. Результатом стало радикальное изменение нашего понимания таких концепций, как информация, сложность, порядок, возможность и хаос. Эти концептуальные сдвиги сделали возможным сформировать связи с изучением таких феноменов, как значение и относительность, которые являются жизненно важными для любого описания сознания. Первая часть этой книги — «Вычисления» — посвящена этим сдвигам.

С 1950-х годов в психологии и теории коммуникации стало ясно, что производительность сознания не особенно велика, если изменять ее в битах — единицах измерения информации. Сознание практически не содержит информации. А вот органы чувств усваивают огромные количества информации, большая часть которой никогда не достигает сознания. Таким образом, огромные массивы информации фактически отсеиваются еще до того, как осознаются. Это положение дел превосходно соотносится с пониманием процессов вычисления, в котором в 1980-е годы был сделан настоящий прорыв. Но значительная часть информации о нашем окружении, которую регистрируют органы чувств, оказывает влияние на наше поведение: значительная часть того, что происходит в сознании человека, не является сознательной. Вторая часть этой книги — «Общение» — посвящена той информации, которая отсеивается, но тем не менее является важной для нас.

С 1960-х годов нейрофизиологи изучали сознание, сравнивая субъективные данные, полученные от людей, с объективным измерением активности их мозга. Полученные удивительные результаты указывают: сознание следует в русле того, что мы называем реальностью. Прежде чем мы сможем что-либо осознать, проходит половина секунды, хотя мы воспринимаем это совсем не так. За пределами нашего сознания изощренная иллюзия выстраивает события во времени. Эти открытия вступают в противоречие с почитаемым понятием свободной воли человека. Но эта книга утверждает, что опасности подвергается не наша свободная вола, а представление о том, что сознательное «Я» формирует нашу свободную волю. Эти вопросы легли в основу третьей части книги, «Сознание».

Взгляд на Землю как живую систему трансформировался с того времени, когда в 60-е годы начались полеты в космос. В то же время появление компьютера как научного инструмента трансформировало нашу способность предсказывать мир и наши действия по отношению к нему. Стремление цивилизации к планированию и регулированию начало меняться под воздействием того, что мы узнали в последние десятилетия об экологических связях и непредсказуемости природы. Способность сознания усваивать мир серьезно переоценена научной культурой. Важность признания бессознательных аспектов человека является предметом четвертой части «Иллюзии пользователя» — «Спокойствие». Даже несмотря на то, что сознание — это нечто, воспринимаемое только нами самими, жизненно важно, чтобы мы начали говорить о том, что оно собой представляет на самом деле.

Книга была написана в тот период, когда я работал в качестве постоянного лектора в Королевской датской академии искусств в 1990-91 гг. и была профинансирована Культурным фондом Министерства культуры. Элзе Мари Букдал, директор школы изобразительных искусств, заслуживает самой сердечной благодарности за то, что это стало возможным. Я благодарю также Аннетт Крумхардт, персонал и студентов академии за вдохновляющее партнерство.

Философ Оле Фог Керкби в течение многих лет был моим наставником и вдохновителем, физики Педер Воэтманн Кристиансен, Сорен Брунак и Бенни Лаутруп служили жизненно важными источниками вдохновения.

Список ученых, которые проявили щедрость и нашли время для интервью и для разговора о вопросах, обсуждаемых в этой книге, весьма велик. Хочу выразить специальную благодарность Яну Амбджорну, П.В. Андерсону, Чарльзу Беннетту, Предрагу Свитановичу, Хеннингу Айшбергу, Майклу Файгенбауму, Уолтеру Фонтана, Ларсу Фрайбергу, Ричарду Грегори, Томасу Ходжрупу, Бенрардо Хуберману, Давиду Ингвару, Стюарту Кауффману, Кристофу Коху, Рольфу Ландауэру, Крису Лэнгтону, Нильсу А. Лассену, Бенджамину Либету, Сету Ллойду, Джеймсу Лавлоку, Линн Маргулис, Умберто Матурана, Эрику Мосекилде, Ходжеру Беку Нильсену, Роджеру Пенроузу, Александеру Полякову, Пер Кьяргаард Расмуссену, Стену Расмуссену, Петеру Рихтеру, Джону А. Уиллеру и Петеру Цинкернагелю.

Бенджамин Либет, чья работа играет очень важную роль в этой книге, проявил огромную открытость, когда отвечал на детальные вопросы о научных записях своих эпохальных экспериментов. Я также благодарю Джеспера Хоффмайера и Нильса А. Лассена за указание на важность результатов, полученных Бенджамином Либетом.

Моя самая теплая благодарность Сорену Брунаку, Педеру Воэтманну Кристиансену, Нильсу Энгельстеду, Хенрику Янсену, Оле Фог Керкби, Арне Мосфельдту Лаурсену, Сигурду Миккельсену и Джону Морк Педерсену за их комментарии к первому черновику книги. И наконец, огромное спасибо Клаусу Клаусену за редакторскую поддержку во время написания книги.

Часть I. Вычисления

Глава 1. Демон Максвелла

“War esein Gott, der diese Zeichenschrieb?” («Был ли это Бог, кто начертал эти знаки?») — спросил австрийский физик Людвиг Больцман, обращаясь к поэзии Гете, чтобы выразить свое удивление и восхищение четырьмя короткими математическими уравнениями, которые появились в уме ученого-физика.

И для его восхищения действительно были основания. В 1860-х годах шотландскому физику по имени Джеймс Кларк Максвелл удалось суммировать все, что было на тот момент известно о таких феноменах, как электричество и магнетизм, в четырех коротких уравнениях, которые были столь же важны в плане теории науки, сколь элегантны эстетически. Но Максвеллу не просто удалось в этих уравнениях суммировать то, что было уже известно. Ему также удалось предсказать явление, которое никому не пришло бы в голову связать с электричеством и магнетизмом — феномен, который не был открыт до смерти Максвелла в 1879 году.

«Как такое могло быть возможно?» — спрашивал Людвиг Больцман, современник Максвелла и его коллега в установлении важных вех теоретической физики. Каким образом содержание столь богатой и разнообразной коллекции явлений могло быть суммировано в виде столь немногочисленных и мощных символов, как те, которые содержат четыре знаменитых строчки уравнений Максвелла?

В определенном смысле это остается большой научной тайной. Ведь дело не ограничивается тем, что в нескольких словах или уравнениях содержится максимум возможного и создается карта территории, карта, которая просто и ясно суммирует всю важную информацию и тем самым позволяет нам находить дорогу. Но — здесь-то и заключается тайна — была создана карта, которая позволяет нам видеть детали территории, не известные на тот момент, когда создавалась карта!

Физика появилась как теоретическая наука, которая была одной из форм объединения различных разрозненных явлений в единую теоретическую базу. В 1687 году Исааку Ньютону удалось впервые объединить различные природные явления в единый теоретический образ, когда он представил свою теорию гравитации. Сама теория была довольно элегантной с математической точки зрения, но ее реальное значение состояло в том, что она объединяла знания о двух различных, хотя и сходных, группах явлений. В начале 1600 годов Галилей основал современную теорию движения тел на Земле — падение тел, ускорение, колебания и многое другое — и в тот же период Иоганн Кеплер сформулировал серию законов, которые описывают движение планет вокруг солнца. И Галилей, и Кеплер базировались в своих теориях на наблюдениях. Для Галилея это были его собственные эксперименты, для Кеплера — наблюдения за планетами датского астронома Тихо Браге.

Подвиг Ньютона заключался в том, что ему удалось объединить две эти теории — теорию Галилея о Земле и Кеплера о небесах — в одну теорию, которая свела воедино небо и землю. Значение имел только один принцип — гравитация — то, что пока никто не мог понять.

Теория Ньютона стала моделью для всех более поздних физиков (и оказала влияние на все отрасли науки), когда идеалом стало Великое Объединение теорий из различных научных отраслей.

Однако началом Второго Великого объединения стали лишь знаменитые уравнения Джеймса Кларка Максвелла. И если Ньютон объединил небо и землю, Максвеллу удалось соединить электричество и магнетизм.

Весь современный научный взгляд на Вселенную базируется на признании определенных природных сил — гравитации, электричества, магнетизма и двух других, которые действуют в мире атомов. Эти силы описывают, каким образом различные материальные тела взаимодействуют друг с другом. А истинный смысл заключается в том, что не существует в природе иных сил помимо тех, что перечислены выше. Все нам известное может быть описано через эти силы и оказываемые ими эффекты.

И потому открытие, совершенное в прошлом веке, имело огромное значение: оказывается, существует связь между двумя этими силами — электричеством и магнетизмом. В 1820 году датский ученый Ганс Христиан Эрстед обнаружил, что магнитная игла отклоняется электрическим током. До этого момента никому не приходило в голову, что существует связь между электричеством и магнетизмом — двумя хорошо известными явлениями. В 1831 году Майкл Фарадей доказал и обратное теории Эрстеда — что электрический ток, который возникает в проводнике, подвергается действию магнитных полей — мы называем это электромагнитной индукцией. Когда Фарадея спросили, какую практическую пользу может иметь его открытие, он ответил: «А какая польза может быть от ребенка?».

Джеймсу Кларку Максвеллу было всего несколько месяцев от роду, когда Фарадей открыл индукцию. 30 лет спустя Максвеллу удалось инициировать Второе Великое объединение в физике, когда его уравнения объединили в себе достижения Фарадея, Эрстеда и многих других.

Максвелл сознательно работал с использованием принципа аналогии. Он создавал теории об электрических и магнитных явлениях, воображая вихри в пространстве, которые представляли собой поля, вызывающие электрические и магнитные явления. Он сознательно использовал простые образы, которые можно было отбросить, когда он начинал понимать явление достаточно хорошо, чтобы выразить его в математической форме. Как написал Максвелл, начинать необходимо с «упрощения и сокращения результатов предыдущих исследований до такой формы, когда их может охватить ум».

Размышляя о вихрях (что впоследствии превратилось в гипотетическую модель, созданную из небольших шестеренок), Максвелл пришел к выводу о том, что если проводить механическую аналогию между электричеством и магнетизмом, то необходимы дополнительные небольшие вихри. Эти новые вихри не соответствовали ни одной известной на тот момент концепции — но были необходимы для того, чтобы ментальные построения обрели смысл, и карта стала как можно более аккуратной.

Когда Максвелл подсчитал скорость, с которой должны были бы распространяться в пространстве эти гипотетические крошечные вихри, он обнаружил, что они распространяются со скоростью света. Это было странно, так как до тех пор никому не приходило в голову, что свет каким-либо образом связан с электричеством и магнетизмом. Но Максвелл обнаружил, что свет представляет собой электромагнитное излучение — подвижные электрические и магнитные поля, которые распространяются по Вселенной, чередуясь в вечном движении под нужными углами, в направлении своего рассеивания. Поразительная картина, объясняющая природу света — вопрос, который ученые обсуждали в течение столетий.

Таким образом, уравнения Максвелла описывают не только то, для описания чего они были созданы, но также — в качестве бонуса — и сам свет. И выяснилось, что у света есть целая плеяда «родственников»: радиоволны, Х-лучи, инфракрасная радиация, микроволны, гамма-лучи и ТВ-волны (первые из которых были открыты Генрихом Герцем в 1888 году, лишь через 9 лет после смерти Максвелла).

Следовательно, материальное значение уравнений Максвелла оказалось огромным.

Каким бы был 20 век без радио, рентгеновских лучей, телевидения и микроволновок? Лучше — возможно, другим — совершенно точно.

Как сказал Генрих Герц об уравнениях Максвелла: «Нельзя изучать эту удивительную теорию, не испытывая по временам такого чувства, будто математические формулы живут собственной жизнью, обладают собственным разумом — кажется, что эти формулы умнее нас, умнее даже самого автора, как будто они дают нам больше, чем в свое время в них было заложено».

Как удалось Максвеллу гипотетически, используя аналогии, прийти к тому, что никто еще не открыл? Именно этот вопрос на самом деле имел в виду Людвиг Больцман, когда спрашивал, не были ли уравнения Максвелла написаны Богом.

В каком-то смысле на этот вопрос ответил сам Максвелл, умирая от рака. Когда к нему пришел профессор Ф. Дж. А. Хорт, которого он знал еще по Кембриджу, Максвелл сказал, не зная ничего о высказывании Больцмана: «Я чувствую, что совершенное мною на самом деле совершено кем-то более великим, чем я сам».

И подобное предположение — о том, что многие научные идеи возникают в уме, не контролируемые сознанием — было выказано Максвеллом уже не в первый раз. Вскоре после смерти своего отца в 1856 году он написал стихотворение о «мощи и мыслях внутри нас, которых мы не знаем до тех пор, пока они не поднимутся сквозь течение сознания — оттуда, где секретно обретается наша сущность». Максвелл увидел свет в своих уравнениях не благодаря сознательному действию: «Когда Воля и Разум молчат, мысли приходят и уходят».

Подобные мысли вовсе не являются необычными для прирожденных великих ученых, которые очень часто говорят о подсознательных или даже мистических явлениях, которые легли в основу их теорий. И в этом смысле уравнения Максвелла действительно были написаны не Максвеллом. Это сделал кто-то внутри него — гораздо более великий, нежели он сам.



Другие физики с тех пор пытались повторить подвиг Ньютона и Максвелла, которым удалось объединить различные теории о различных явлениях. Но пока не одному из них еще не выпал подобный джек-пот унификации.

Безусловно, в этом веке Альберту Эйнштейну удалось развить новые идеи, базирующиеся на идеях Ньютона и Максвелла, но его восхитительно красивая теория относительности, описывающая движение и гравитацию, не привела к объединению каких-либо природных сил.

С другой стороны физики, изучающие мир атомов, открыли две фундаментальные природные силы в дополнение к гравитационным и электромагнетическим: сильное и слабое взаимодействие, существующие на атомном и субатомном уровне.

Слабые взаимодействия обнаруживаются только при процессах радиоактивного распада. Сильные взаимодействия проявляются только в атомном ядре. В 60-е годы прошлого века Абдус Салаам и Стивен Вайнберг объединили теории слабых взаимодействий и электромагнетизма, что привело к пониманию их как одной силы. В 70-е годы другим физикам удалось показать, что сильные взаимодействия также могут рассматриваться как вариации этого нового «электро-слабого взаимодействия». Таким образом, в этой картине появился новый порядок — но на самом деле все, что совершили физики — это вписали две вновь открытые силы в систему уже существующих. Эту картину вполне можно было бы считать Великим Объединением — но в ней все еще отсутствует критически важная часть, а без нее окончательное объединение будет невозможным. И эта отсутствующая часть — гравитация.

В 80-е годы появилась теория об образованиях, которые получили название «суперструны». Она вызвала большой интерес, так как впервые появились основания надеяться, что удастся объединить гравитацию (теория относительности Эйнштейна) и теории электромагнетизма, а также сильные и слабые взаимодействия (ядерная физика и физика частиц). Суперструны включают в себя крошечные вибрирующие элементы, которые выступают в качестве строительных кирпичиков для всей материи Вселенной. Но это Третье Великое объединение оказалось дорогой, идти по которой было очень сложно — и в любом случае гораздо менее интересно, чем следовать первым двум объединенным теориям.

Великий вклад Исаака Ньютона заключался в том, что ему в конечном итоге удалось объединить землю и небеса; вклад Максвелла состоял в том, что он объединил такие повседневные явления, как магнетизм, электричество и свет. Теория суперструн, однако, не имеет ничего общего с нашей повседневной жизнью: она действует в экстремальных и странных для нас условиях, которые не являются обычными — и эти условия настолько далеки от возможностей современной физики, что не стоит в скором будущем ожидать каких-либо экспериментов в этой области.

Сегодня, несмотря на громадные суммы, которые тратятся на сложные устройства — к примеру, Европейской организацией ядерных исследований неподалеку от Женевы — никто на самом деле не верит, что Третье Великое объединение — теория, которая сможет объединить все силы природы — состоится в обозримом будущем. Можно много говорить о том, что её создание уже не за горами, но как показывает теория суперструн, даже если она появится, возможно, она не сможет сообщить нам много нового в дополнение к тому, что мы уже используем в своей повседневной жизни. И это весьма разочаровывает.

Тем не менее в 80-е годы прошлого века был сделан целый ряд драматических и удивительных прорывов, которые увели физику прочь от тех тенденций, которые доминировали в ней в течение 20 столетия.

На протяжении большей части прошлого века физики уходили все дальше от нашей повседневной жизни, от явлений, которые мы можем наблюдать собственными глазами. Все большие и большие ускорители, и все более сложные аппараты создавались для изучения причудливых эффектов, которые, по уверениям физиков, могу пролить свет на то, каким образом можно объединить теорию гравитации с теориями, разработанными на атомном уровне. Пока успеха не достигнуто.

В 80-е годы прошлого века целый ряд новых теорий — теория хаоса, фракталов, теория самоорганизации и теория сложности — снова позволили осветить нашу повседневную жизнь. Физики могут понять множество мелких деталей, проводя эксперименты на дорогостоящих исследовательских площадках — но они вряд ли смогут объяснить обычные явления; наука сегодня испытывает проблемы с тем, чтобы ответить на вопросы, подобные тем, которые задают дети — вопросы о форме, в которой предстает перед нами природа, о деревьях, облаках, горных хребтах и цветах.

Теории хаоса и фракталов привлекли большой интерес, так как в них содержатся совершенно новые взгляды, и они несут в себе полностью новые эстетические формы, особенно если говорить о фракталах в компьютерной графике.

Но фактически самым интересным аспектом этих новых направлений является то, что в них содержится серия важных концептуальных инноваций, которые могут нас привести к Третьему Великому объединению. Правда, это будет не теория, которая объединяет гравитацию и теорию атома, а соединение науки и повседневной жизни. Теория, которая с одинаковым успехом сможет объяснить возникновение Вселенной и повседневного сознания, теория, которая объяснит, каким образом концепция смысла, к примеру, соотносится с концепцией черных дыр.

Подобное объединение по своей важности легко будет соответствовать тому, что сделали Ньютон и Максвелл. Есть множество указаний на то, что так и будет. И все это благодаря задаче, которая была решена в 1980-е годы. Эта задача была предложена Джеймсом Кларком Максвеллом в 1867 году — задача демона Максвелла.

«Призрак бродит по науке — призрак информации». Этими словами, намекающими на «Коммунистический манифест», физик Войцех Зурек открыл в 1988 году встречу в Санта Фе, Мексика. На этой встрече собрались 40 ведущих мировых физиков и несколько математиков, чтобы обсудить «Сложность, Энтропию и Физику информации».

Зурек говорил о ряде «глубоких аналогий» между очень различными полюсами физики — и между физикой и каждодневной жизнью. Аналогии между тем, как работает паровой двигатель, и теорией коммуникации, между измерением атомных явлений и теорией познания, между черными дырами Вселенной и уровне беспорядка в чайной чашке, между вычислениями в компьютере и основами математики, между сложностью биологических систем и расширением Вселенной.

Когда тот же состав физиков снова собрался на следующую конференцию двумя годами спустя, 79-летний американский физик Джон А. Вилер открыл собрание. В 1939 году Вилер создавал теорию расщепления ядра с Нильсом Бором. Именно Вилер дал название самому странному феномену эйнштейновской теории гравитации — черным дырам. Вилер, которому нравилось играть роль пророка, был большим специалистом во многих областях физики, которые обсуждались на встрече.

Сначала низенький кругленький человечек с приятным, постоянно счастливым лицом прошел через небольшую, но исключительно квалифицированную группу ученых, собравшихся в аудитории института Санта Фе 16 апреля 1990 года. Затем он заговорил: «Это не просто еще одна встреча. К концу недели я ожидаю, что мы сможем узнать, каким образом сложена Вселенная».

Затем Вилер перешел к тому, что поставил под сомнение несколько «священных коров» физики. «Не существует пространства, и не существует времени,» — сказал он, начиная свою атаку на концепцию реальности. — «Там» нет никакого «там»…

«Идея одной Вселенной нелепа: Мир. Мы все являемся участниками и наблюдателями во Вселенной — и это чудо, что у нас формируется одинаковый взгляд на нее. Но к концу недели мы можем понять, каким образом создать все это из ничего», — сказал Вилер небольшой группе ученых.

С этим согласились не все. Та неделя не изменила нашего взгляда на Вселенную, но у всех появилось ощущение, что пришло время еще раз все обдумать. Ведущие ученые создали документы, в которых были тщательно проверены все фундаментальные идеи физики.

«Я хочу поговорить о том, о чем не говорится в учебниках, — объяснил Эдвин Т. Джейнс, еще один американский ученый-коротышка, который в 50-е годы сформулировал новые теоретические описания термодинамики, теорию, которая заложила основы энтропии и информации — центральных вопросов конференции 1990 года. — Или, возможно, говорится — в том смысле, что все формулы в учебниках есть, но они ничего не говорят нам о том, что означают эти формулы, — сказал Джейнс. — Математика, которую я намерен использовать, намного проще, чем то, на что все мы способны. Но проблемы носят не математический, а концептуальный характер».

Во время перерыва Томас Кавер, математик из Стэнфордского университета, спросил: «Все встречи физиков такие, как эта? Это же как съесть конфетку!»

На самом деле эта встреча была исключением. Подобные открытые встречи действительно случаются редко. Здесь можно было услышать тот же вопрос, который создавал вам проблемы с учителями в школе: «Что это значит? Как это понимать?». Здесь можно было слышать, как лучшие умы восклицают: «С чего бы моему автомобилю интересоваться тем, что я знаю о мире?»

Казалось, что физика получила новое рождение. И все это из-за первой серьезной темы, которая была поднята, когда Вилер задал тон всей встрече: демон Максвелла.

Тепло. Если человечество и располагает знаниями о чем-то, то это о тепле. Тепло тела. Летнее тепло. Нагреватели. Но до середины 19 века физики не могли дать точное определение, что же такое тепло. В Древней Греции Аристотель определял огонь как независимый и необъяснимый элемент, как и воздух, земля и вода, и тепло как одно из неотъемлемых качеств, комбинация которых определяет эти элементы.

В начале 1800-х годов превалировали сходные с этой идеи: тепло рассматривалось как особая субстанция, термическая материя, тепло, которое окружает все тела. Но точное определение того, что такое тепло, стало настоятельной потребностью после того, как Джеймс Ватт изобрел новый эффективный паровой двигатель в 1769 году, что не только привело к возможности индустриализации, но и породило многочисленные дискуссии относительно машин на основе бесконечного движения. По мере того как паровой двигатель продвигался по Европе, ученым попросту пришлось прийти к пониманию термодинамики.

Первый решительный вклад был сделан в 1824 году французом Сади Карно, который под влиянием скорее всего своего отца Лазаря Карно, имевшего опыт в сфере инженерии тепловых машин, а не в результате знания физических теорий, сформулировал описания паровых двигателей, которые десятилетиями позже стали описаниями первого и второго законов термодинамики.

Первый закон термодинамики касается общего количества энергии в мире. Это количество является постоянным. Энергия не появляется и не исчезает, когда мы ее «потребляем». Мы можем конвертировать энергию угля в горячий пар или нефти в тепло — но задействованная при этом энергия просто переходит из одной формы в другую.

Это входит в противоречие с повседневным значением слова «энергия», которое мы применяем по отношению к тому, что мы потребляем. Мы говорим: «Страна имеет определенный уровень энергопотребления». Но на самом деле это не имеет смысла, если брать во внимание определение энергии, которое дают физики. Страна переводит одну форму энергии в другую. Нефть в тепло, к примеру. Но общее количество энергии остается неизменным.

Однако наш повседневный язык вовсе не настолько глуп, так как очевидно: когда мы обогреваем свои дома, нечто все же расходуется — вернуть обратно нефть нам не удастся.

Так что, когда мы «потребляем» энергию, что-то все же происходит, даже если первый закон термодинамики и утверждает: количество энергии в мире — величина постоянная, и энергия не может быть использована. Ведь второй закон термодинамики объясняет, что энергия может быть использована.

Второй закон термодинамики говорит нам, что энергия может появляться в более или менее пригодной для использования форме. Некоторые формы энергии позволяют нам проделать огромное количество полезной работы с помощью машины, которая может иметь к ней доступ. Мы можем выполнять такие виды работы, как обогревание жилища, обеспечение энергии для движения поезда или работы пылесоса.

Энергия существует во многих формах, и несмотря на то, что количество этой энергии остается постоянным, формы, в которых она представлена, определенно не остаются таковыми. Некоторые формы энергии могут применяться для выполнения различных видов полезных работ. Одна из наиболее полезных форм энергии — это электричество. Другие формы не могут быть использованы с такой же легкость. К примеру, тепло, как правило, не применяется для чего-либо за исключением обогрева.

Но, разумеется, тепло можно применять и для решения более специфических задач, нежели просто «обогрев». Тепло может служить в качестве движущей силы парового локомотива. Но снабжать локомотив энергией за счет тепла будет не столь же эффективно, как используя электричество в качестве источники энергии. Если применять тепло, то требуется большее количество энергии, причем эта энергия будет отличаться низким качеством.

Паровые двигатели заставили людей осознать, что энергия может присутствовать и при этом не быть доступной. Тепло — это форма энергии, которая не отличается столь же высокой доступностью, как электричество. Чтобы заставить поезда двигаться, нам потребуется конвертировать большее количество тепловой энергии. Мы не потребляем при этом больше энергии, так как потребить энергию невозможно, что бы мы ни делали и ни говорили. Но при использовании энергии в форме тепла тратится понапрасну гораздо большая ее часть, нежели при использовании ее в форме электричества. Другими словами, конвертируется больше энергии.

Очень точно это описывает второй закон термодинамики. Он говорит нам, что каждый раз, когда мы конвертируем энергию («потребляем» энергию, как мы привыкли говорить), она становится менее доступной — с ее помощью мы можем сделать меньше работы. Дело обстоит именно так, говорит нам второй закон: любая конверсия энергии приводит к тому, что энергия становится менее доступной, чем была до этого. (Есть несколько очень специфических случаев, когда энергия может быть конвертирована с возможностью обратной конверсии, но их можно встретить в основном в учебниках, а не в обычной жизни).

Энергия в мире — величина постоянная, но она становится все менее и менее ценной — менее и менее доступной — по мере того, как мы ее используем все больше и больше.

Итак, законы термодинамики утверждают, что энергия — это постоянная величина, но она становится все менее и менее доступной. В конце 19 века эти два закона привели к тому, что люди начали верить: мир ожидает зловещее будущее. Ведь чем больше энергии мы конвертируем, тем менее доступной она становится, и в конце концов вся энергия превратится в тепловую — наименее доступную из всех форм.

Люди назвали это «тепловой смертью» Вселенной: вся энергия в конце концов превратится в нечто однородное и едва теплое, и из подобной энергии уже нельзя будет извлечь никакой пользы.

Практика использования паровых двигателей ясно показывает, что тепло можно использовать для выполнения работы только в том случае, если присутствует разница — разница между двумя температурами. Только потому, что бойлер парового двигателя значительно горячее, чем окружающая температура, он может привести поезд в движение. Полезную работу за счет использования тепла можно получить только в том случае, если горячее удастся снова охладить. Но когда мы охлаждаем что-то горячее до температуры окружающей среды, это неминуемо будет иметь последствия: мы не сможем разогреть это снова без использования энергии. Как только ваш кофе остывает (после того, как вы нагрели его с помощью электричества, на котором работает ваша плитка), оно никогда не нагреется снова само по себе (пока вы снова не включите электричество). Разница в уровне температур уничтожается необратимо.

Таким образом, второй закон термодинамики говорит нам, что мы живем в мире, где все стремится к подобию, однородности, серости и умеренной температуре — к тепловой смерти Вселенной. Если бы дело обстояло не так, профессия инженера была бы гораздо более счастливой. В конце концов, в мире предостаточно энергии, и она никуда не исчезает. Мы могли бы снова и снова использовать одну и ту же энергию. Мы могли бы без всякого промедления создать машины на принципе вечного движения. Но извините, так не получится. Это говорит нам второй закон термодинамики.

В 1859 году прусский физик Рудольф Клаузевиц дал этому явлению название — энтропия. Энтропия — это мера, определяющая количество доступной энергии. Чем больше энтропия, тем меньше энергии мы можем использовать. Два закона термодинамики можно выразить другим способом: согласно первому закону, энергия постоянна, а согласно второму — энтропия постоянно возрастает. Каждый раз, когда мы конвертируем энергию, энтропия системы, в которой конвертируется энергия, растет.



Но это так и не объясняет, что же такое на самом деле тепло — зато частично объясняет то, почему тепло является настолько особенной формой энергии: в тепле много энтропии, намного больше, чем в электрическом токе.

Но вскоре развилось и понимание того, что такое тепло. Самый значительный вклад в это внесли Джеймс Кларк Максвелл и Людвиг Больцман. Они осознали, что старая идея может быть сформулирована более точно: идея о том, что тепло является одной из форм движения внутри материи. Предпосылкой для этого стала теория атомов — идея о том, что материя состоит из огромного числа крошечных частиц, которые находятся в постоянном движении.

Атомная теория в конце прошлого века не была еще признана повсеместно — но сегодня ясно, что вся материя состоит из атомов, которые находятся в постоянном движении. Атомы объединяются в небольшие группы — молекулы, и каждый вид материи состоит из определенного типа молекул, созданных из различного числа существующих 92 видов атомов. Но существуют различные виды движения. Твердые тела поддерживают постоянную форму, несмотря на то, что их молекулы находятся в движении; жидкости более податливы и принимают форму дна того сосуда, в котором они находятся; газы полностью мобильны, заполняя весь контейнер. Существуют три состояния, или фазы, в которых может находиться материя: твердое, жидкое и газообразное. (На самом деле есть еще и четвертое состояние — плазма, в котором атомы разбиваются на частицы. В повседневной жизни это состояние материи знакомо нам в качестве огня).

Разница между этими тремя состояниями не настолько велика, как можно было бы подумать. На примере одного вещества, H2O (которое состоит из атома кислорода — О- и атомов водорода — Н —, последних содержится два на молекулу) мы знакомы со всеми тремя состояниями вещества: лед, вода и пар. При низких температурах молекулы передвигаются очень медленно. Структура поддерживается в постоянной форме. Если температура немного повышается, молекулы начинают двигаться быстрее и могут меняться местами друг с другом, но они все еще держатся вместе. При температуре выше 100 градусов Цельсия все молекулы разделяются и начинают свободно перемещаться в форме пара — как газ. Переход между этими тремя состояниями или фазами носит название «фазовый переход». При всех движениях, которые совершаются при повышении тепла, молекулы движутся хаотично, туда-сюда. Движение, вызванное выделением тепла, не имеет направления.

Но тепло — это не единственная форма движения материи: электрический ток также является проявлением движения. Но в случае электричества не все молекулы движутся беспорядочно. У электрического тока имеется одна составляющая атомов молекулы — отрицательно заряженный электрон — который движется в определенном направлении. При возникновении электрического тока наблюдается больше порядка, чем при хаотическом тепловом движении. Аналогично атмосферный ветер является иным, нежели тепло, проявлением: огромное количество молекул движется в определенном направлении, вместо того, чтобы просто топтаться на месте друг вокруг друга. Вот почему ветряные мельницы являются разумным способом производства электричества, в то время как атомные и работающие на нефти электростанции не столь элегантны — ведь на них применяется топливо, которое нагревает воду, движущую турбины. Обходной путь с использованием горячей воды — это высокая цена, которую приходится платить за излюбленные игрушки инженеров.

В любом случае мы многое можем понять о материи, если поймем, что она состоит из множества мельчайших компонентов, которые находятся в той или иной стадии движения. Движение подразумевает использование определенного количества энергии, либо упорядоченной, как в случае с ветром, либо неупорядоченной, как в случае с теплом. Ветер более полезен с точки зрения генерирования электрического тока, нежели тепло, как раз потому, что у него есть направление движения. Но тем не менее в тепле содержится масса энергии — просто ею тяжелее воспользоваться, так как она содержится в настолько беспорядочном движении.

Температура — это выражение типичной скорости, с которой движутся молекулы. То, что мы подразумеваем под теплом и измерением температуры — это не что иное, как неупорядоченное движение.

Значит ли это, что все молекулы газа движутся с совершенно одинаковыми скоростями? Как им удается угнаться друг за другом, когда мы включаем обогреватель?

Именно эту дилемму и удалось разрешить Максвеллу.

Впервые в истории физики он ввел статистическую концепцию. Не все молекулы движутся с одинаковой скоростью. У некоторых из них огромная скорость, у других намного меньшая. Но их скорость имеет характерное распределение — распределение Максвелла-Больцмана, которое утверждает: у молекул есть определенная средняя скорость, но они проявляют вариации в отношении этой средней скорости. Если среднее значение является высоким — температура будет высокой. Если среднее значение низкое — температура низкая.

В материи с заданной температурой молекулы проявляются со многими различными скоростями. У большинства из них скорость близка к среднему значению. В горячей материи можно обнаружить больше молекул с высокими скоростями, чем в холодной материи. Но в холодной материи можно обнаружить скоростные молекулы, и в горячей — молекулы, которые почти впали в летаргию.

Это дает нам возможность понять процесс испарения. Чем выше температура, тем больше будет молекул с высокими скоростями. Если представить себе процесс испарения в виде крошечных молекул, которые как ракеты отправляются в космос, то мы увидим: чем выше температура жидкости, тем больше молекул отправятся в путь.

Но у статистического распределения скоростей есть и интересное последствие: для каждой отдельно взятой молекулы невозможно определить, к какой температурной группе она относится. Другими словами, каждая индивидуальная молекула не имеет представления, частью какой температурной составляющей она является.

Температура — это концепция, которая приобретает значение только в том случае, если у нас имеется сразу много молекул. Было бы нонсенсом спрашивать каждую молекулу, какова ее температура. Ведь молекула этого не знает: все, что ей известно — это скорость, причем только ее собственная.

Или все же знает? Через какое-то время молекула газа сталкивается с другими молекулами и приобретает определенное «знание» о том, какова их скорость. Именно поэтому материя поддерживает ровную температуру: молекулы сталкиваются друг с другом и обмениваются скоростями: достигается состояние баланса. Когда мы нагреваем материю, мы можем делать это снизу. Результирующая высокая скорость быстро распределится среди всех молекул.

Вклад Максвелла заключался в том, что он основал учение о законах, управляющих подобным поведением. Движение и столкновения крошечных молекул могут быть красиво описаны по старым законам Ньютона — это движение и столкновения, в которых участвуют миллиарды шаров. Оказалось, что если у вас есть достаточное количество шаров (а в воздухе просто ужасно много молекул — приблизительно 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000 [1027] молекул в обычной комнате), результатом действия ньютоновских законов движения становятся статистические законы материи, с которыми мы уже знакомы: правила для температуры, давления и объема, правила уменьшения доступности энергии тепла.

Но в этой картине есть кое-что странное. Законы Ньютона для миллиардов шаров и другие механические явления — это простые и красивые законы. Они описывают обратимые явления — эти явления могут быть обращены во времени. Во Вселенной Ньютона время может течь в обратную сторону — а мы даже не заметим разницы. Но в мире термодинамики поведение шаров связано с такими причудами, как второй закон термодинамики. Если смешать горячее и холодное, разделить их снова будет невозможно. Когда ваш кофе остыл, уже произошло нечто необратимое.

Толпа «высокоскоростных» молекул смешивается с толпой «низкоскоростных»: шарики сталкиваются друг с другом и приобретают новую среднюю скорость. Это позволяет раз и навсегда уравнять разницу: вы не сможете отделить молекулы, которые ранее имели высокую скорость, и те, которые ранее двигались на низкой скорости, так как каждая индивидуальная молекула не имеет ни малейшей мысли о том, частью какой температуры она являлась в тот или иной момент.

Как только молекулярная колода была перетасована, вы не сможете вернуть ее в прежнее состояние.

Эту проблему удалось точно сформулировать Людвигу Больцману примерно в период смерти Максвелла, в 1879 году: не существует высокой вероятности того, что законы Ньютона заставят все молекулы внезапно вернуться к своей первоначальной скорости перед смешиванием. На самом деле — это очень маловероятно. Со временем молекулы смешиваются все больше и больше. Холод и жар уравниваются до тепла.

Вот почему растет энтропия. Энтропия — это выражение недоступности данного вида энергии. Если эта энергия находится в форме тепла — измеряемого как температура — использовать ее можно только в том случае, если смешать что-то горячее с чем-то холодным (горячий пар и холодный окружающий воздух, которые смешиваются в паровом двигателе, к примеру). Но как только вы смешаете эти субстанции, вы уже не сможете их разделить и ожидать, что процесс будет работать снова.

Причина этого — возникающее выравнивание, и это выравнивание является необратимым. Это и есть причина того, что энтропия Вселенной возрастает. Необратимо.

Больцману удалось достичь понимание сущности тепла и понимания того, что вскоре начали рассматривать как самый фундаментальный закон природы: второй закон термодинамики. В определенном смысле это еще и понимание того, что на самом деле означает течение времени: молекулы обмениваются скоростями, их движение уравнивается, они обретают среднюю скорость — баланс. Это и есть разница между «тогда» и «теперь» — мы движемся от разницы к однообразию.

Но многие физики, современники Больцмана, критиковали его точку зрения. Мы не можем, говорили они, вывести подобный необратимый и безотзывный закон, как закон термодинамики, из законов Ньютона о движении и кинетике — физики бильярдного стола! Ведь обратимость придает картине мира Ньютона такое могущество: все уравнения можно обернуть во времени, все процессы суть одно и то же, движутся ли они вперед или назад.

На основании практически любого опыта, который мы получаем из нашей повседневной жизни и о котором можем упомянуть, мы можем заявить, что многие вещи в этом мире просто необратимы: когда что-то бьющееся падает на пол, оно не может восстановиться само по себе; тепло поднимается вверх по печной трубе, а беспорядок на столе со временем становится только еще беспорядочнее. Время проходит — и все гибнет. Все ломается. Вы когда-нибудь видели, чтобы разбитая тарелка вновь восстала из обломков?

Но это не интересовало критиков Больцмана, ведь теории Ньютона составляли саму суть физических теорий, и картина, в которой что-то безвозвратное выводилось из возвратного, необратимое из обратимого, выглядела для них в корне неверной. Физики того времени говорили, что Больцман неправильно понимает время.

Теория, согласно которой материя состоит из атомов, не была целиком принята учеными до рубежа 19 века. Теоретическая основа всех идей Максвелла и Больцмана о тепле как статистическом феномене огромных конгломератов молекул, подверглось жесткой критике. И так было вплоть до первой декады 20 века, когда такие физики, как Эйнштейн, Томсон и Бор установили раз и навсегда, что атомы действительно существуют.

В 1898 году в предисловии к книге о теории молекулярного движения в воздухе Больцман написал, что он убежден: «эти атаки базируются только на непонимании» и что он осознает: «он является всего лишь человеком, который пытается бороться с потоком времени».

Когда Больцману исполнилось 62 года, в 1906 году, он все еще не был чествуемым героем, несмотря на свой огромный вклад в развитие физики. Его мучили депрессии и боязнь чтения лекций. Он вынужден был оставить профессорскую деятельность в Лейпциге и оказаться в собственной научной изоляции.

В предыдущем году он написал в одной из популярных книг: «Я могу сказать, что остался единственным из тех, кто всем сердцем принимает старые теории; по крайней мере единственный, кто готов бороться за них изо всех сил».

Но силы его истощились. Во время летнего отдыха возле Триеста 6 сентября 1906 года Людвиг Больцман покончил жизнь самоубийством.

Объединение принципов обратимости в возвышенных уравнениях Ньютона и необратимости повседневной жизни не стало задачей Больцмана, несмотря на тот факт, что именно с этой проблемой столкнулся Максвелл в 1867 году, когда он ощутил своего непослушного демона, который на протяжении более чем столетней дискуссии, смог осветить и объяснить ту самую сложность, которая оказалось для Людвига Больцмана необратимой.

«Демон Максвелла жив до сих пор. После более чем 120 лет сомнительной жизни и по меньшей мере двух провозглашенных смертей, этот причудливый персонаж кажется более живым, чем когда-либо», — написали два американских физика, Харви Лефф и Эндрю Рекс в 1990 году, когда они опубликовали книгу об исторических источниках, иллюстрирующих историю демона Максвелла. Эту историю два физика считают незаслуженно забытой главой истории современной науки. «Демон Максвелла — это не более чем простая идея, — писали они. — Тем не менее он бросал вызов многим из лучших научных умов, и его литературная деятельность охватывает термодинамику, статистическую физику, теорию информации, кибернетику, пределы вычислений, биологические науки, историю и философию науки».

В 1867 году физик Питер Гатри Тейт написал своему близкому другу и университетскому приятелю Джеймсу Кларку Максвеллу, спрашивая его, не пробежится ли тот критическим взглядом по рукописи об истории термодинамики до ее публикации. Максвелл ответил, что будет счастлив это сделать, несмотря на то, что с подробностями истории термодинамики он незнаком. Но он, возможно, мог бы обнаружить одну или парочку дыр. После чего Максвелл продолжил свое письмо, указывая на одну огромную дыру в работе, которой он еще даже не видел: и эта дыра заключалась во втором законе термодинамики.

Идея Максвелла была проста: в контейнере с двумя отделениями — А и В — содержится газ. В перемычке, которая разделяет эти два контейнера, имеется дыра, которая может открываться и закрываться без приложения каких-либо усилий, другими словами, путем суперскольжения.

«А теперь представьте себе определенную сущность, которая узнала пути и скорости всех молекул посредством простого осмотра, и которая не может выполнять никакой другой работы, кроме как открывать или закрывать дыру в перемычке, пользуясь способом скольжения без массы», — написал Максвелл Тейту. Далее он продолжил описание того, как это маленькое существо открывает отверстие каждый раз, когда быстрая молекула из левой камеры направляется к нему. Когда медленная молекула из той же камеры приближается к отверстию, оно остается закрытым.

Таким образом из левой камеры в правую могу попасть только быстрые молекулы. И наоборот, только медленные молекулы из правой части камеры могут попасть в левую.

Результатом станет то, что в правой части камеры соберутся быстрые молекулы, а в левой — медленные. Количество молекул в обеих камерах остается тем же, но их средняя скорость меняется. В правой камере температура повышается, в то время как в левой она снижается. Разница создана. «И тем не менее не было выполнено никакой работы, — пишет Максвелл. — Был задействован только интеллект очень наблюдательного и ловкого существа».

Максвелл действительно обнаружил дыру во втором законе термодинамики: умное маленькое существо может создавать жар из обычного тепла, не производя при этом никакой работы. «Говоря коротко, — писал Максвелл, — если тепло — это движение конечных порций материи и если мы можем приложить к этим порциям инструменты, которые позволят работать с ними раздельно, то мы сможем воспользоваться преимуществом разницы движений различных пропорций для восстановления равномерно горячей системы, исходя из разницы температур или движения больших масс. Мы не можем этого сделать лишь потому, что недостаточно умны».

Мы слишком велики и неуклюжи, чтобы обойти второй закон термодинамики. Но если бы мы были немного более ловкими и наблюдательными, мы смогли бы разделить молекулы в воздухе нашей кухни, направив их в холодильник и в духовку — и это бы не отразилось в наших счетах за электричество.

Три года спустя Максвелл писал лорду Райли, другому физику: «Мораль такова: Второй закон термодинамики верен настолько же, насколько и утверждение о том, что если вылить в море какой-то объем воды, то мы никогда не сможем вновь получить тот же ее объем обратно».

Этим Максвелл хотел показать, что второй закон термодинамики имеет только статистическую ценность: это закон, который применим на нашем уровне, а не для крошечных и очень умных существ. Когда мы описываем мир таким, как мы его знаем, в форме очень больших скоплений молекул, закон увеличения энтропии и снижения доступности энергии действительно применим. Но если бы мы были чуть более умными, мы смогли бы получить тепло из холода, просто открывая окно, когда быстрые молекулы залетали бы в комнату по пути от холодного ночного воздуха (хотя это и происходило бы довольно редко), или когда медленные молекулы хотели бы покинуть комнату.

Вечный двигатель, основанный лишь на интеллектуальном наблюдении.

Идею о маленьком создании Максвелл опубликовал в своей книге «Теория тепла» в 1871 году, и три года спустя другой физик, Уильям Томсон, назвал это существо демоном — не злобной сущностью, а «разумным существом со свободной волей и достаточным уровнем тактильной организации и восприимчивости, чтобы наблюдать отдельные молекулы материи и оказывать на них влияние».

Демон Максвелла дразнит нас: причина, по которой нам приходится работать, чтобы получить тепло зимой, заключается в нашей собственной неадекватности, а не в неадекватности Вселенной. Все приходит в беспорядок и замешательство только по той причине, что мы слишком велики и неуклюжи, чтобы манипулировать отдельными компонентами материи.

Максвелл таким образом указал на разницу между описанием беспорядочного движения отдельных молекул туда-сюда — как доказано в возвышенных уравнениях Ньютона — и описанием конечных порций материи — как доказано представлением о тепловой смерти в термодинамике — которая через несколько лет приведет к реальной смерти Больцмана.

Термодинамика — это статистическая теория, которая говорит нам о мире, который мы можем узнать, но не можем получить, так как мы недостаточно умны. В действительности между различными формами энергии разницы нет — они одинаково доступны тому, кто знает, как ими пользоваться.

Тот факт, что энергия становится все более и более недоступной, следовательно, связан с нашим описанием мира и теми возможностями для вмешательства, которые дает нам это самое описание.

В девятом издании энциклопедии «Британика» 1878 года Максвелл написал о возрастающей недоступности энергии, ее рассеивании, о том, что она просачивается сквозь наши пальцы, о росте энтропии.

Он указал на одну особенность: если взять два газа, то смешав их, можно получить определенные преимущества. Исчезновение разницы во время смешивания дает доступ к определенным видам работы. Если же газы одного вида, смешав их, мы ничего не получим — интуитивно это кажется вполне верным и правильным. Но это ведет нас к странной мысли. Максвелл писал: «Теперь, когда мы говорим, что два газа одинаковы, мы имеем в виду, что не можем отличить один от другого с помощью любых известных реакций. Маловероятно, но возможно, что эти два газа происходят из разных источников, и при том, что они предположительно являются одинаковыми, они могут оказаться разными — и, возможно, может быть открыт метод, позволяющий разделить их с помощью обратимых процессов». Таким образом, не исключено, что когда мы со временем станем умнее, то сможем установить разницу, которой мы раньше не видели. Следовательно, внезапно мы сможем обнаружить энергию там, где ее раньше не было. Рассеивание энергии не может быть установлено, пока мы не научимся ее отличать. Эта способность не является постоянной! Максвелл продолжает свою мысль следующими выдающимися наблюдениями:

«Из этого следует, что идея о рассеивании энергии исходит из объема наших знаний. Доступная энергия — это энергия, которую мы можем направить в любое желаемое русло. Рассеянная энергия — это энергия, на которую мы не можем наложить свои руки и направить по своему усмотрению — к примеру, это энергия спутанного перемещения молекул, которое мы называем теплом. Таким образом, беспорядок, как и соответствующий ему термин «порядок», являются не качествами материальных вещей как таковых, а существуют только в уме, который эти вещи воспринимает».

И Максвелл продолжает: «Книга заметок при условии, что она ведется аккуратно, не будет казаться беспорядочной человеку неграмотному или ее владельцу, который отлично ее понимает. Но для любого другого человека, который умеет читать, она покажется необъяснимо запутанной. Аналогично и понятие рассеянной энергии не может быть доступно существу, которое не может преобразовать ни одну из природных энергий себе на пользу, или тому, который может проследить движение каждой молекулы и захватить ее в нужный момент. Только существо в промежуточной стадии, которое может использовать определенные виды энергии, в то время как остальные от него ускользают, может считать, что энергия неизбежно переходит из доступной формы в рассеянное состояние».

Демон Максвелла смеется нам в лицо: второй закон термодинамики можно обойти, если только мы окажемся для этого достаточно умны. Вот только мы не настолько умны.

Изгнание этого демона стало основной темой научной картины Вселенной 20 века. Если только с концепцией демона Максвелла все в порядке, единственное, что стоит между нами и вечным движением — это наша собственная глупость. Просто потому, что смертные недостаточно умны, мы обречены в поте лица зарабатывать себе на жизнь.

Но есть ли цена, которую придется заплатить за то, чтобы стать такими же умными, как и демон Максвелла?

Глава 2. Отсеивание информации

Демон должен быть изгнан. Первые десятилетия 20 века стали одной длинной чередой побед идеи, что материя состоит из атомов и молекул. Идеи Максвелла и Больцмана, касающиеся статистического поведения больших скоплений подобных атомов и молекул, были подтверждены, несмотря на определенное сопротивление, которое оказалось для Больцмана столь фатальным.

В конце 19 века споры о существовании атомов все еще были настолько ожесточенными, что проблему демона Максвелла можно было до поры до времени оставить в покое. Но чем дальше мы продвигаемся к 20 веку, тем яснее становится, что с этим демоном у нас серьезная проблема. В конце концов, оказалось, что имеется проблема со вторым законом термодинамики — то есть если бы мы имели достаточно знаний о мире, все было бы так, как мы хотим. Но как нам известно, все совсем не так.

Венгерский физик Лео Сцилард в 1929 году выдвинул отличный вопрос: можно ли знать все о мире, не меняя его. Ответ был простым: нет, нельзя.

В документе под устрашающим названием «Об увеличении энтропии в термодинамических системах при влиянии мыслящих существ» Сцилард задался вопросом о цене обретения знаний и о том, сможет ли такая цена «спасти» второй закон от демона Максвелла.

Лео Сцилард сам дал ответ на собственный вопрос. Он выяснил, что цена знания для спасения второго закона была бы слишком высокой. Если вы хотите быть таким же умным, как и демон Максвелла, вам придется конвертировать огромное количество энергии, а, следовательно, создать огромное количество энтропии в противовес накоплению знаний. Демон получает свое преимущество, наблюдая за абсолютно каждой молекулой, будучи готовым закрыть отверстие немедленно. Но подобное преимущество перевешивается его ценой: чтобы быть готовыми закрывать и открывать заслонку между двумя камерами в нужный момент, нам придется изучить движение всех без исключения молекул. Так что нам придется измерить все частицы. А это имеет свою цену. Сцилард объясняет: «Можно предположить, что процедура изменения будет фундаментально связана с производством определенного среднего количества энтропии — и это восстановит соответствие со вторым законом».

Данная оригинальная идея существенно повлияла на науку этого столетия — от теории информации и компьютерных наук до молекулярной биологии.

Физики были в восхищении: демон был изгнан. Он работает только потому, что кое-что знает о мире — и это знание имеет высокую цену. С этого времени историки науки выступили вперед на поле научных баталий: «Почему Максвелл об этом не подумал?» Эдвард Е. Дауб задал этот вопрос в 1970 году в журнале истории и философии науки. Он ответил: «Потому, что его демон являлся созданием его теологии».

Теология Максвелла, установил Дауб, происходила от Исаака Ньютона, основателя современной физики. Ньютон говорил о Боге, который видит, слышит и понимает все «не совсем как человек, не материально, способом, который нам полностью не известен. Подобно тому, как слепой человек не имеет представления о цвете, мы не имеем представления о том, каким образом всемудрый Бог воспринимает и понимает все происходящее», — написал Ньютон.

Сцилард отринул божественное. «Демон Максвелла не был смертным, — написал Дауб, — так как он был создан по подобию Бога. И как Бог, он может видеть, не глядя, и слышать, не слушая. Если говорить коротко, он может получать информацию, не тратя при этом энергию. В общем, Сцилард сделал максвелловского привратника смертным».

Анализ демона Максвелла, который выполнил Лео Сциллард, начался с изучения знания как части физического мира — озарение, как нечто, имеющее цену; измерения как материальное действие; ощущения как акт метаболизма; знание как работа; термодинамика мышления; внутренняя жизнь разума, связанная с его физической сущностью.

Исключительно значимое событие в истории человеческого знания. Важная веха в восприятии человеком его окружения и самого себя.

И еще более примечательно то, что анализ Сциларда в конечном итоге оказался неверным. С помощью его аргументов невозможно изгнать демона. Они не выдерживают критики, несмотря на то, что в них верили около полувека — вплоть до 1982 года.

«Это одна из великих загадок социологии науки — почему этот очевидно неадекватный аргумент был столь широко и некритично принят, — написал в 1989 году физик Рольф Ландауэр, добавляя с едва скрытым нетерпением: — Лишь в последние годы появились четкие обсуждения, но они еще не получили широкого одобрения».

Ландауэр, который работает в исследовательских лабораториях IBМ в Йорктаун Хайз, Нью Йорк, сам является одной из ведущих фигур, стоявших за озарениями, которые привели к окончательному изгнанию демона. Его провел коллега Ландауэра по IBM Чарльз Беннет в 1982 году.

Изменение, получение информации не будут стоит ничего. Цену будет иметь избавление от этой информации. Знание не имеет цены. А мудрость — имеет.

Как это часто бывало в истории науки, неверное заключение оказалось исключительно плодовитым. Анализ Лео Сциларда не выдерживает критики, но от этого становится не менее интересным, ведь Сциларду удалось во многом ухватить самую суть проблемы.

На самом деле Сцилард вовсе не писал о том, что ему удалось изгнать демона Максвелла. Он пишет, как процитировано выше, «мы можем предполагать», что процесс измерения будет стоить нам выработки определенного количества энтропии — определенное количество существующей энергии станет недоступным. Он показывает далее, что количество произведенной энтропии будет по меньшей мере равно тому количеству энергии, которое будет произведено благодаря действиям демона, вооруженного своими знаниями.

Так что на самом деле Сцилард предполагает, что измерение будет иметь свою цену в форме возрастания энтропии. Но он этого не доказывает.

Но не так много людей заметили то, что озадачило Ландауэра. Каким образом аргумент Сциларда мог приниматься в течение половины столетия, если на самом деле он был неверным? Одна из главных причин этого, безусловно, тот факт, что способность демона опровергнуть один из самых фундаментальных законов физики казалась несколько обескураживающей. Второй закон был настолько фундаментальным для физики, что было ясно как день — демон Максвелла попросту не мог работать. Потому что, если бы он работал, мы смогли бы построить различные виды вечных двигателей и получать теплый воздух из морозного ночного воздуха. Так что никому не приходило в голову усомниться, что что-то здесь было не так — а Сцилард оказался опытным физиком, который обеспечил элегантный аргумент в пользу этого мнения.

Не то чтобы анализ Сциларда не вызывал протестов. Но они поступали в основном от философов. Физики же никогда не питали особого уважения к философам, которые оспаривают результаты физических исследований, так как эти результаты вступают в противоречие с их философскими воззрениями. Протесты звучали от таких философов, как Карл Поппер, Пол Фейерабенд и Рудольф Карнап — самых влиятельных философов науки 20 века. Они протестовали в первую очередь потому, что их философии не слишком соответствовал факт понимания ментального феномена через физические характеристики. Так что их протесты не произвели особого впечатления.

Более того, взгляды Сциларда образца 1929 года во многом напоминали воззрения квантовых физиков, которые возникли в 20-е годы относительно процессов измерения при изучении частиц и «кусочков», составляющих материю. Нильс Бор и его студент Вернен Хайзенберг указали, что измерения нарушают систему, в которой они выполняются. Конечно, это имеет мало общего с нашей проблемой, но это как раз то, что думали многие, когда некоторые физики попытались оптимальным образом выкристаллизовать аргументы Сцилларда.

«Демон Максвелла не может работать, — заявлял Леон Бриллоун, физик в лабораториях IBM в Нью-Йорке в своей статье, где пытался расширить аргументацию Сциларда. Бриллоун уже обсуждал проблемы демона в работе «Жизнь, термодинамика и кибернетика», которая была опубликована в 1949 году. Он стал известным благодаря своей книге «Наука и теория информации» 1956 года. Предметы, которые Бриллоун выводит на арену дискуссии о демоне Максвелла, довольно интересны: жизнь, информация и механизмы контроля (кибернетика).

Аргумент кажется кристально ясным: демон Максвелла находится в контейнере, наполненном газом при определенной температуре. Он следит за различными молекулами и проводит их отбор в соответствии со скоростью таким образом, что самые быстрые молекулы оказываются в одной из двух камер сосуда.

Тем не менее поначалу газ является равномерно горячим. Это значит, что излучение и материя внутри сосуда находятся в равновесии и мы ничего не можем увидеть: так как все одинаково горячее, никакой разницы заметить нельзя. «Демон не может видеть молекулы, следовательно, он не может управлять дверью и у него не получится нарушить второй принцип», — писал Бриллоун.

Демон Максвелла не работает, так как он ничего не видит. Это может показаться весьма специфическим утверждением, но речь идет о мысленном эксперименте — гипотетическом мире, который не напоминает нашу обычную жизнь, а призван проиллюстрировать физические законы во всей их простоте.

В повседневной жизни все, на что мы смотрим, имеет примерно одинаковую комнатную температуру (не считая солнца и звезд, поверхность которых очень горячая). Но так как в обычном мире много света, мы можем видеть. Свет, который позволяет нам видеть, происходит от тела, которое намного горячее, чем то, на что мы смотрим (поверхность солнца или нить накала электрической лампы). В своей повседневной жизни мы можем видеть предметы, так как свет исходит от объектов, которые намного горячее, чем эти предметы. Мы живем в сложном мире, поэтому можем видеть — а демон живет в мире, где соблюдается баланс, и, следовательно, видеть от не может.

Тем не менее Бриллоун решает прийти на помощь демону. «Мы можем оснастить его электрическим фонариком, так что он начнет видеть молекулы». Но фонарик будет иметь свою цену. Бриллоун подсчитывает стоимость заряженной батарейки и лампочки, которая будет испускать свет. Свет рассеивается по сосуду после того, как освещает молекулы, и превращается в тепло. Фонарик конвертирует доступную энергию батареи в тепло от рассеявшегося света. Энтропия возрастает. В то же время энтропия и уменьшается, так как молекулы, которые летают вокруг, сортируются по двум отсекам сосуда в соответствии с их скоростью. Но количество энергии, к которой мы можем получить доступ в подобном случае, будет меньше, чем количество энергии, к которой мы теряем доступ по мере того, как истощается батарейка.

Бриллоун расширил этот анализ до более общей теории, касающейся того, каким образом физики могут осуществлять эксперименты, в которых необходимо вести измерение природных явлений. Его заключение было понятным. «Физику в его лаборатории ничуть не лучше, чем демону… Ему нужны батарейки, источник энергии, сжатый газ и т. д… Физику в лаборатории также нужен свет, чтобы он смог прочитать показания амперметров и других приборов.

Знание имеет цену.

Лео Бриллоун прояснил важный момент в работе Сцилларда: демон Максвелла не работает, так как информация выражается материальной величиной. Бриллоун был доволен. «Мы открыли очень важный физический закон, — написал он. — Каждое физическое измерение требует соответствующего возрастания энтропии». Такой вывод можно сделать из того факта, что демону сложно видеть в темноте.

Но Бриллоун забыл поинтересоваться, может ли демон Максвелла ощущать свое окружение. Так что он пришел к заключению — как и многие физики с тех пор, к примеру, Денис Габор, изобретатель голографии — что второй закон был спасен только благодаря тому, что демон начал пользоваться фонариком. Но ведь демон — умный малый, и кто сказал, что ему нужен свет для того, чтобы стать более знающим?

В 1982 году Чарльз Беннетт, физик из IBM, продемонстрировал, что демон отлично справлялся бы со своей задачей и в неосвещенном контейнере. Беннетт сконструировал оригинальный аппарат, в котором демон смог бы определять положение каждой молекулы совершенно бесплатно. Идея заключалась не в том, чтобы получать знание без конвертирования энергии — это было бы невозможно даже для демона. Идея заключалась в том, чтобы определять свое положение таким образом, что вся конвертируемая при этом энергия была бы доступной после того, как измерения были бы завершены.

Когда мы используем фонарик, свет рассеивается и в конечном итоге превращается в тепло. Энергия оказывается недоступной. Но если мы сможем ощущать все, что происходит вокруг, то сможем обнаружить молекулы без того, чтобы использованная энергия становилась недоступной.

Аппарат, который спроектировал Беннет, был весьма усовершенствованным. Фактически он мог работать только со «специальным изданием» демона Максвелла, в контейнере которого содержится газ, состоящий из единственной молекулы! Это может звучать как весьма странная версия гипотезы демона, но как раз она и пришла на ум Сциларду в 1929 году, когда он показал, что цены определения местоположения этой единственной молекулы как раз будет достаточно для спасения второго закона. Просто анализируя цену очень простого измерения — отправить ли молекулу направо или налево — Сцилард пришел к тому, что стало основой для всех последующих информационных теорий: ответ на вопрос «да/нет».

Настолько упрощая проблему, Сцилард получил возможность задать вопрос: сколько будет стоит такой простой кусочек знания. С тех пор он стал известен как бит — самый маленький кусочек информации. Эта концепция стала одним из самых распространенных технических терминов, постоянно применяемых в конце 20 столетия. В своей статье о демоне Максвелла Сцилард стал основоположником всей современной теории информации.

Сцилард предполагал, что измерение даже такого бита будет иметь свою стоимость. Но Беннетт доказал, что эта стоимость в случае, который анализирует Сцилард, может оказаться произвольно маленькой.

Если задуматься об этом, то ничего странного нет: получение информации о местонахождении молекулы будет означать копирование информации, которая уже существует. Вы «считываете» состояние, а копирование подобной информации не обязательно будет иметь большую цену в виде энергии, которая становится недоступной. В конце концов можно сделать множество копий, и стоимость каждой из них будет относительно низкой. На самом деле это очень характерная черта информации, в отличие от многих потребительских товаров: может быть выполнено произвольное количество копий, а состояние оригинальной информации не изменится. Информацией можно пользоваться, не меняя ее состояния. Так с чего бы знаниям, которые получает демон, иметь цену?

Рольф Ландауэр и Чарльз Беннет могли доказать, что никакой стоимости вообще не было. Но это не значит, что демон Максвелла может нарушить второй закон термодинамики. Это просто означает, что измерения вовсе не обязательно должны иметь цену. На самом деле демон платит не за то, чтобы получить информацию — а за то, чтобы снова ее забыть.

В 1961 году Ландауэр доказал, что забывание всегда имеет цену. Когда вы избавляетесь от информации, стирая ее, приходится платить за это увеличением энтропии. Вам нужно избавиться от информации, так как измерение необходимо повторить: вам нужно очистить память, чтобы вновь обнулить измерительный аппарат.

В случае с демоном Максвелла это означает, что он может обнаруживать молекулы в темноте и платить за это только преимуществом получения знания. Но демон очень быстро столкнется с такой проблемой: ему приходится сохранять информацию своего знания о большом количестве молекул, которыми он уже распорядился должным образом. Демон начинает тонуть в большом количестве знаний, накопленных от предыдущих наблюдений.

Эту мысль в 1987 году обобщил Беннет: «Мы обнаружили причину, по которой демон не может нарушить второй закон: чтобы наблюдать за молекулой, ему сначала нужно забыть результаты предыдущих наблюдение. Это забывание, или уничтожение информации, будет иметь свою стоимость с точки зрения термодинамики».

Можно возразить, что демон просто может помнить все. Тогда ему не будет нужды забывать и, следовательно, создавать энтропию. У нас от подобного количества информации наступило бы истощение — но мы ведь не демоны. Но это истощение показывает нам, что цена есть — цена памяти. Энтропия увеличивается по мере того, как память постепенно заполняется молекулами, которые давно уже распределены. Проблема поддержания такого огромного количества памяти превышает преимущества от обладания ею.

Если взглянуть на относительные размеры в реальном мире, можно увидеть, что на практике это действительно представляет огромную проблему. В воздухе находится громадное число молекул. Даже если демону потребуется всего один бит информации о каждой молекуле (пропускать через отверстие или нет), у него вскоре закончится резерв памяти. Даже если у демона будет память, всех компьютеров в мире вместе взятых (10 миллионов миллиардов бит), память, в которой он хранит результаты измерений, закончится еще до того, как ему удастся снизить энтропию в одном грамме воздуха всего на одну десятую миллионной доли процента! В воздухе молекул невообразимо много — они просто очень, очень малы. Мы живем в мире, где объема памяти, эквивалентного всей информации, которую обрабатывает мозг в течение жизни, будет недостаточно, чтобы запомнить всего по одному биту информации о каждой молекуле в единственном литре воздуха.

Так что факт заключается в следующем: демон Максвелла не сможет функционировать, так как ему придется все забывать, а это обойдется дороже, чем вся приносимая им польза. Эта идея может показаться странной, но она указывает нам на очень важный факт: в информации интересно то, что от нее приходится избавляться. Сама по себе информация — предмет очень скучный. А вот то, как от нее избавиться — и за счет чего — это уже весьма интересно.

К примеру, вы стоите у кассы супермаркета. Все ваши покупки уже посчитаны. Каждый предмет в вашей корзине имеет свою цену. Кассир вводит каждое значение цены, складывает их и получает сумму — итого, скажем, 27,80 долларов. Эта сумма является результатом вычислений, включающих в себя сложение нескольких чисел.

Что будет наиболее информативным — результат вычислений? Эта сумма представляет собой одно число — 27,80 — а само вычисление является коллекцией нескольких чисел — к примеру, 23 различных цен. Может показаться, что больше информации содержится в результате — ведь когда мы выполняли сложение в школе, учитель всегда объяснял нам, что нужно получить правильный ответ. Но на самом деле в результате гораздо меньше информации, чем в самой задаче. В конце концов, существует множество различных комбинаций товаров, которые могут приводить к такой же итоговой сумме. Но это не означает, что вы всегда можете определить, что содержится в корзине, зная только ее итоговую стоимость.

Кассир за кассой уничтожает информацию после того, как установит итоговую сумму. В этой ситуации кассиру все равно, какие товары вы выносите из магазина и сколько стоит каждый из них — при условии, что вы их все оплатили.

Значимой является общая цена, даже несмотря на то, что в ней содержится очень мало информации — или, если быть более точным, значение имеет тот факт, что в ней содержится мало информации. Она содержит ровно такое количество информации, которое является релевантным в данном контексте.

Вычисления — это способ избавления от информации, в которой вы более не заинтересованы. Вы просто отсеиваете то, что не нужно.

Это противоречит нашему обычному представлению о том, что информация является чем-то очень позитивным, хорошим. Мы привыкли рассматривать информацию с позитивной точки зрения, но это может оказаться полностью нецелесообразным — это предрассудок, который оказывает влияние на человека, живущего в информационном обществе.

Как утверждает Чарльз Беннет, «мы платим за то, чтобы нам доставляли газеты, а не уносили их. Интуитивно может показаться, что запись предыдущих действий демона может быть ценной (или по меньшей мере их ценность может быть бесполезной). Но «вчерашняя газета» (результат предыдущих измерений) забирает у демона ценное место в памяти, и стоимость очистки этого места нейтрализует ту пользу, которую демон извлек из газеты, когда она еще была свежей. Возможно, идея о том, что информация может иметь негативную ценность, сегодня, в эпоху растущих опасений по поводу загрязнения окружающее среды и информационному взрыву, который приносят компьютеры, кажется более естественной, нежели она казалась еще недавно.

В лабораториях IBM отлично известно, что информация тесно связана с энтропией, которая является мерой беспорядка. Время от времени мы можем просто складировать наши старые газеты в подвале. Но информация тоже нуждается в рециркуляции — избыток информации приведет нас к хаосу.

Но нам всем кажется, что информация — это благо, воплощение порядка, педантичности и правильных результатов. Этому мы научились, когда изучали арифметику в школе: все предварительные вычисления сделать на черновике, чтобы затем представить в чистовике аккуратно записанный результат. Мы научились избавляться от информации, а не приобретать ее. Тем не менее мы живем в мире, который верит, что информация — это то, что является ценным в информационном обществе.

Да, пожалуй, с нашим обычным восприятием информации действительно что-то не так (или с восприятием информации учеными в сфере естественных наук — эти два понятия не совпадают). Демон Максвелла уже указал нам на часть проблемы. Но кое-что было скрыто у него в рукаве — и мы снова возвращаемся к Людвигу Больцману.

За несколько лет до того, как умер Джеймс Кларк Максвелл, Больцман опубликовал серию работ, в которой разъяснял удивительную теорию о связи между понятием энтропии, которое выросло из учения об ограничении эффективности паровых двигателей, и теорией тепла как статистического завихрения мельчайших компонентов материи. Максвелл так и не узнал об этих работах, и, как пишет историк Мартин Кляйн, соответственно он «лишился удовольствия увидеть связь между энтропией и вероятностью».

Идея Больцмана была проста. Он ввел разделение между тем, что известно, как макросостояния и микросостояния — между характеристиками больших конгломератов материи и индивидуальными компонентами этой материи. Макросостояния — это такие показатели, как температура, давление, объем. Микросостояния включают в себя тщательное описание поведения каждого индивидуального компонента.

Температура облака газа — это макросостояние, который не может многое сказать нам о микросостояниях. Температура говорит нам о том, что молекулы неорганизованно движутся по отношению друг к другу со средней скоростью, которая выражается температурой и распределением скоростей, которое является статистическим и известно, как «распределение Максвелла-Больцмана». Оно говорит нам о том, что большинство молекул движутся со скоростями, близкими к средним, в то время как несколько молекул имеют скорости, которые намного больше или намного меньше средних показателей. На самом деле это не представляет для нас большого интереса: мы можем знать макросостояние — определенную температуру, но это не говорит нам почти ничего о состоянии отдельных молекул.

Так как при данной температуре у нас есть 117 тысяч миллионов миллиардов молекул (а обычно гораздо больше), то не слишком важно, у какой молекулы какая скорость, если они распределены по правилу, которое устанавливает распределение Максвелла-Больцмана — а это так и есть, раз уж они постоянно сталкиваются друг с другом.

Существует невообразимое количество различных способов распределения скоростей между … надцатью миллиардами молекул, которое будет соответствовать данной температуре. Существует множество микроскопических состояний, которые соответствуют макросостоянию, выражаемому температурой — и действительно неважно, какие из них на самом деле присутствуют в помещении.

Чем выше температура, тем больше скоростей, из которых можно выбирать. Увеличивается и количество микросостояний, которые соответствуют данному росту макросостояния — температуры.

Идея Людвига Больцмана, проще говоря, состояла в том, что макросостояния, которые реализуются через множество различных микросостояний, являются более неорганизованными, чем макросостояния, соответствующие всего нескольким микросостояниям. Согласно Больцману чем большим количеством микросостояний сопровождается макросостояние, тем большей будет энтропия последнего.

Макросостоянию «температура в помещении 21 градус по стоградусной шкале» соответствует очень много микросостояний, так что все их сосчитать очень сложно. Поэтому Больцман использовал математический фокус, известный еще с эпохи Возрождения, когда числа стали слишком большими, чтобы с ними оперировать: он взял логарифм количества микросостояний и сделал этот логарифм равным энтропии. Это просто означает, что, если вы будете спрашивать не о миллионе миллиардов (1016) микросостояний или миллиарде миллиардов (1018), а всего лишь о том, равен ли логарифм их числа 15 или 18. Более того, использование логарифмов несет в себе и еще одно важное преимущество, если речь идет о подсчете микросостояний.

Но важнее всего является базовая идея, неважно, каким математическим способом вы ее выразите: энтропия является мерой того, сколько микросостояний мы можем не принимать в расчет и почему мы выбираем вместо этого макросостояния. Энтропия — это мера того, насколько нам не нужно быть аккуратными — мы просто можем смести все под ковер, используя общий термин, который скажет нам все, что нужно знать — то есть температуру.

Будучи людьми, мы любим тепло. Температура представляет для нас интерес. Нас мало волнует движение молекул (точно также, как политические фигуры часто заинтересованы в своих избирателях только тогда, когда их набирается достаточно для состояния, которое может оказать пользу на выборах). Макросостояние — это выражение интереса, релевантность. Оно заключает в себе интерес. Нам интересно знать.

Хороший пример — покер. У вас есть колода карт. Когда вы ее покупаете, она находится в очень специфическом макросостоянии. Карты положены по порядку мастей и рангов. Это макросостояние соответствует только одному микросостоянию — когда все карты находятся в том порядке, в котором они поступают с завода.

Но прежде чем начнется игра, карты нужно перетасовать. Когда у вас будет колода перетасованных карт, у вас все еще будет одно макросостояние — перетасованные карты — но существует практически бесконечное количество микросостояний, которые соответствуют этому макросостоянию. Все способы, которыми могут быть перетасованы карты, различны — но у нас недостаточно энергии, чтобы их выразить. Поэтому мы просто говорим: карты перетасованы.

Чтобы начать игру, каждому игроку дается пять карт — «рука». Эта рука теперь является макросостоянием, в котором заинтересованы игроки. Оно может иметь различные формы. некоторые макросостояния включают в себя сходные карты — к примеру, пять карт той же масти, хотя и не находящиеся в последовательности — флеш. Другие макросостояния могут представлять собой пять последовательных карт, хотя и различных мастей — стрейт. Стрейт может быть сформирован различными способами — но их не слишком много. Существует гораздо больше вариантов формирования не-стрейта.

Среди множества состояний, которые описываются макроскопическим «стрейтом», есть небольшая группа стрейтов, которые известны как стрейт флеш. Здесь карты находятся не только в последовательности — они еще и одной масти. Лучшим из всех является флеш-рояль — последовательность от десятки до туза одной масти. Существует только 4 микросостояния, которые соответствуют макросостоянию «флеш рояль» — а вот макросостоянию, известному как «пара», соответствует астрономическое число микросостояний.

Ценность в покере — это выражение того, сколько микросостояний соответствует макросостоянию. Ваша рука является «сильной», если она не предполагает множество вариантов и, следовательно, встречается редко.

Существует выраженная связь между вероятностью и энтропией. Чем большим будет количество различных карт, которые могут складывать ту или иную руку, тем выше будет вероятность, что вам попадется такая рука. Таким образом, чаще всего вам приходится иметь дело со «слабыми» руками (с большим количеством энтропии), а не с «сильными» руками, где макросостоянию соответствует только очень небольшое количество макросостояний.

Цель игры — выяснить, у кого имеется макросостояние с самым низким уровнем энтропии.

Огромное количество микросостояний на самом деле настолько несущественно, что в покере для них даже нет названий. В ваших картах может не прослеживаться никакой схемы, и единственное, что вы можете заявить — это «крупные карты» — макросостояние, которое соответствует любому микросостоянию. Так как люди играют в покер для своего удовольствия, в игре есть возможность оказать влияние на макросостояние путем изменения микросостояния — то есть индивидуальных карт: вы можете тянуть карты. Это может помочь улучшить макросостояние до такого, которому будет соответствовать уже не так много микросостояний. Вы играете роль демона Максвелла — если вам повезет, вы вытащите хорошие карты вместо тех, от которых избавляетесь.

В игре есть и возможность притвориться, что макросостояние, которое у вас есть на самом деле, соответствует только очень небольшому количеству микросостояний — даже если на самом деле это и не будет правдой. Это явление известно под названием «блеф» и предполагает использование более продвинутых теорий, нежели нам предлагает Больцман. О них мы поговорим позже, в Главе 5.

Связь между энтропией и вероятностью может дать нам представление о том, почему увеличивается энтропия: вероятность получить низкоэнтропийное макросостояние меньше, чем вероятность высокоэнтропийного. Таким образом, все движется по направлению к более высокой энтропии.

Если макросостояние меняется, оно будет непреклонно вести к другому макросостоянию с еще более высоким уровнем энтропии — и, следовательно, с ним будет связано больше микросостояний, чем с первым. Следить за миром становится все более сложной и утомительной задачей.

В этом нет ничего таинственного. Все это становится очевидным, как только определено макросостояние. Но как миру узнать о том, что именно мы находим настолько скучным, чтобы не напрягать себя отслеживанием этого?

Больцман объяснял, что энтропия — это выражение количества микросостояний, которые соответствуют данному макросостоянию. Это может звучать как очень субъективная концепция, так как энтропия, по-видимому, выражает то, что нам неизвестно об известном макросостоянии. Высокая температура соответствует высокой энтропии, так как чем выше скорость молекул, тем больше существует вариантов образования различных схем их движения. Наш недостаток знания о микросостояниях растет по мере того, как в гостиной становится жарче. Энтропия — это мера невежества, но это комфортное невежество: на самом деле нет никаких причин, которые побуждали бы нас знать, куда направляется каждая молекула и с какой скоростью.

Энтропия — это выражение грубого структурирования, которое применимо на том уровне, на котором мы описываем предметы. Тепло — это весьма грубая концепция: имеется огромное количество знаний, которые мы радостно игнорируем. Тепло — это концепция, которая включает в себя огромное количество энтропии, так как эта концепция весьма грубая и она не рассматривает большую часть знаний о микросостояниях, которые мы не удосуживаемся приобрести. Ветер и течение — это несколько менее грубые концепции, так как мы знаем достаточно много о том, куда направляются молекулы, когда говорим, что на улице теплый бриз, а не просто заявляем, что: «На улице тепло».

Энтропия — это мера информации, к которой нет немедленного интереса — микросостояния, только думая о которых, мы уже устаем. Энтропия — это концепция, которая предполагает наличие значения только тогда, когда мы можем объяснить, за чем именно мы не будем следить. Концепция энтропии предполагает, что мы объяснили, какое макросостояние нас интересует. Но независимо от того, какое именно состояние мы выбираем — его энтропия растет.

Второй закон говорит нам, что мир становится все сложнее описать: беспорядок растет, его становится все больше, и все в конечном итоге превратится в трение и тепло. Беспорядок — это такой вид порядка, который настолько изобилует деталями, что становится беспорядком.

Откуда миру знать, что именно мы расцениваем как беспорядок? Почему наши учебники физики никогда не рассказывают нам о том, что концепции подобные энтропии бессмысленны, если не объяснить, какое именно макросостояние имеется в виду? Зачем учить школьников и студентов термодинамике, не рассказав им о том, что Максвелл и Больцман все время упоминали как способ, которым мы описываем мир? Так как подсознательно физики всегда знали о том, что интересует человека — тепло.

Это негласная предпосылка всей современной термодинамики — люди любят тепло. Вот почему термодинамика описывает тепло и сходные с ним макросостояния — то, что интересует людей. В свою очередь микросостояния — определенный порядок атомов и молекул — это то, что интересует физиков.

Но дать определение энтропии можно только тогда, когда мы знаем, кто его дает. Энтропия неопределима, пока нам не станет известной степень точности наблюдателя. Учителям физики это кажется настолько очевидным, что они не видят никаких причин рассказать об этом своим студентам.

Именно на это намекал физик Эдвин Джейнс, когда выступал в Санта Фе в 1990 году — на важность задать вопрос: что означают вещи, те вещи, о которых написано в наших учебниках физики. Джейнс переформулировал современную версию термодинамики и очень ясно осветил старые моменты работ Больцмана. В 1979 году он написал: «Энтропия в термодинамической системе — это мера степени невежества человека, чье знание о ее микросостояниях состоит всего лишь в оценке макроскопического количества Х, которое определяет ее термодинамическое состояние. Это полностью «объективное» количество в том смысле, что функция зависит только от Х и не зависит от чьей-либо индивидуальности. Следовательно, нет причин, почему она не может быть измерена в лаборатории».

Таким образом, энтропия может быть точно определена, когда вы установили уровень описания.

Эта концепция не является субъективной в том плане, что для каждого наблюдателя будет существовать собственная энтропия. Каждый, кто заинтересован в тех же макро- и микросостояниях, может обнаружить одинаковую меру энтропии. Но она является субъективной в том плане, что не будет иметь никакого смысла, пока вы не спросите у человека, заинтересованного в определении энтропии, в чем конкретно он заинтересован.

Это, впрочем, не исключает того, что энтропия является мерой невежества. Ведь она является именно мерой того невежества, которое сопровождает данный уровень грубости вычислений.

«Но с чего бы моей машине интересоваться тем, что я знаю о мире?» — спросил один физик в Санта Фе, когда Джейнс объяснял эти вещи. Ответ действительно очень простой: потому, что она построена такими же людьми, как и вы. Потому, что двигатель машины будет иметь как раз ту приблизительность, которую люди используют при описании мира: мы ощущаем тепло — но не ощущаем молекул. Наше описание мира приобретается через обработку того, что мы ощущаем. И оно воспроизводится в тех машинах, которые мы строим на базе своего знания.

Философ Пол Фейерабенд говорил о Больцмане: «Со своим осознанием гипотетического характера всех наших знаний Больцман намного опередил свое время — а возможно, и наше собственное».

В 1948 году инженер Клод Шеннон задал очень хороший вопрос: «Сколько стоит передать сообщение из одного места в другое?». Сцилард задавал вопрос, сколько будет стоит измерение. Шеннон же заинтересовался тем, сколько будет стоить общение. Отправным пунктом стала концепция бита — разницы между двумя идентичными состояниями: ответом на вопрос «да/нет».

Анализ Шеннона оказался революционным. Базируясь на идеях Сциларда, он стал основателем современной теории информации.

Когда мы говорим об информации в нашей повседневной жизни, мы имеем в виду ее содержание. Но Клода Шеннона интересовало не содержание. Его интересовала продолжительность телефонных разговоров.

Шеннон был инженером в лабораториях Белла, знаменитом исследовательском отделе AT&T. Он изучал сложность передачи сообщений в форме сигналов. Он был заинтересован в определении того, что требуется для передачи специфического сообщения через специфическое соединение — к примеру, телефонную или телексную линию.

Как можно измерить сложность передачи сообщения?

Шеннон предположил, что сложность коммуникации можно выразить с помощью понятия «неожиданное значение». Как измерить неожиданное значение букв алфавита?

Мы знаем, что следующий символ, который перед нами появится, будет буквой. Мы знаем также, что алфавит состоит из 26 букв. Таким образом неожиданность для нас будет выражаться фактом, что каждый символ состоит из одной из 26 возможных букв. Когда мы видим букву, неожиданность для нас будет ограничена пределом, что перед нами — именно эта буква, а не любая другая из 25 возможных.

Выразить теорию Шеннона можно так: каждый символ — это макросостояние, которому могут соответствовать 26 различных микросостояний, то есть отдельных букв. Каждый символ обладает определенной степенью неожиданности, которая выражается его способностью быть одной из этих 26 букв. Получение отдельной буквы, таким образом, содержит неожиданное значение, которое исходит из факта, что оно исключает появление остальных 25 букв.

Это позволяет точно выразить сложность коммуникации: отдельный символ — это макросостояние, неожиданное значение которого определяется тем, сколько микросостояний ему соответствуют.

Шеннон долго сомневался, как назвать эту величину. Он рассматривал возможность использования слова «неуверенность» и слова «информация». Математик Джон фон Нейман, известный как отец логической структуры современных компьютеров, пытался убедить Шеннона, что это неожиданное значение нужно назвать энтропией, поскольку сходство с концепциями термодинамики было настолько удивительным, что он, как отмечалось, спорил с Шенноном: «это даст тебе большое преимущество в спорах, так как в любом случае никто не знает точно, что такое энтропия».

В конце концов Шеннон выбрал формулировку «информационная энтропия», но так как никто не знал, что такое энтропия, его теория вошла в историю как теория информации.

В реальности, следовательно, «информационное общество» — это на самом деле «общество энтропии» — общество невежества и беспорядка.

Проще всего дать определение этой концепции информации, если мы ограничим себя общением с помощью специального алфавита — бинарных чисел. Когда мы применяем бинарные числа, как сегодня это делается везде в коммуникации и компьютерной индустрии, у нас есть только два фундаментальных значения для выражения себя: 0 или 1.

Будучи макросостоянием, бинарная цифра соответствует только двум равновероятным микросостояниям. Когда мы получаем бинарный символ, наше неожиданное значение ограничено: или/или. Но ведь именно эта степень неожиданности, когда мы различаем две одинаково равные возможности, была открыта Сциллардом и в дальнейшем именовалась «один бит»: информация, которая выражается ответом на вопрос «да/нет», то есть разницей между двумя возможностями. Когда мы получаем бит, мы получаем кусочек информации, который соответствует разнице между двумя микросостояниями. Таким образом, прежде чем неожиданность станет существенной величиной, нам придется получить хотя бы несколько бит.

В символе, который известен как часть алфавита, содержится несколько большее количество информации. Здесь прибытие определенной буквы исключает не только одну-единственную другую возможность, а целых 25. Таким образом, когда мы получаем одну букву, мы получаем определенное количество бит — а точнее, 4 или 5.

На практике, конечно, все несколько сложнее. Язык отличается избыточностью — в нем есть лишние символы. Нам не нужно знать все буквы, чтобы мы могли угадать слово в «Колесе фортуны». Таким образом, на практике буквы обладают в среднем меньшей информативностью, чем пять бит. В датском содержание информации на одну букву составляет около 2 бит, а в более систематизированном языке, таком, как немецкий, значение одной буквы уменьшается до 1,3 бит. Более того, буквы используются неодинаково, следовательно, получив «А», мы получим не так много информации, как получив «Z». В среднем каждое микросостояние (буква) обладает вероятностью, которая пропорциональна числу различных микросостояний. Но вероятность каждой буквы пропорциональна и ее частоте использования, которая также связана с числом различных микросостояний в целом. Как знают участники «Колеса фортуны», информационная ценность буквы обратно пропорциональна частоте ее использования. Чем реже встречается буква, тем больше информации содержит ее присутствие.

Вооруженный этим точным определением информации, которая может быть измерена как количество бит, Шеннон смог получить несколько очень полезных уравнений, с помощью которых можно управлять телефонными линиями и размерами кабелей. Его основное заключение было таким: всегда можно передать сообщение без ошибок, если имеется достаточная полоса пропускания.

Полоса пропускания выражает способность коммуникационного канала передавать информацию, определяемую в количестве бит в секунду. Телефон, к примеру, может передавать 4000 бит в секунду, тогда как телевидение передает 4 миллиона — в тысячу раз больше. Хороший радиоприемник находится примерно посередине с его 16000 бит в секунду.

Шеннон знал, что если полоса пропускания будет больше, чем информационное содержание единицы сообщения, это сообщение можно будет передать без потерь.

Это очень полезно знать, если вы зарабатываете себе на жизнь, продавая людям телефонные линии.

Но это не слишком соотносится с информацией в повседневном понимании. Как мы все знаем, можно вести очень продолжительный разговор и при этом не передавать почти никакой информации — или написать огромное количество слов, которые не будут нести в себе никакого определенного значения.

Термин «информация» не слишком волновал Шеннона. На самом деле он вообще не слишком любил это слово и подчеркивал, что разработанная им теория — это теория коммуникации, теория о передаче информации, а не о значении информации. Данный объем информации может содержать глубокие откровения — или просто откровенный вздор. Это не играет роли — телефонный счет будет одинаковым и в том, и в другом случае.

Но это не делает аналитическую работу Шеннона откровенным вздором. То, что Шеннон называл «информацией», столь же реально, как и то, что Клаузиус называл энтропией. Телефонный звонок имеет свою цену. Чтобы ваша теща могла пощебетать, необходимо передать сигнал. Но все это может и не иметь ничего общего с содержанием информации.

Информация — это мера всего, что она могла бы сказать, а не того, ЧТО она сказала.

Информационное содержание в коммуникации — это выражение объема, который мог бы быть передан — а не того, который был передан на самом деле. Точно так же и энтропия при определенной температуре — это выражение того, сколькими разными способами могут расположиться молекулы, не приводя ни к каким изменениям, информация — это выражение того, сколькими способами могут расположиться буквы, чтобы не потребовался еще один кабель.

Термодинамика имеет дело с макросостояниями, которые интересуют людей: тепло. Теория информации имеет дело с макросостояниями, которые интересуют телефонные компании: символы.

Но в определении информации, данном Шенноном, есть кое-что странное. Оно устраняет саму идею значения и ограничивается только тем значением, которое могло бы присутствовать — но вовсе не обязательно присутствует. Если сравнить это с нашим повседневным пониманием информации, то данное определение может показаться очень скудным. С другой стороны, оно невероятно точное, и мы могли бы простить ему за эту точность определенное упущение.

Тем не менее термин «информация» не всегда может быть особо точным. Это в огромной степени субъективная концепция: речь идет о том, насколько неожиданным для нас может оказаться сообщение. Она говорит нам о том, что буква «А» содержит в себе определенную информационную ценность, так как мы знаем: вместо нее могла дойти любая другая из 25 букв алфавита — но не дошла: дошла буква «А».

Но что, если бы нам было неизвестно, что мы имеем дело с буквой из 26-буквенного алфавита? Сколько информации содержала бы «А» в этом случае? Определение информации Шеннона ничего нам об этом не говорит.

Информация имеет определение только тогда, когда мы определили, кто говорит, с кем говорит и в каком контексте. Мы не можем дать определение информации Шеннона, пока не будем знать, какие допущения по обоюдному согласию принимают передатчик и приемник. Таким образом Шеннон предпринимает странный маневр: сначала он выбрасывает любые разговоры о значениях — а затем дает определение информации как зависящей от столь фундаментальных связей, что мы о них даже не говорим.

Если мы не будем знать, сколько микросостояний соответствует каждому макросостоянию, мы вообще не можем вести речи об информации. Только когда мы определяем макро- и микросостояния, мы можем знать количество информации. Точно так же, как и в случае энтропии.

Информация очень тесно связана с энтропией: энтропия данного макросостояния измеряется количеством соответствующих ему микросостояний. Чем их больше, тем выше энтропия. Информация — это нечто, чем мы обладаем, когда знаем, какие микросостояния задействованы.

Буква в тексте имеет энтропию, которая определяется тем фактом, что на ее месте мог быть один из 26 символов. Информация — это знание о том, каким именно символом она является. Информационная ценность знания о том, какое микросостояние задействовано, зависит от того, сколько вообще микросостояний может быть задействовано. У символа есть определенная энтропия, и знание о его реальном микросостоянии — какая буква? — таит в себе определенное количество информации, которое соответствует энтропии данного символа.

Таким образом, мы не можем определить энтропию или информацию, если нам не известен контекст.

Отсюда происходит множество непониманий, в первую очередь потому, что «информация» — это нагруженное значением слово со знаком плюс, выражение, которое мы спонтанно ассоциируем с чем-то «хорошим». В течение десятков лет информация ассоциировалась с порядком — а энтропия с беспорядком.

Эта идея ведет свое происхождение от математика Норберта Винера, основателя кибернетики — теории контрольных систем. В своей книге «Кибернетика» 1948 года он говорит, что информационная теория пришла к нему примерно в то же время, как и к Шеннону (который опубликовал ее в 1948 году). Несколькими строчками далее Винер провозглашает, что «точно так же, как количество информации, в системе есть мера ее степени организованности, так что энтропия системы — это мера ее дезорганизации».

Эта точка зрения находится весьма далеко от точки зрения Шеннона. Если же говорить точнее, то идея Винера является противоположностью тому, что утверждал Шеннон. Но она получила большое влияние особенно в свете изучения демона Максвелла. Леон Бриллоун с энтузиазмом развивал идею Винера, обобщив ее в концепции негэнтропии — «без-беспорядка», то есть порядка.

Звучит интригующе — но это не может быть верным. И в действительности чтобы эта идея стала верной, Бриллоуну пришлось изменить знак концепции информации Шеннона. Из этого изменения выросли десятки лет непонимания. Информация Шеннона — это энтропия: количество выборов, количество микросостояний, неопределенность. Бриллоун же просто поменял символ: информация — это порядок, то есть негативная энтропия.

Восприятие информации как порядка лежит ближе к нашему повседневному пониманию «информации», нежели понятие Шеннона. Так что понятие негэнтропии Бриллоуна и Винера оказалось соблазнительным. Проблема просто заключается в том, что нельзя просто играть с символами в уравнении, иначе можно полностью лишить его смысла.

Датский физик Педер Воэтманн Кристиансен говорит об этом так: «Люди думают, что им удастся постичь сущность смысла, поменяв знак бессмыслицы». Винер и Бриллоун оказались слишком нетерпеливыми.

Энтропия — это мера количества информации, знание которой нас не интересует. Информация — это то, что можно в изобилии найти в состоянии, в котором энтропия высока. Но это не значит, что мы обладаем этой информацией — это означает только, что она там есть и что мы могли бы ее получить, если бы она была нам нужна.

Информация — это то, что можно обнаружить в беспорядке. В беспорядке больше информации, нежели в порядке. Чем больше беспорядок, тем больше информации. Чем больше микросостояний, тем больше информации. Чем больше микросостояний воплощены в макросостоянии, тем больше информации мы отбрасываем, когда сосредотачиваемся на макросостоянии. Макросостояние «тепло» соответствует невообразимо огромному числу микросостояний, о которых мы не знаем, если просто обращаем внимание на температуру.

Беспорядок сложно описать. Особенно в деталях.

Покойный американский физик Ричард Файнман выразил это так: «Мы измеряем беспорядок тем количеством способов, которым может быть изменено внутреннее содержание таким образом, чтобы извне все выглядело по-прежнему».

Энтропия — это мера количества информации, которую мы не принимаем во внимание, когда рассматриваем систему снаружи: движение газа как температура, серия букв как набор символов. Если мы внутри системы, мы можем получить эту информацию, если она будет нам нужна. Если мы снаружи системы, мы «отсеиваем» ее — или вообще никогда не обладаем ею.

Информация — это выражение разницы между нахождением внутри и снаружи: температура/молекулы, количество букв/сообщение. Информация и энтропия сообщают нам нечто о разнице между описанием или контролем системы снаружи и изнутри.

Если мы посмотрим на газ снаружи, со своего уровня описания, где нас больше всего интересует тепло, мы можем суммировать все в сжатом общем описании: макросостояние тепла измеряется в виде температуры. Если же мы посмотрим на газ с «его собственного» уровня описания, где все состоит из молекул в движении, нам придется перечислить огромное количество бит, которые описывают огромное количество простых состояний: микросостояния молекулярного движения, которые измеряются как скорости.

Если мы будем рассматривать газ снаружи, мы сможем выделить определенное количество энергии тепла постольку, поскольку мы соблюдаем второй закон термодинамики, который описывает газы извне. Если мы взглянем на него изнутри, мы можем получить намного больше энергии из молекулярного движения газа — но это если нам удастся избавиться от всей той информации, которую мы уже получили.

Пока мы находимся снаружи, мы можем быть полностью индифферентны к той информации, которая имеется внутри газа. Но в это время мы обязаны соблюдать второй закон термодинамики и называем эту информацию «энтропия».

Если мы хотим получить доступ к энергии хаотического теплового движения, мы должны признать все микросостояния молекулярного движения, которые до этих пор мы игнорировали, просто заявляя, что тепло подразумевает определенный уровень энтропии. Мы должны получить информацию обо всех и каждых из этих микросостояний.

Но теперь у нас проблема: нам придется либо напрячься, чтобы сохранить контроль над всей этой информацией — или снова ее забыть. В долгосрочной перспективе и то, и другое окажется слишком дорогостоящим.

Демон Максвелла хочет описать газ сразу и изнутри, и снаружи. Он хочет знать, где находятся молекулы — и в то же самое время наслаждаться теплом. Но так не получится, даже если вы и демон.

В 1988 году Войцех Зурек задал важный вопрос: а что, если демон настолько хитер, что сначала начинает измерять все молекулы, а затем суммирует все свое полученное знание в очень простом описании, к примеру: «Все молекулы находятся в левой камере»? Эта информация не содержит большого числа бит — на самом деле только один. Избавиться от нее не будет стоить дорого, и тем не менее она содержит знание, которое можно использовать, чтобы выиграть джекпот.

Знание о нашем мире интересно тем, что иногда оно может быть обобщено с такой завораживающей красотой, что великие озарения можно уложить всего лишь в несколько строчек. И демон должен быть в состоянии сделать то же самое — и одновременно наслаждаться своей наградой.

В конце концов — он же демон, а не смертный?

Глава 3. Бесконечные алгоритмы

Если наука может достичь своих целей, то и демон Максвелла тоже может достичь своих целей — пробить дыры в самом фундаментальном законе природы, открытом наукой.

В действительности это последствия вопроса, заданного Войцехом Зуреком в 1988 году: если единственная причина, по которой не работает демон Максвелла, заключается в том, что демону приходится тратить огромное количество энергии на то, чтобы забыть все, что он узнал, демон мог бы суммировать свои знания в новой формуле, которая не потребует за забывание высокой платы. Затем он сможет воспользоваться практически всеми преимуществами своего знания мира на молекулярном уровне: он сможет извлекать тепло из ночного мороза — бесплатно. Второй закон термодинамики будет нарушен, вечный двигатель станет возможным — и привычное научное видение мира окажется под угрозой.

Так что, скорее всего, у демона не получится «сжать» свои знания до нескольких простых формул и данных, которые рассказажут всю историю молекул в контейнере, где действует демон.

Но если демон не сможет этого сделать, это наверняка будет не по силам и человеку? Целью науки всегда было создание наиболее краткого из всех возможных описания мира. Но этой краткости, с которой может быть описан мир, есть свой предел. Иначе с демоном Максвелла будут проблемы.

Это следствие вопроса Войцеха Зурека: если мы сможем доказать, что у нас получится описать весь мир в достаточно краткой форме, самое фундаментальное утверждение в нашем восприятии мира будет сломано: нарушится второй закон термодинамики.

Демон Максвелла — это не просто проблема изучения тепла и термодинамики. Демон Максвелла — это проблема для всей нашей космографии — понятие о том, что весь мир может быть детально описан всего лишь несколькими короткими уравнениями почти божественной красоты, является неверным.

Так и есть. Это было доказано в 1930 году в ходе изучения одной из самых базовых задач, лежащих в основе математики. Это было открытие, которое полностью преобразило ситуацию для математиков и логистиков, открытие, которое заставило ученых признать, что они никогда не смогут ничего доказать в этом мире, что человеческое понимание мира будет навсегда состоять только из интуитивных озарений, когда нельзя будет доказать, что люди знают о мире больше, чем могут объяснить через формальные системы.

Это осознание, которое по понятным причинам было названо самым глубоким из всех когда-либо созданных доказательств, касается пределов уверенности человеческого знания, пределов того, что мы в состоянии доказать. Это доказательство того, что все доказать нам не удастся — даже если мы будем знать, что это правда.

Когда математик Курт Гедель опубликовал доказательство своей теоремы в январе 1931 года, он вряд ли осознавал, что это может соотноситься с термодинамикой и невозможностью построения вечного двигателя. Потребовалось еще полстолетия и стало возможным почти с облегчением осознать, что именно теорема Геделя привела к объяснению того, почему не работал демон Максвелла.

Ведь в теореме Геделя мы просто вплотную подходим к самому порогу всех формальных знаний — и, следовательно, в каком-то смысле к единственному точному знанию, которым мы в состоянии обладать: бесконечность истины никогда не получится охватить одной-единственной теорией.

Только сам мир настолько велик, чтобы понять весь мир. Невозможно создать такую карту всего мира, которая включала бы в себя абсолютно все, если только эта карта не будет являться самой территорией — а в этом случае она, конечно, не будет картой.

Современное представление математики о своих собственных основах было уничтожено одним ударом. Мечты об уверенности увяли.

«Wir Mussen Nur Wissen, Wir Werden Wissen». Это заключительная фраза, которую произнес великий математик Давид Гильберт в своей великой лекции, когда его родной город Кенигсберг сделал его почетным гражданином 9 сентября 1930 года. «Мы должны знать. Мы будем знать».

В течение десятилетий Давид Гильберт высказывался в пользу ясных и определенных логических основ математики. В 1900 он перечислил задачи, решение которых позволит взять основы математики под полный контроль. Необходимо было показать, что математическая наука включает в себя связную, непротиворечивую и исчерпывающую логическую систему.

Снова и снова в течение первых десятилетий 20 столетия Гильберт подчеркивал, что подобное абсолютное разъяснение основ математики не за горами и мысль о том, что любая математическая задача может быть решена, имеет под собой основания. «Мы все в этом убеждены!», — сказал он и продолжил описанием мечты математика: «В конце концов, когда мы посвящаем себя решению математической проблемы, нас привлекает именно зов, который мы слышим внутри себя: вот проблема, ищи решение, ты можешь найти его чистой силой своей мысли, так как в математике нет места понятию «ignorabimus» — «не знаем и не узнаем».

В 1930 году, когда Гильберту было 68 лет, он ушел с поста профессора в Готтингене, столицы немецкой математики, и одна из наград, которой он был удостоен, стала для него особенно ценой — он стал почетным гражданином своего родного города. Церемония проходила осенью, когда Немецкое общество немецких ученых и физиков собралось на свою 91-ю конвенцию в Кенигсберге, который играл очень важную и особую роль в интеллектуальной истории Германии — именно здесь жил и всю жизнь работал философ Иммануил Кант.

Давид Гильберт решил прочитать по этому случаю большую лекцию по случаю получения этого звания — лекцию, в которой он смог бы провести связь с Кантом, одним из самых великих философов современности — а, возможно, и самым великим. В работе под названием «Naturerkennen und Logik» он высказал прямую, хотя и вежливо сформулированную критику величайшего сына Кенигсберга.

В конце 1700 годов Кант осознал, что человеческое знание базируется на определенном количестве предпосылок, которые предшествуют опыту. Мы можем познавать мир только потому, что наше знание базируется на серии концепций и категорий, таких, как время и пространство, которые сами по себе не могут быть познаны. Мы смотрим на мир через очень специфические рамки, которые мы не можем подвергать сомнениям, так как они сами по себе составляют предпосылку для того, чтобы мы вообще были в состоянии видеть. Кант говорит об априори в знаниях, концепциях и категориях, которые являются предвзятым и необходимым условием для любого понимания.

С этим не согласился Гильберт. «Кант сильно переоценивал роль и размеры априори, — отмечал он по этому поводу. — Теория априори Канта содержит антропоморфический шлак, от которого нужно освободиться. После того, как мы от этого избавимся, останется только то априорное знание, которое является основой чистого математического знания».

Другими словами, его проект заключался в том, чтобы закрепить математику несколькими логическими математическими принципами, из которых все остальное может быть окончательно доказано. Это значило, что логика сможет объяснить большинство из того, что исходит из человеческой интуиции — следовательно, не будет необходимости в априорных знаниях Канта — вещах в нашем понимании, которые не могут найти рационального объяснения. И в окончательном анализе объяснение понимания будет основано на факте, что мы то, что мы есть и мы воспринимаем мир так, как мы это делаем. Гильберт хотел отойти от этого нелогичного априорного знания. Он хотел получить полностью прозрачное объяснение наших знаний.

В 1800-х годах французский философ Огюст Конт стал основоположником позитивизма — философской школы, которая говорит, что нам нужно ограничиться только знанием, которое имеет позитивное подкрепление — то есть может быть получено через опыт или путем логических, или математических доказательств. Все остальное ненаучно. Конт серьезно критиковал Канта.

Но по мнению Гильберта, позитивизм продвинулся не слишком далеко. Он выразил свое мнение по поводу Конта и его обсуждения проблемы нерешаемых задач (что является проблемой для любой философии, которая принимает только знание, правильность которого может быть доказана). Гильберт утверждал: «В попытках дать пример нерешаемой задачи философ Конт однажды сказал, что науке никогда не удастся установить секрет химического состава тел Вселенной. Через несколько лет эта проблема была решена… Истинная причина, почему, по моему мнению, Конт не мог найти нерешаемую задачу, состоит в том факте, что такой вещи, как нерешаемые задачи, не существует».

Нет предела познанию — все может быть понято, и однажды все будет понято. Мы должны знать. Мы будем знать.

В тот день Гильберт пришел на местную радиостанцию. Два кенигсбергских математика позаботились о том, чтобы свои заключения он мог повторить в студии, а его слова могли попасть в эфир и быть записаны для потомства.

Констанс Райд, которая написала хорошую биографию Гильберта, отмечает: «Его последние слова, произнесенные в микрофон, были твердыми и уверенными: «Мы должны знать. Мы будем знать». Когда он поднял глаза от бумаги и техник выключил запись, он засмеялся. Запись, которая была сделана по время последней части его речи в Кенигсберге, все еще существует. И в конце, если слушать очень внимательно, можно услышать, как Гильберт смеется».

Но Гильберт не знал, что в числе слушателей этого обращения был никому не известный 24-летний математик их Вены, который двумя днями ранее, 7 сентября 1930 года в первый раз, скорее всего, без всякой задней мысли в том же самом Кенигсберге рассказал своим друзьям-математикам о сделанном им открытии — открытии, которое было основано на программе Гильберта об установлении основ математики. Но это открытие полностью разрушало эту программу.

Этим молодым человеком был Курт Гедель. Его упоминание об этом открытии прошло практически незамеченным среди его коллег. Он сделал его на семинаре по эпистемологии науки, который посещали многие великие математики тех дней. Однако важность этого открытия дошла до них только после того, как его теорема была опубликована.

17 ноября Гедель представил статью, в которой содержались сделанные им доказательства, в журнал «Monatshefte fur Mathematik und Physik». Она была опубликована в январе 1931 года, но в рождественский сочельник 1930 года ассистент Геделя Пол Бернейс написал Геделю с просьбой предоставить ему копию для печати. Когда Бернейс рассказал Гильберту о работе Геделя, Гильберт «несколько рассердился». Но он высоко показал себя и как человек, и как ученый в 1939 году, вместе с Бернейсом расширив работу Геделя и добавив в нее несколько важных технических деталей.

На могильном камне Гильберта в Геттингене высечены слова: «Мы должны знать. Мы будем знать». Но он прожил достаточно долго, чтобы понять: на самом деле нам это никогда не удастся.

В 1910-13 годах британский философ и математик Бертран Рассел и математик А.Н. Вайтхед опубликовали работу «Principia mathematica», которая была призвана вывести все математические теории из законов логики. Готовя эту работу, Рассел обнаружил то, что сегодня известно как «парадокс Рассела», который во всех отношениях испортил их общий проект. Выяснилось, что математике свойственны неотъемлемые противоречия: парадоксы появляются в системах, которые во всем остальном являются вполне логичными. Проблемы начались тогда, когда математические величины начали соотноситься сами с собой. Но Рассел считал, что с этой проблемой можно справиться. И очевидно, было найдено красивое техническое решение.

Статья Геделя, написанная в январе 1931 года, носила название «О формально неразрешимых утверждениях в «Principia mathematica» и сходных системах». Другими словами, свое осознание Гедель напрямую связывает с работами Рассела и Вайтхеда.

Бертран Рассел был человеком широких интеллектуальных способностей. Он стал одним из доминирующих философов 20 века, занимаясь почти всеми философскими дисциплинами (и в течение своей жизни принимая очень различные философские позиции). Когда он, как ему казалось, решил все фундаментальные задачи в «Principia mathematica», он оставил математическую логику.

В 1963 году он писал: «Прошло уже 50 лет с тех пор, как я серьезно работал над математической логикой, — и практически единственная работа, которую я с тех пор прочел — это работа Геделя. Я, конечно, понял, что работа Геделя имеет фундаментальное значение — но она меня озадачила. Она заставила меня порадоваться тому, что я больше не занимаюсь математической логикой».

Тем не менее именно благодаря работе Геделя тема столетия действительно начала разворачиваться.

«Я лгу». Это утверждение, парадокс лжеца, преследовало европейскую мысль на протяжении тысяч лет. Если оно истинно, то оно ошибочно — и наоборот. Лжец, который говорит, что он лжет, должен говорить правду: если он лжет, то, когда он говорит, что лжет, на самом деле не лжет.

Существует множество более техничных версии этого парадокса, но смысл у них один: при соотнесении с самим собой возникают сложности. Это касается случаев, когда человек утверждает, что он лжет, а также случаев, когда человек говорит очень кратко. Такие парадоксы отвратительны. Один из них известен как «антиномия Ричарда» и касается он теории множеств.

Гедель уничтожил надежду математической логики изучить утверждения, напоминающие подобные парадоксы — или антиномии, как их предпочитают называть философы. Одно из очень немногих нематематических предложений в его работе 1931 года гласит: «Аналогия этого аргумента с антиномией Ричарда бросается в глаза. Он также тесно связан и с «Лжецом».

Оригинальная идея Геделя заключалась в том, чтобы принять утверждение «Я не могу быть доказан». Если это верно, мы не можем это доказать. Если это неверно, то мы можем это доказать — то есть мы доказали правильность чего-то, что не является правильным. Утверждение может быть верным тогда и только тогда, когда оно не может быть доказано.

Для математической логики это было не очень хорошо — но не потому, что это было парадоксом, противоречием. Проблема скорее заключалась в том, что утверждение «Я не доказуем» верно. Оно значит, что существует истина, которую мы не можем доказать. Существуют истины, к которым мы не можем прийти путем математических или логических доказательств.

Это неформальная версия доказательства Геделя — даже учитывая, конечно, что изначально оно было выражено в значительно менее строгой версии и менее формальных терминах. Гедель показал, что утверждения могут быть закодированы в виде чисел. Следовательно, он перевел проблему с утверждениями, которые опираются сами на себя, в числа, которые «опираются сами на себя».

Это простая, но очень глубокая идея. И она ведет к пониманию того, что логическая система никогда не сможет доказать свою последовательность. Истина или правильность логической структуры или языка никогда не может быть доказана изнутри. Вам нужно находиться вне системы и сказать: «Она последовательна. Она цельная». Последовательность и свобода от противоречий никогда не могут быть доказаны изнутри системы.

Математик Эндрю Ходжес выразил это так: «Особое утверждение Геделя заключалось в том, что так как это невозможно доказать, то в определенном смысле это правда. Но чтобы сказать, что это «правда», необходим наблюдатель, который мог бы взглянуть на систему со стороны. Это невозможно показать, работая внутри аксиоматической системы».

Логика не может обойтись без человека.

«Люди часто воспринимают теорему Геделя как нечто негативное», — писал британский математик Роджер Пенроуз в 1988 году. Осознание Геделя обычно воспринимается как знак всего, чего не может сделать человек. Или, как об этом пишет датская философская литература, она воспринимается как аксиома бессилия. И на самом деле, доказательство Геделя является также и доказательством бессилия. Но не бессилия человека — а бессилия логики.

Мы никогда не сможем избежать необходимости в собственной силе суждений. Гедель доказал, что люди знают больше, чем они могут узнать оттуда, откуда получают знания. Способность понимания сути достигает гораздо большего, нежели любое логическое построение. Теорема Геделя является беспрецедентным вкладом в креативность человеческого мозга.

Но исторические обстоятельства сложились так, что открытие Геделя напоминало о заключениях предыдущей эпохи больше, чем знаменовало собой открытие новой.

Программа Гильберта была не более чем математическим выражением самонадеянности, которая влияла на философию науки на рубеже столетия. Позитивизм Конта осуждал любое знание, которое невозможно получить на основании опыта или логической дедукции. В Вене 20-х годов прошлого века эта философия была усовершенствована и отточена до направления, которое известно, как логический позитивизм. Круг философов и математиков отточили требования позитивизма до требования, что мы должны иметь возможность проверить знание, прежде чем принимать его на веру. Мы должны иметь возможность доказать, что оно верно.

Следствием этого усовершенствования стала смерть позитивизма. Выяснилось, что он противоречил с тем, как естественные науки использовали индукцию, при которой общее знание может быть получено из серии наблюдений. В конце концов никто никогда не знает, нарушит ли следующее явление, которое мы наблюдаем, закон, который только недавно стал известен.

Подобный крах позитивизма не вызвал удивления у Геделя, который посещал встречи в венском кругу: вся его математическая философия была вдохновлена Кантом, который подчёркивал, что мы не можем доказать все, что знаем, но должны принять: оно базируется на основаниях, которые не могут быть доказаны — априорных категориях.

Но Гедель был не просто оппонентом позитивизма. Он был платонистом. Его взгляды на математические числа были частично заимствованы от греческого философа, который вывел философию идей около 400 года до н. э. Идея Платона заключалась в том, что за воспринимаемой нами с помощью органов чувств реальностью лежит еще более реальная реальность, состоящая из фундаментальных принципов, идей, для которых реальность, которую мы воспринимаем, является не более чем подобием. Но эта реальность существует, осознаем мы это или нет.

Эта точка зрения существенно контрастировала с мнением большинства математиков в начале 20 века (но сегодня она получила гораздо более широкое распространение). Давид Гильберт полагал, что математика является своеобразной игрой, которая доказывает свою правильность через формальную последовательность. Бертран Рассел воспринимал математику просто как один из видов прикладной логики. Другие, к примеру, датчанин Лютцен Брауэр, полагали, что математические величины представляли собой усовершенствованную человеческую практику — то есть нашу интуицию.

Но Гедель полагал, что реальность этих величин не имеет ничего общего с тем, можем ли мы доказать их последовательность или то, что они могут быть доказаны логически или применены на практике. Целые числа или другие математические величины существовали «там» задолго до того, как мы осознали их существование.

Эти взгляды Гедель сохранял с середины 20-х годов и на протяжении 30-х годов, когда он получал глубокие результаты в математической логике — один за другим. Он полагал, что эти взгляды являются жизненно важными для его научных достижений. Однако он их не обсуждал. Он не публиковал свои философские воззрения, даже несмотря на то, что философия являлась одним из главных интересов его жизни. Только в 1944 году его взгляды получили широкую огласку — в юбилейном сборнике статей в честь Бертрана Рассела. Математик и философ Соломон Феферман говорил о его статье так: «Гильберт умер в 1943 году, за год до того, как появился Гедель».

«В процессе подготовки вступительной главы по Геделю для предстоящего полного издания его работ я был поражен огромным контрастом, — писал Феферман, главный редактор Собрания работ Геделя, — между глубокими платоновскими убеждениями, которые Гедель сохранял относительно объективных основ математики и особой осторожностью, которую он проявлял в раскрытии этих убеждений».

Можно задать вопрос, чего стоило ему это молчание. Гедель не делился с людьми источником своих озарений. Он напрямую не раскрывал своих верований о мире. Он говорил другим только то, что мог доказать.

Гедель вел очень одинокую жизнь, доверял очень немногим людям и несколько раз лечился в санаториях по поводу депрессии и переутомления. Он был сдержанным и подозрительным — не до такой степени, чтобы это обеспокоило докторов — несмотря на то, что был озабочен своим здоровьем. Его депрессия усугублялась и в 70-е годы превратилась в паранойю с ее классическим синдромом страха отравления. В 1977 году ситуация стала критической — его жена попала в больницу и больше не могла за ним ухаживать. Он не открывал дверь медицинскому персоналу и 14 января 1978 умер. Его тело нашли в позе эмбриона. «Недоедание и истощение», которые стали результатом «нарушений психики» — такой была официальная причина смерти.

Он внес самый большой вклад в то, чтобы человеческий мозг вышел за пределы формально доказуемого, который когда-либо появлялся в области логического мышления. Но это воспринималось как утверждение бессилия, техническая особенность — с исторической точки зрения — локализованное восстание против чрезмерной веры в науку.

Сам Курт Гедель признавал следующую формулировку, которая пришла к нам от математического логика Хао Ванга: «В философии Геделю так и не удалось найти то, что он искал: новый взгляд на мир, его базовые составляющие и правила, по которым они складываются. Несколько философов, особенно Платон и Декарт, утверждают, что в определенные моменты жизни у них возникал интуитивный взгляд на подобные вещи, отличный от нашего повседневного взгляда на мир».

Безусловно, у Геделя тоже были подобные откровения. Но он не осмеливался их обсуждать. Он осмеливался открывать нам только те из них, которые мог однозначно толковать. Он осмеливался делиться своими откровениями только в том виде, какими они представали снаружи — с точки зрения всего остального общества.

Чудо математики состоит в том, что этого было достаточно, чтобы и другие могли увидеть свет.

Весной 1935 года 22-летний Алан Тьюринг, который только что закончил докторат, посещал лекции, которые проводил математик М.Х.А. Ньюман в Кембридже, Англия. Предметом лекций были фундаментальные задачи математики. Отправная точка — программа Гильберта. На лекциях говорилось, что Гедель ясно и четко показал: центральные элементы программы Гильберта не выдерживают критики. Но оставался один вопрос, который не удалось решить Геделю: так называемая проблема разрешимости — Entscheidungsproblem.

Эта самая Entscheidungsproblem рассматривается по-другому: если у нас есть математическая система, которая говорит о частном предположении — можем ли мы решить, возможно ли вывести это предположение из системы? Гедель показал, что в любой закрытой системе возникнут вопросы, на которые не будет ответов — правдивые утверждения, которые не могут быть выведены. И это было критично, так как показывало, что мечта раз и навсегда уладить все в математике является недостижимой.

Проблема решения, может или нет быть выведено то или иное отдельное предположение, на первый взгляд гораздо больше должна занимать инженеров — это проблема, которая затрагивает специфические и конкурентные вопросы. Безусловно, она интересует и математика, но для всех остальных она должна казаться значительно менее важной, чем сама фундаментальная проблема — что мы не в состоянии доказать все.

Но нет. Даже если этот вопрос может показаться скучным — ответ на него определенно таковым не является.

В своих лекциях Ньюман спрашивал, можем ли мы создать своего рода «механический процесс», который был бы применим к математической задаче с целью определить, имеет ли она решение. В сущности, это было как раз то, о чем спрашивал Гильберт: существует ли рецепт, который может нам сказать, способны ли мы вывести специфические следствия из теории? Желательно, чтобы это был способ, который не потребует слишком много воображения и при этом действительно будет механическим — алгоритм, как называют это математики.

«Механический процесс». Алан Тьюринг принял во внимание выражение Ньюмана. Он подумал о машинах — машинах, которые могли бы считать. В 1935 подобные машины уже существовали — но они не представляли особого интереса. И Тьюринг начал рассматривать принцип работы подобных машин: что нужно, чтобы машина могла решить математическую задачу и определить, может ли предположение быть получено из теоретической системы?

Требовалось не так уж много. Тьюринг изобрел простую логическую машину, которая не слишком много умела. Она могла выполнять несколько инструкций: писать, читать и выполнять в своей памяти исправления. Немногим больше, чем обычная печатная машинка.

Но Тьюринг оснастил свою логическую машину бесконечно большой памятью. Он предусмотрел для машины возможность записывать свою деятельность на рулоне бумаги бесконечно долго. Эта бумага могла перемещаться вперед и назад, так что машина — как и печатная машинка — работала на определенном участке в определенный момент времени. Этот бесконечный рулон бумаги — лента — был бесконечным вот почему: на самом деле неважно, насколько точно машина выполняла свои инструкции. Ведь у нее было достаточно памяти и достаточно времени.

Тьюринг понял, что такая простая машина — которая известна сегодня как машина Тьюринга — могла бы на самом деле решить многие задачи Гильберта по дедукции — и как раз потому, что Гедель изобрел элегантный логический маневр, благодаря которому можно было рассматривать любой вид математических конструкций под видом чисел. Это была универсальная машина, способна решить любые арифметические задачи. Любые известные выполнимые вычисления можно было выполнить на машине Тьюринга, которая, следовательно, воплотила принцип счетной машины в ее чистом и обобщенном виде.

Но вскоре Тьюринг понял и кое-что еще: алгоритм может быть написан так, что будет для машины «не пережевываемым» в понятной для нее манере. Были числа, к которым она не могла подобраться. И не потому, что числа были слишком большими — а потому, что алгоритм был слишком непостижим: невозможно было сказать, сможет ли машина справиться с числом, пока операция не была выполнена — а это могло занять бесконечно много времени. Таким образом никто не мог знать, удастся ли ему получить результат в течение конечного периода времени.

Это значит, что Entscheidungsproblem Гильберта была неразрешимой. Мы не можем создать алгоритм, который говорил бы нам, может ли что-либо быть выведено из математической системы.

Это заключение важно само по себе — и к нему одновременно и независимо пришел и другой ученый — американский логик Алонзо Черч.

Но в открытиях Тьюринга есть и еще одна интересная вещь: ему удалось сделать сразу два открытия одновременно, летним днем, лежа на лугу. В своей биографии Алана Тьюринга Эндрю Ходжес описывает это так:

«Алан доказал, что не существует никакой «чудесной машины», которая могла бы разрешать все математические задачи. Но в процессе он открыл кое-что столь же чудесное — идею универсальной машины, которая могла бы взять на себя работу любой машины».

Тьюринг создал теорию машин, которые могли считать. Несколько лет спустя Вторая мировая война привела к тому, что значительные ресурсы были брошены на срочное развитие электронных компьютеров, особенно в Великобритании и США. Британцы пользовались ими, чтобы расшифровать секретные немецкие коды коммуникации. Американцы использовали их, помимо всего прочего, для создания атомной бомбы.

Со времен Второй мировой войны компьютеры стали обычным делом. Уже десятки лет человек увлечен идеей тех бесконечных возможностей, которыми наделили нас компьютеры и которые позволяют нам контролировать мир и следить абсолютно за всем.

Но факт заключается в том, что как только была изобретена концепция и теория вычислительных машин, Алан Тьюринг тут же осознал: мы не можем вычислить все. Человеческий разум оказался в состоянии сформулировать идею об универсальной вычислительной машине в тот самый момент, когда стало ясно: мы не в состоянии вычислить все механически. Существуют вопросы, возможность ответа на которые приходит только тогда, когда эти ответы получены — но не раньше.

Глубина этих отношений может оказаться для нас чуждой. Тезис Черча-Тьюринга просто утверждает, что мы можем вычислить все, что уже было вычислено. Вы можете делать все то, что, как вам известно, вы можете делать. А узнать, можете ли вы это сделать, вы сможете только после того, как уже сделаете!

Сегодня, когда компьютеры стали вездесущими, эта идея более знакома нам как «проблема остановки Тьюринга»: если говорить в целом, можем ли мы определить, когда компьютер закончит определенное вычисление? Ответом будет «нет»: мы не можем знать заранее, когда компьютер закончит вычисление (если, конечно, раньше он этого не делал).

Аналогично мы не можем знать, закончит ли компьютер вычисления вообще — до тех пор, пока он их не закончил. Пока он не закончил, мы не знаем, закончит ли он или будет продолжать работать вечно.

Это, конечно, не касается простых вычислений повседневной жизни — относительно них у нас есть большой опыт. Но мы знаем это только потому, что у нас уже есть подобный опыт. Нет принципиальных универсальных логических правил, которые могли бы сказать нам то, что было бы нам не известно.

Тезис Черча-Тьюринга и проблема остановки Тьюринга говорят нам о том, что мы не можем получить знаний иначе, чем через опыт. Невозможно заранее сказать, что произойдет.

В этом отношении компьютеры сходны с искателями истины и маленькими детьми. Все, что мы можем сделать — это ждать, пока они закричат: «Я закончил!».

«Большинство математиков, возможно, предпочли бы ограничить разглашение информации о текущем статусе математики «членами семьи», — писал в 1980 году Морис Клайн в своем предисловии к книге о том, как математика теряет уверенность. — Если об этих проблемах узнает общественность, это будет так же нехорошо, как распространять сведения о чьих-то проблемах в браке».

И действительно, в течение многих последних лет прошло несколько волн кризиса. Последовательность этих событий подытожил Руди Рукер в своей книге, опубликованной в 1987 году: «Теорема Геделя показывает, что человеческая мысль является более сложной и менее механической, нежели мы могли ранее полагать. Но после первоначального волнения 30-х годов результат свелся к небольшому количеству технической математики. Теорема Геделя стала частной собственностью представителей математической логики, и многие из этих академиков впадают в высокомерие при любом предположении о том, что эта теорема может иметь какое-то значение для реального мира».

Философы тоже не слишком преуспели, хотя в начале 30-х годов польский философ Альфред Тарский действительно представил сходные с Геделем аргументы, демонстрирующие, что мы никогда не сможем вывести истины из системы, находясь внутри нее.

Но теорема Геделя все же стала широко известной, и не в последнюю очередь потому, что в 1979 году американский ученый-компьютерщик Дуглас Хофстадтер опубликовал очень красивую, очень сложную и очень знаменитую книгу «Godel, Escher, Bach и Kомпания», в которой он указывает на духовное родство Иоганна Себастьяна Баха (1685–1750), чью музыку современники находили чересчур «математической», графического художника Мориса Эшера (1898–1972), до сих пор не вполне признанного коллегами, и Курта Геделя (1906–1978), информация о котором только сейчас распространяется в широких кругах.

Существовала и другая причина, почему мир начал замечать Геделя: стало ясно, что феномен, на который он указал, не был ограничен только странными парадоксами древних греков. Недоказуемость и неразрешимость являются фундаментальными характеристиками нашего мира.

Дальнейшее развитие теоремы Геделя в 60-е годы шло под различными названиями — теория алгоритмической информации, алгоритмическая степень интеграции, алгоритмическая случайность. Но какое бы название мы ни выбрали, отцов-основателей этого направления было три: Рэй Соломонофф, Андрей Холмогоров и Грегори Чаитин.

Сложно? На самом деле все не так сложно, как кажется. На самом деле с помощью этой теории можно гораздо проще выразить то, что открыли Гедель и его последователи. Она дает нам разумное определение того, чем на самом деле является случайность — а это важно, так как это дает нам намек на то, что такое порядок.

Отправной точкой здесь являются числа. Что такое случайное число? Так как все три эти джентльмена были математиками, у них была склонность к бинарным числам — то есть числам, которые состоят только из нулей и единиц: 010110100110 …

Такие числа сложно воспринимать визуально — но если перед ними поставить запятую, то они будут выглядеть как старые добрые десятичные дроби: 0.10110100110. Является ли это число случайным? На самом деле мы просто записали серию случайных двоичных цифр. Но была ли это просто случайность?

Мы могли с таким же успехом 12 раз бросить монетку, обозначив «орла» как 1 и «решку» как 0. В этом случае, конечно, число было бы случайным? Можем попробовать: 100010000111 — нет, никакого обмана: мы бросили монетку 12 раз. Но если мы сделаем это еще раз, число, конечно, будет другим: 110011010000.

Конечно, можно было сделать и что-то совсем другое. К примеру, можно было устроить проверку нашего знания бинарных номеров, написав, допустим, 0.010101010101.

Вот это уже не кажется случайным — это последовательность 01. Такую последовательность можно было выразить проще: 0 точка 6 раз 01. Но на самом деле этот пример довольно хитрый, так как выразить данное число можно даже более кратко: это бинарное представление 1/3.

Смысл заключается в том, что определенные числа могут быть представлены в гораздо более краткой форме. К примеру, 111111111111111111 можно записать как «18 раз единица».

Если использовать десятичную систему, 0.42857142857 можно записать как 3/7, а 1234567891011121314151617181920 как «последовательность цифр от 1 до 20».

Но могут ли последовательности, которые мы получаем, бросая монетку, также быть записаны в краткой форме? Нет, не могут. Ведь они в сущности являются информацией о 12 последовательных событиях, полностью независимых друг от друга. Не существует системы, которая могла бы определить, появится ли в следующей позиции 0 или 1. Да, мы вполне можем ожидать, что много раз выпадут нули или единицы, а вся последовательность при этом будет состоять примерно из одинакового количества тех и других, так как мы ожидаем выпадения «орлов» и «решек» с примерно одинаковой вероятностью. Однако порядок их будет произвольным. В нем не будет системы.

Конечно, мы можем подбросить монетку 12 раз и получить последовательность 010101010101, которая может быть выражена очень кратко — но это не будет происходить слишком часто. На самом деле примерно можно подсчитать, что нам для этого придется подбрасывать монетку тысячи раз, прежде чем мы сможем получить эту последовательность (и любую другую специфическую последовательность). Не стоит принимать это во внимание.

Таким образом, случайные числа нельзя описать более кратко. Но другие — можно, к примеру, 0.42857142857 может быть записано как 3/7.

Таким образом, различия между случайными и упорядоченными числами может быть выражено так: случайные числа — это числа, которые нельзя описать более коротким образом, а упорядоченные — можно. Именно это мы и подразумеваем под порядком.

Теория этих трех джентльменов гласит, что таким образом мы получаем очень хорошую теорию порядка и случайности. Случайность — это то, что не может быть выражено более кратко в виде алгоритма. Случайные числа — это числа, которые нельзя выразить короче, чем они есть.

Противоположный случай — упорядоченные числа. «3/7» — это правило арифметики, алгоритм, который говорит нам, как получить последовательность 0.42857142857 (если мы согласимся иметь дело только с первыми 12 цифрами). Таким образом, эта последовательность является менее случайной, чем 0.32857142877, где изменены две цифры и, вероятно, получилось число, которое не может быть выражено простой дробью.

Но можем ли мы быть уверены? Кто сказал, что 0.35657142877 не является некоей простой дробью — ведь, возможно, мы просто в спешке это просмотрели?

Возможно, найдется читатель, который найдет алгоритм для последовательности 0.35657142877, который будет короче, чем сама последовательность. Если это произойдет, будет доказано, что последовательность не является случайной. Но до тех пор мы можем предполагать, что она таковой является.

Тем не менее никто не знает, что именно может предпринять хитрый читатель: и в определенном смысле именно это и доказал Гедель.

Мы не можем установить одно общее правило, которое будет говорить нам, как установить, является ли число случайным или нет — может ли оно быть выражено более коротко или нет. Это есть прямое следствие открытия Геделя. Это теорема Геделя — именно то, что он доказал.

Мы знаем, что число может быть выражено в более краткой форме, только тогда, когда понимаем, что это возможно. До тех пор мы не можем этого утверждать.

Случайных чисел больше, чем упорядоченных. Большинство чисел невозможно представить в более коротком виде, нежели они уже есть. Это можно понять интуитивно благодаря способу, по которому мы (возможно) создаем случайные числа: мы просто смотрим на упорядоченное число 3/7), записываем его в десятичной форме — и меняем две цифры. Результат (предположительно) будет представлять собой случайное число. Но мы можем изменить и две другие цифры, или поменять уже измененные цифры на другие. Результат (предположительно) тоже будет случайным числом. (Важно, что алгоритм, описывающий способ создания «беспорядочных» номеров, не может быть выражен более кратко, нежели само число — иначе все пойдет насмарку. Число 0.32857142877 может быть представлено как 3/7 — 0.1 + 2 X 10~10 — это почти короче, чем само число, которое в этом случае точно не будет случайным).

Есть возможность доказать, что число не является случайным, так как оно может быть описано в более коротком виде — другими словами, в виде алгоритма. Но невозможно сказать, что число не может быть описано более кратко.

Это и есть открытие Геделя: мы можем сказать, что такое порядок, когда его увидим. Но мы не можем сказать, что это не является порядком только потому, что мы его не видим — и никакие математики, логика или компьютер не смогут нам в этом помочь.

Порядок есть порядок. Остальное остается неопределенным.

Безусловно, три джентльмена расширили эти идеи. Самый короткий путь описания серии цифр также может быть выражен в виде самой короткой инструкции, которую мы можем дать машине для распечатывания этого номера. В ситуации со случайным числом нам придется сказать машине всю последовательность, в то время как числа вида 0.42857142857 могут вводиться более кратко — как s/t.

Идея, таким образом, заключается в определении алгоритмического информационного контента серии чисел как самого короткого алгоритма, который заставит машину Тьюринга распечатать эту последовательность. Эта концепция известна также как алгоритмическая степень интеграции или алгоритмическая случайность.

Но — можем возразить мы — это значит, что случайные числа содержат больше информации, чем упорядоченные. И это действительно так. Информационное содержание выражается тем, насколько сложной является передача сообщения. Более длинный разговор по телефону потребуется для описания результата подбрасывания 12 раз, чем числа 3/7, так как случайное — это то, что не может быть сказано короче.

Информация ассоциируется с энтропией — мерой термодинамического беспорядка. Макросостояние «12 бросков монеты» соотносится с большим количеством микросостояний (бинарные цифры), чем макросостояние «3/7». В 12 бросках содержится больше информации.

Информация — это мера случайности, так как случайность — это мера беспорядка: того, что сложно описать.

Информация — это мера того, какая неожиданность нас ожидает: в беспорядке больше неожиданностей, чем в порядке. На самом деле именно это мы и подразумеваем под порядком: нечто, что не может нас удивить, так как оно упорядочено.

Странность определения информации, данного Шенноном, становится теперь более постижимой: информация может быть определена только тогда, когда мы знаем ее содержание, когда мы можем сказать, о каких макросостояниях и микросостояниях мы ведем речь. Информация может быть определена только тогда, когда мы объясняем, что мы имеем в виду под порядком.

Теорема Геделя говорит нам о том, что мы никогда не сможем знать, есть ли порядок в случайности — порядок, который мы просто пока не увидели. Чтобы установить, сколько информации содержится в беспорядке, нам сначала необходимо знать, сколько порядка уже обнаружено в этом беспорядке. Мы не можем определить информацию до тех пор, пока мы не узнаем, какой порядок обнаружил получатель информации. Информацию нельзя установить без знания ее содержания. И не потому, что с нашим понятием информации что-то не так, а потому, что понятие порядка и случайности обязательно включает в себя элемент субъективности.

Каждый из этих трех джентльменов создал теорию алгоритмической информации независимо друг от друга. Андрей Холмогоров, один из величайших математиков столетия, работал в Москве; Реймонд Соломонофф — в Кембридже, Массачусетс, а Грегори Чаитин — в Нью-Йорке. Грегори Чаитину удалось дальше всего продвинуться в этой теории. В 60-е годы прошлого века, когда родилась эта теория, Чаитин учился в Городском университете Нью-Йорка. В настоящее время он работает в IВМ Laboratories в Йорктаун Хайс около Нью-Йорка (там, где работают Рольф Ландауэр и Чарльз Беннетт).

Чаитин доказал, что открытия Геделя естественны и легки для понимания: Гедель показал, что любая формальная система, состоящая из конечной серии постулатов или аксиом, всегда будет содержать неполные утверждения. Подобную систему невозможно полностью изучить изнутри. Мы никогда не сможем ее полностью постичь, если ограничим себя формальными методами доказательства.

«Теорему Геделя можно продемонстрировать с помощью аргументов, которые будут иметь информационно-теоретический привкус, — пишет Чаитин. — В подобном подходе можно утверждать, что если теорема содержит больше информации, чем данный набор аксиом, то ее невозможно вывести из этих аксиом. Это составляет контраст с традиционным доказательством, которое базируется на парадоксе лжеца. Эта новая точка зрения предполагает, что феномен неполноты, открытый Геделем, является скорее естественным и широко распространенным, нежели необычным и патологическим».

Но Чаитин также вывел свою теорему как продолжение теоремы Геделя. Он начал с задачи остановки Тьюринга — можем ли мы знать, когда остановится компьютер, решив задачу? Ответ таков: мы узнаем только тогда, когда он остановится.

Чаитин задался вопросом: какова была вероятность, что машина Тьюринга, которой дана в высшей степени случайная программа, остановится, так как она нашла решение? Он доказал, что возможность эта не обнаруживаема. Мы не можем ее подсчитать. Это число под названием Омега. Оно находится где-то между 0 и 1. Но мы никогда не сможем его узнать.

Чаитин доказал: это значит, что сама теория целых чисел должна быть пронизана случайностями. Теорию чисел нельзя описать, не вводя в картину случайные элементы.

В 1988 году британский математик Иан Стюарт, которого можно с уверенностью считать самым знающим комментатором современной математической науки, писал в журнале «Nature»: «Для основ математики и даже до философии применительно к науке это столетие оказалось столетием разбитых иллюзий. Одно удобное предположение за другим разлетались вдребезги в лицо математикам. Предположение о том, что формальная структура арифметики является точной и постоянной, оказалось бомбой замедленного действия — а Чаитин только привел в действие детонатор».

Позже в том же году Чаитин написал в «Scientific American»: «Какое влияние на математику могли оказать неполнота теоремы Геделя, проблема остановки Тьюринга и моя собственная работа? Смысл в том, что большинство математиков предпочитают не обращать внимания на эти результаты. Конечно, они согласны с принципом того, что любой конечный набор аксиом не является полным — но на практике они исключают этот факт, как не оказывающий непосредственного влияния на их работу. К сожалению, однако, иногда он все же влияет. Несмотря на то, что оригинальная теорема Геделя, судя по всему, применима только к необычным математическим утверждениям, которые не представляют особого практического интереса, алгоритмическая информационная теория показала, что неполнота и случайность являются естественными и повсеместно распространенными».

Математика, судя по всему, слишком важна, чтобы оставить ее только математикам.

Чаитин согласился бы с этим. «Тот факт, что многие математические задачи оставались нерешенными сотни и даже тысячи лет, только подтверждает мое утверждение.

Математики стойко предполагают, что невозможность решения этих проблем заключается только в них самих — но не может ли быть так, что проблема заключается не только в неполноте их аксиом?» Он добавляет: «Это может казаться большинству математиков нелепым предположением — но для физика и биолога оно не будет столь уж абсурдным».

«Это вопрос, который поистине достоин Уотергейта: что знает демон Максвелла — и когда он это знает?» — с большим энтузиазмом сказал Войцех Зурек в своем вступительном обращении на семинаре по степени интеграции, энтропии и информационной физике в Институте Санта Фе в 1990 году.

Идея Зурека была довольно хороша, как он объяснил на первой встрече группы двумя годами ранее. Его обращение называлось «Алгоритмический информационный контент, тезис Черча-Тьюринга, физическая энтропия и демон Максвелла». Его идея соединяла воедино эти до того времени несоединимые области физики и математики.

В числе слушателей были Ландауэр и Беннетт. Зурек процитировал их решение задачи демона Максвелла — решение, которое указывало, что проблемой демона было забывание того, что он узнал: как только он узнал, где находятся все молекулы в контейнере и как они движутся. В направлении самых быстрых из них в одну камеру, он, конечно, преуспел — но теперь ему придется очень много забыть. Проблема заключалась не в том, как думали Сцилард и позже Бриллоун, чтобы узнать, где находятся молекулы. Проблема заключалась в том знании, которое приобретает демон. Ландауэр доказал: чтобы избавиться от этой информации, придется платить; Беннетт доказал, что цена этого искупает второй закон термодинамики. Демон не сможет обеспечить энергию для вечного двигателя.

Но затем Зуреку пришла идея: а что, если демон настолько умен, что сможет сжимать свое знание? Что, если он сможет описать движение молекул в очень краткой форме, так что очистка его памяти не будет обходиться слишком дорого? Если бы он мог помнить, к примеру, что все более быстрые молекулы имеют определенное расположение (на дне контейнера), это описание бы не требовало слишком большого количества бит — а затем он мог бы это забыть? Смог ли бы этот интеллектуальный демон создать вечный двигатель и нарушить наше видение мира?

С большим удовольствием Зурек описал, как ему удалось решить эту задачу: существуют пределы того, насколько умным может быть демон. Физические пределы. Он не сможет описать схему движения молекул способом, который был бы менее сложным, чем само это движение — а физические законы дают нам минимальный уровень сложности, который применим к вещам.

Конечно, для того, чтобы описать ситуацию, при которой все молекулы собираются в левой части контейнера, много бит не потребуется. Но с физической точки зрения такая ситуация крайне маловероятна — это как раз такая ситуация, которую демон попытается применить в своей умной попытке выиграть.

Следовательно, демону придется принять во внимание тот факт, что в скоплении молекул, которое находится в равновесии, всегда наблюдается беспорядок — и описание его не может быть более коротким, чем этот беспорядок. Нарушения равновесия возможны — но они редки и ничего не будут значить в долгосрочной перспективе.

Таким образом Зурек перевел физический беспорядок в категорию описания. Ключом к этой операции, как было доказано, является алгоритмическая теория информации, так как огромное скопление молекул может быть описано очень длиной цепью цифр. Они появляются в результате того, что все молекулы измеряются и взвешиваются с головы до пят: результат — серия чисел.

Сложность этих чисел должна отражать сложность описания состояния молекул. Как раз потому, что мы имеем дело со случайным движением тепла, числа, которые будут описывать молекулярное движение, будут включать в себя большой элемент случайности. Основная характеристика подобной случайности заключается в том, что она не может быть описана произвольно кратко.

И Зурек использовал алгоритмическую информационную теорию, чтобы перевести физическую случайность в самое короткое описание. Это дало ему меру того, сколько информации демону придется отбросить чтобы «сохранить холодную голову».

Эту меру можно сравнить с работой, которую удастся выполнить демону, имеющему такое описание. Если второй закон работает, случайность в движении молекул найдет свое отражение и в случайности описания, что сделает его достаточно длинным и в результате выгода окажется меньше, чем стоимость.

Зурек обнаружил, что второй закон может спасти одна особая теорема информационной теории — неравенство Крафта. «Успех умного демона Максвелла исключается как следствие теоремы, которая была предложена через столетие после второго закона в совершенно другом контексте — в составе теории коммуникации!» — нетерпеливо объяснял Зурек.

Пока аудитория перешептывалась и аплодировала этому замечательному примеру связи между совершенно разными областями исследования и получала удовольствие от этого открытия, Зурек начал пересказывать лекцию, которую он прочитал несколькими месяцами ранее и в которой поделился своим триумфом в аудитории одного американского университета.

«А потом кто-то задал мне один из тех вопросов, на которые никогда не знаешь, как отвечать. Очень умный вопрос», — сказал Зурек и с юмором посмотрел на физика, который до этого все утро спрашивал, с чего бы это его машине интересоваться энтропией, когда она является всего лишь субъективным понятием.

Аудитория быстро поняла, что этот вопрос задал не кто иной как Уильям Унру из Ванкувера. Уилл Унру принадлежит к великолепной плеяде физиков, которых лучше всего можно описать словами «проницательная развязность» — герр Варум, мистер «Почему», как называли Геделя в школе. На данной встрече эту роль играл мистер Унру.

«Он спросил меня, что произойдет, если демон окажется настолько умным, что начнет измерять только молекулы, измерение которых окупится, — сказал Зурек, — а про остальные просто забудет».

Хоть Билл Унру и спросил, но в тот момент Зурек не ответил, так как ответ не пришел ему в голову.

Но в Санта Фе ответ на этот вопрос был у него уже готов. Детальный анализ логических последствий показал, что он был очень прост. Демон, конечно, должен был забыть обо всех тех молекулах, помнить о которых было бы нерентабельно.

Но вот само забывание, как объяснил Зурек, имеет свою цену. «Это верно!», — согласилась аудитория, немного посмеявшись над Унру, который в последние годы задал столько вопросов, многие из которых были весьма хорошими, что спокойно мог жить с осознанием того, что в конечном итоге большинство из этих вопросов оказались глупыми.

Вопрос Уилла Унру доказывает, что аргумент можно рассматривать и наоборот: иногда, очень-очень редко, демон может оказаться в контейнере, где все молекулы собрались слева. Эта ситуация настолько же невозможна с физической точки зрения, насколько легко описываема: 1 бит. Тяжело найти, легко забыть: нет «плохих» молекул, о которых нужно помнить. Но когда демон сталкивается с такой ситуацией (не создавая ее сам), он может извлечь из нее работу. В противном случае с информационно-теоретическим анализом возникает проблема. Физик Чарльтон Кейвз описывает это так: «Иногда демон выигрывает — но не в долгосрочной перспективе».

Работа Зурека стала триумфом не только для Зурека, но и для всего собрания. Люди собрались для того, чтобы услышать описание физики в рамках информации. Идея, конечно, не нова — еще со времен теории информации Шеннона в 1948 году люди пытаются практически все объяснить в рамках информации.

Новым стало то, что теперь было похоже — они куда-то пришли, как будто алгоритмическая информационная теория внезапно сделала возможной соединить физическую энтропию с информацией описания, как будто беспорядок и случайность могли быть поняты физикой, которая в основном сосредоточена на правилах и порядке.

Демон Максвелла действительно оказался ключом. Изучение этого хитрого маленького интригана оказалось наиболее полезным для понимания этих новых идей.

Ученым удалось создать «вычислительный аналог второго закона термодинамики», как Зурек нескромно сформулировал это в «Nature». Физическую энтропию можно понимать, как беспорядок, который можно объяснить через алгоритмическую информационную теорию. Плюс, конечно, невежество, которого у нас всегда в избытке. Сама безотзывность отсеивания информации решила эту задачу: «Я продемонстрировал, что второй закон термодинамики находится в безопасности даже от «интеллектуальных существ», пока их способность обрабатывать информацию поддается тем же законам, по которым работают универсальные машины Тьюринга… Теорема остановки Тьюринга подразумевает, что информация, которая необходима для работы с максимальной эффективностью, может быть защищена только посредством бесконечно длинных вычислений. Неразрешимость Геделя можно назвать дополнительным источником рассеивания».

Демон Максвелла не был изгнан. Он больше не угрожает второму закону, но вместо вредного демона он превратился в настоящего друга, в доказательство глубокого родства в нашем мире, о молекулярных составляющих которого мы не хотим знать — а, следовательно, никогда и не будем. Мы лучше будем просто ощущать тепло.

Если бы мир можно было исчерпывающе описать как произвольно короткое число алгоритмов, с демоном Максвелла возникла бы проблема. Но это невозможно. Древняя мечта ученых о всеобъемлющей теории, формуле мира, по которой можно было бы предсказать что угодно, осталась в прошлом.

Немецкий биолог Бернд-Олаф Купперс говорит об этом так: «… в рамках алгоритмической информационной теории существует строгое математическое доказательство утверждения, что мы никогда не сможем узнать, обладаем ли мы минимальной формулой, с помощью которой могут быть предсказаны все явления реального мира. Полнота научной теории в принципе никогда не может быть доказана».

Мы получаем удовольствие от таких кратких, элегантных построений, как формулы Максвелла для электромагнетизма. Но мы никогда не узнаем, можно ли выразить их еще более кратко — до того дня, когда нам удастся это сделать.

Жизнь всегда останется для нас открытой. Мы никогда не узнаем о том, что ее нельзя выразить еще прекраснее.

Количество красоты в мире увеличивается.

Глава 4. Глубина сложности

«Какое яблоко?» — Сет Ллойд был быстр. Очень быстр. На самом деле ему удалось выдать довольно хорошую практическую шутку.

Физик из Калифорнийского института технологии стоял спиной к затихшей аудитории. Он писал на доске формулы и одновременно объяснял, как ему удастся вывести сущность всех вещей из определения информации.

Был день пятницы 20 апреля 1990 года, и в начале недели Джон Вилер предсказал, что к этому моменту все собравшиеся получат объяснение того, как сложена Вселенная. Конечно, в Институте Санта Фе этого пока не произошло, но многие физики ощущали, что конференция по сложности, энтропии и информационной физике действительно приближалась к чему-то интересному. «Все от бита», — как объяснял это седеющий провидец Джон Вилер, имея в виду вывод теории вещей из теории информации.

Сет Ллойд начал свою лекцию «Логические разногласия» рассказом о яблоке и его самости. «Я хочу попытаться сделать то, что предложил Вилер — и вывести это из бита», — сказал Ллойд и откусил от яблока (игра слов: bit — бит и bite — кусать).

Но вскоре он переключился со своего материального яблока к более теоретическим материям, обернутым в очень длинную серию уравнений, которые Ллойд царапал на доске, а пара дюжин физиков в это время старались не уснуть в конце этого последнего дня недели.

Во время одного из длинных вычислений Ллойда физик Джон Денкер из знаменитой лаборатории AT&T Bell Laboratories смел яблоко с кафедры Ллойда. Оно исчезла. Другой его коллега из Bell Labs Йан Ле Кан ухватился за идею и прервал поток слов Сета Ллойда, все еще вычислявшего. «Как конкретно это понятие относится к самости яблока?» — его вопрос не демонстрировал особой проницательности, но все затаили дыхание, ожидая реакции Ллойда.

Сет Ллойд повернулся к аудитории, чтобы ответить, но он тут же заметил ловушку. «Какое яблоко?» — спросил он, повернулся обратно к доске и продолжил вычисления.

Когда в следующий раз его прервали, на этот раз более серьезным вопросом, он повернулся к аудитории и заметил: «Я отказываюсь отвечать на какие-либо вопросы, пока не получу назад свое яблоко!». Но к этому моменту яблоко снова было на кафедре, а аудитория старалась притвориться, что не имеет понятия, о чем он говорит.

Когда лекция закончилась, начался шум. Дойн Фармер, возглавлявший группу нелинейных исследований в лаборатории Лос Аламос возле Санта Фе, попытался завладеть яблоком Ллойда. «Я очень хочу это яблоко», — прокричал он, но Ллойд не собирался просто так сдаваться. Яблоко раздора завершило свой жизненный путь на полу лекционного зала Института Санта Фе, раздавленное на кусочки.

На этой неделе из бита ничего не было выведено. Но перспективы того, что это будет действительно так, насколько реальны, что ученые уже устроили соревнование: кто решит загадку сложности.

«Сложность занимает огромную территорию, которая простирается между порядком и хаосом», — написал в своей провидческой книге «Сны разума» (1988 г.) физик Хайнц Пагельс. Факт состоит в том, что спектр возможностей, которые предлагают нашей космологии порядок и беспорядок, очень невелик.

Полный беспорядок не представляет интереса. Бардак, не стоящий того, чтобы о нем говорили, так как мы не можем дать ему убедительного описания. Беспорядок говорит сам за себя — и добавить к этому нечего.

Аналогично и полный порядок не представляет большого интереса. Решетка атомов в кристалле, методично организованная схема повторений. Все, что можно сказать о таком порядке, может быть сказано очень быстро и сразу становится тривиальным.

Таким образом, должна существовать третья возможность, которая не будет ни полным порядком, ни полным беспорядком, чем-то, что определенно не будет тривиальным и будет при этом сложным, но не хаотичным: сложность.

Территория между порядком и хаосом охватывает практически все, о чем стоит говорить, все, о чем мы говорим и с чем сталкиваемся в своей повседневной жизни: живые существа, изменения погоды, прекрасные ландшафты, дружеские разговоры, вкусные салаты, веселье и игры.

Возьмите что-либо написанное. Если оно находится в полном порядке и предсказуемо, оно представляет мало интереса. В тексте, который состоит из повторения серий букв, к примеру, АААААААААА — масса порядка. Алгоритмическая информационная теория объясняет, почему это скучно. Не составит никакой сложности вывести краткое описание, которое позволит воспроизводить подобный текст: 10 раз А.

И наоборот, полностью беспорядочный текст тоже не представляет особого интереса: LIUQWEGAEIUJO. Согласно алгоритмической информационной теории, самая короткая программа, которая может воспроизвести эту цепь случайных букв — сама эта цепь. Потому что это случайная цепь букв.

Широкому распространению алгоритмической информационной теории всегда мешал тот факт, что в тексте, написанном обезьяной, всегда будет гораздо больше информации, чем в тексте, написанном знаменитым писателем. Но это естественно, так как в том, что пишет обезьяна, нет никакой системы (скорее всего, при любой системе оценки), так что написанное ею не получится выразить более кратко. В то же время авторский текст всегда содержит определенную избыточность — текст, в котором присутствует значение, всегда можно выразить несколько более кратко, так как язык содержит определенное количество избыточных символов. Вы мо-ете п-очит-ть, чт- здес- напе-атан-, даже — есмо-ря на — о, что к-ждая — ятая буква — дале-а, вер-о?

Полностью упорядоченный текст содержит очень мало информации и, следовательно, телефонному инженеру будет легко сжать и передать его, в то время как полностью беспорядочный текст потребует очень точного воспроизведения — но даже это не сделает его особо интересным.

Таким образом, смысл и информация не всегда идут рука об руку, если речь идет об отрывках текста. Аналогично и сложность, и информация не могут иметь много общего друг с другом, если иметь в виду физический мир. Конечно, прежде чем мы начнем говорить о смысле сложности, определенное количество информации должно быть представлено. Но количество — это не самое важное.

Информация — это интересная концепция, но она не является особо хорошей мерой сложности.

Научный взгляд на мир характеризуется той же проблемой: он включает в себя порядок и беспорядок, но не эту третью возможность, которая действительно представляет интерес.

Классическая физика Ньютона характеризуется величественным порядком, выраженным в уравнениях, которые могут быть обращены во времени: все описываемые ею процессы настолько точны и постоянны, что они с таким же успехом могут происходить и наоборот. Планеты вращаются вокруг Солнца с таким постоянством, что у нас была бы точно такая же картина, если бы мы могли обратить их движение, чтобы они двигались по своим орбитам в обратную сторону. Механика и другие классические дисциплины физики состоят из обратимых законов, в которых направление времени не имеет значения. Эти законы больше соответствуют тому, что происходит в небе, нежели на Земле, так как они работают только в том случае, если отсутствует трение — сопротивление воздуха и сцепление, которые постоянно присутствуют на Земле. Тем не менее это — единственная поправка, и мы можем ее допустить — во всяком случае, так нас учили в школе.

Но мы можем задать тот же вопрос, который задал американский физик Ричард Файнман: «Являются ли все физические законы обратимыми? Очевидно, что нет! Попытайтесь собрать обратно яичницу-болтунью! Начните крутить фильм в обратную сторону — и всего через несколько минут все начнут смеяться! Самая естественная характеристика всех явлений — это их очевидная необратимость!»

С другой стороны, область физики, которая действительно объясняет трение и другие бесповоротно необратимые процессы, заканчивается полным хаосом. Термодинамика говорит нам, что со временем возрастает энтропия, потому запечатленные в фильме яйца, которые разбиваются о пол, выглядят странными, если прокрутить его наоборот: термодинамика гораздо ближе к нашей повседневной жизни, чем уравнения Ньютона. Но термодинамика заканчивается тепловой смертью Вселенной: все движется к сумраку в сумраке и огромной массе энтропии. В сущности, мир изнашивается. Проходит время, и все постоянно меняется к худшему.

Термодинамика тоже не полностью соотносится с миром вокруг нас: каждую весну деревья вспыхивают целой гаммой красок, пауки выползают из щелей, начинает петь новое поколение птиц. Зимний холод создает дивные ледяные узоры на наших стеклах, осенние ветры приносят постоянно меняющиеся скопления облаков, а летние морские волны лепят непредсказуемые скульптурные формы из песка. В небесах мы видим звезды, которые сияют в темноте пустоты.

Мир не состоит из однородности. Возможно, именно так все и будет в конце, но большинство наших жизней вращаются вокруг факта, что существуют и другие вещи, достойные размышлений, нежели клочья пыли и мытье посуды. Жизнь развивается и — насколько мы можем судить со слов наших предков — становится все более и более сложной.

Так что чего-то не хватает, чего-то совершенно иного, нежели ньютоновский порядок или беспорядок термодинамики — того, что лежит посередине и связано со сложностью. Или со смыслом.

Жизнь всегда была сложной штукой, и сложность всегда была характерна для мира. Так почему же — может возникнуть вопрос — наука внезапно воспылала интересом к тому факту, что мир является явно более сложным, нежели простые круги, которые до сих пор изучали ученые?

Ответ заключается в появлении компьютеров во время и после Второй мировой войны. Компьютеры означали конец того высокомерия, которые ученые демонстрировали по отношению к повседневным явлениям.

Классическая наука, основанная Ньютоном, описывала простой и постижимый мир, состоящий их простых систем, которые можно было понять с помощью простых уравнений. Безусловно, это имело мало общего с тем миром, который обнаруживался за окнами физиков — но их это не особо тревожило: они бы его все равно не поняли.

Ученые всегда проявляли индифферентность к вопросам наподобие тех, которые задают дети: «Почему деревья выглядят так, а не иначе, почему облака похожи на уточек или ягнят, почему мир выглядит не так, как в наших книжках по геометрии?» Или точнее можно выразиться так: ученые не столько проявляли индифферентность, сколько осознавали, что не смогут ответить на подобные вопросы. Им были известны уравнения мира — но у них не было достаточно энергии, чтобы выполнить все подсчеты: если бы ее хватало, они бы их выполнили. Они бы, конечно, поняли, почему облака похожи на животных и вечерний туман придает облик эльфам и троллям…

Обычные вещи настолько сложны, что выполнять для них подсчеты не имеет смысла — во всяком случае, так говорят друг другу ученые. И предоставляют родителям и учителям попадаться в ловушки пытливых отроков.

Но компьютеры все изменили. Внезапно стало возможным выполнять полномасштабные вычисления — и стало очевидно, что даже самые простые уравнения поднимают на поверхность очень сложные решения. Хотя мир и описывается в простых формулах, которые выглядят такими же понятными, как примеры в наших учебниках, выяснилось, что эти формулы — и это при том, что мы еще не закончили вычисления — вдруг оказались исключительно сложными. Умные слова типа «хаос» и «фракталы» — не единственные рассказчики этой истории. Где бы в науке ни начали применяться компьютеры, выясняется, что мы можем генерировать очень сложные миры даже на основе самых простых формул.

Ох, ученые не могли и подумать, к каким моделям могут привести эти формулы — большинство систем оказались несокращаемыми с вычислительной точки зрения. Мы не имеем представления о структуре, пока не проведем вычисления по формуле. Этот феномен является вариацией теоремы Геделя — и очень глубокой. Мы можем рассматривать физические процессы как вычисления, которые превращают простые законы и несколько базовых условий в окончательный результат. Это значит, что многие сложности, которые возникли в теории вычислений, должны также появиться и в описании физического мира. Физические системы также являются несокращаемыми: мы не знаем, где они заканчиваются и заканчиваются ли вообще, пока не вычислим их в рамках самих этих систем. Нет ничего хорошего в грубых вычислениях, в которых мы, к примеру, игнорируем трение — в этом случае мы не узнаем, в каком направлении развивается система.

В 1985 году 24-летний американский физик Стивен Вольфрам написал: «Вычислительная несокращаемость часто наблюдается в системах, исследуемых в математической и вычислительной теории. Эта работа предполагает, что они встречаются также и в теоретической физике».

В течение сотен лет ученые верили, что у них в руках находятся формулы — и простые уравнения ведут к простому же поведению. Но оказалось, что эти формулы несокращаемы с вычислительной точки зрения. Никто не сможет знать их содержания, пока они не будут просчитаны — но никто не собирался высчитывать их в те дни, когда все вычисления выполнялись вручную.

Так что ученые решили ограничиться своими формулами — и закрыли глаза на мир, который находился у них за окном.

Но тем не менее однажды произошло кое-что серьезное. Из простоты вычислений, которая была дана нам компьютерами, появилась сложность. Простые вычисления выполнялись снова и снова в петле, которая известна как «итерация». Простые вычисления привели к огромной сложности, когда они были повторены достаточное количество раз, и когда на компьютерных мониторах по всему миру появилась сложность, ученые выглянули в окно и узрели знакомый вид.

Они поняли, что мир не делится на хорошо упорядоченные формулы и беспорядочный повседневный мир. Они тесно смыкаются! Беспорядок происходит из порядка — и это очень сложный и запутанный процесс.

Появилась новая область, и ученые ринулись в нее. Сложность стала уважаемым предметом даже для ученых. А инструментом для них стал компьютер. «Родилась новая парадигма», — написал Стивен Вольфрам.

Вольфрам установил повестку дня для ученых на ближайшие десятилетия. «Системы, поведение в которых является исключительно сложным, часто встречаются в природе — тем не менее их фундаментальные составляющие части по отдельности очень просты. Сложность создается совместным эффектом многочисленных идентичных компонентов. В физических и биологических системах уже было много открытий, касающихся природы их компонентов — но пока мало известно о механизмах, благодаря которым эти компоненты выступают вместе, создавая общую наблюдаемую сложность.»

Это территория между порядком и хаосом: огромный неоткрытый континент — континент сложности. Предпосылкой его открытия стало то, что мы хотим научиться лавировать между двумя полюсами нашего видения — порядок и случайность, контроль и сюрприз, карта и территория, наука и наша повседневная жизнь.

Нам необходимо проложить путь не просто между порядком и беспорядком в структуре вещей. Сложность возникает на полпути между предсказуемостью и непредсказуемостью, стабильностью и нестабильностью, периодичностью и случайностью, иерархическим и единообразным, открытым и закрытым. Между тем, что мы можем сосчитать и тем, что не можем.

Сложность — это то, что не тривиально. То, что не скучно. То, что мы можем интуитивно ощущать — но не в состоянии выразить.

Все это может казаться очевидным — но самое любопытное то, что прошло не так много лет с тех пор, как влиятельный в международном масштабе и исключительно информированный немецкий физик Петер Грассбергер из Университета Вупперталя вынужден был признать: не существует точного понимания того, что вообще представляет собой сложность.

На 16-ой Международной конференции по термодинамике и статистической механике в Бостоне в августе 1986 года он сказал: «Мы столкнулись с загадкой, что никакая признанная мера сложности не может, к примеру, подтвердить, что музыка Баха является более сложной, нежели случайная музыка, написанная обезьяной».

Единственная общепризнанная мера сложности, к которой в то время мог обратиться Грассбергер — это сложность Холмогорова. Это понятие, которое пришло от одного из трех джентльменов, представленных в предыдущей главе книги со своей алгоритмической информационной теорией.

В 60-е годы Андрей Холмогоров предположил, что сложность объекта может быть измерена путем оценки длины самого короткого описания этого объекта, то есть смой короткой из всех возможных последовательностей бинарных чисел, представляющих этот объект. Холмогоров предположил, что чем длиннее будет это самое короткое объяснение, тем большей степенью сложности обладает объект. Но, конечно, это значит всего лишь то, что случайная последовательность обладает наибольшей сложностью, так как случайность не может быть выражена в более краткой форме.

Холмогоров приравнял сложность к случайности, а, следовательно, и сложность к информации. Это не самая лучшая идея, так как благодаря ей обезьяна, с сумасшедшим усердием барабанящая по клавишам, порождает больше сложности, чем творения Иоганна Себастьяна Баха.

Таким образом, с сложностью Холмогорова что-то было явно не так.

Но в то же время эта мера является самой привычной. И потому в 1986 году возникла проблема. «Интуитивное представление о сложности структуры не совпадает с единственным объективным определением сложности любой специфической структуры, которое видится возможным (имеется в виду определение Холмогорова)», — объясняет Грассбергер. — Это загадка, известная уже в течение определенного времени, хотя создается впечатление, что в печатном виде она появилась только недавно».

Бернардо Хуберман и Тад Хорр, ученые в исследовательском центре Rank Xerox, Пало Альто, Калифорния, в 1985 году указали, что сложность должна лежать где-то между порядком и беспорядком, и, следовательно, ее невозможно измерить в качестве алгоритмической сложности информации. Они предложили другой способ измерения сложности, который предполагал, что она является наибольшей в системах, в которых не слишком много и не слишком мало порядка.

Грассбергер позже осознал, что подход Хубермана и Хогга был не нов: еще в 1962 году его выразил Херберт А. Саймон, один из основателей исследований искусственного интеллекта.

Тем не менее нам не придется возвращаться во времени дальше 1986 года за тем, что ведущий международный физик вроде Питера Грассберга признал полной новинкой предположение о том, что сложность лежит между порядком и хаосом и что она довольно существенно отличается от случайности, которая измеряется информацией Шеннона.

Тем не менее перед тем, как лекция 1986 года была напечатана, Грассбергер, один из самых благородных представителей физики, демонстрировавший вежливость и скромность, в доказательной части прибавил извинения: «В то время, когда я писал это, к сожалению, я не был знаком с понятием С.Х. Беннетта о «логической глубине».

А в предыдущем году произошел великий прорыв в изучении сложности.

«У меня есть критерий смысла», — робко высказался Чарльз Беннетт во время обеда в «Паскале» в Санта Фе в апреле 1990 года. Беннета и его близкого коллегу из IBM Рольфа Ландауэра попросили объяснить, что исследования вычислительной теории могли бы рассказать о нашей повседневной жизни.

«Серия подбрасываний монетки может иметь высокую информационную составляющую — но мало пользы. Эфемерида, дающая информацию о положении Луны и планет на каждый день в течение столетий, содержит не больше информации, чем уравнения движения и изначальные условия, на основе которых она была высчитана — но она позволяет владельцу не трудиться над тем, чтобы самому пересчитывать эти положения, — написал Чарльз Беннетт в 1985 году, когда представлял свои критерии смысла. — Ценность сообщения, таким образом, скорее всего, содержится не в его информации (его совершенно непредсказуемой части) и не в его очевидной избыточности (словесные повторения, неравная частота цифр), но скорее в том, что может быть названо его скрытой избыточностью — это части, которые можно считать предсказуемыми лишь с натяжкой. Другими словами, ценность сообщения представляет собой объем математической или другой работы, которая уже выполнена тем, кто его послал, который принимающей стороне не придется повторять».

Логическая глубина. Это название критерия Беннетта: логическая глубина сообщения — это мера его значения, его ценности. Чем больше сложностей у отправителя, тем больше логическая глубина сообщения. Чем больше «вычислительного времени» он потратил — с помощью своей головы или компьютера — тем большей будет ценность сообщения, так как в этом случае отправитель избавляет получателя от необходимости самому выполнять эту работу.

Больше или меньше времени придется в результате потратить — не столь важно (для любого, кроме телефонной компании). Важно то, сколько времени было потрачено на создание сообщения для передачи.

В 1985 году Беннет предположил, что сложность может быть измерена как логическая глубина. Она также может быть использована как критерий, с помощью которого мы сможем определить, сколько смысла содержится в сообщении. Сложность нужно измерять не продолжительностью сообщения, а той работой, которая предварительно была выполнена. Смысл не возникает из информации в сообщении — он возникает из информации, которая была отсеяна в процессе формулирования сообщения, которое имеет определенную информационную составляющую.

Важно не то, чтобы сказать, как можно больше. Смысл в объеме размышлений перед тем, чтобы что-то сказать.

«Если говорить неофициально, логическая глубина — это количество шагов дедукции, или причинная связь, которая соединяет вещь с ее вероятным источником», — пишет Беннет. Но можно дать и более точное определение.

Мы начинаем с алгоритмической информационной теории: сообщение можно сжать до самой возможной короткой формы, до самого короткого описания, которое позволит машине Тьюригна сформулировать сообщение. Самая короткая форма — это мера действительного количества информации, присутствующей в сообщении. Но машине Тьюринга потребуется определенное время, чтобы сформулировать само сообщение, базирующееся на самом коротком возможном описании. К примеру, когда законы, управляющие движением планет, нужно перевести в таблицу солнечных затмений. Сжатую информацию нужно распаковать. Это требует времени. Это время и будет измеряться как логическая глубина.

There is a bus every seven minutes. The buses depart from the bus station twelve minutes before they get to my bus stop. The first bus leaves at five. It is now half past six. When is the next bus? At 17:54.

Каждые 7 минут приходит автобус. Автобусы отъезжают со станции за 12 минут до того, как они доходят до моей остановки. Первый автобус отправляется в пять. Сейчас половина седьмого. Когда будет следующий автобус? В 17:34.

Информационная составляющая «17:34» не очень велика — сама по себе. Но время вычисления довольно значительно, особенно если я только выхожу из двери. Кто бы ни поработал уже над вычислением результата, может помочь, сообщив его другому человеку. Эта помощь сэкономит получателю определенное вычислительное время — она содержит смысл.

Логическая глубина — это мера процесса, который ведет к определенному количеству информации, а не к количеству информации, которая была произведена и может быть передана. Сложность, или смысл — это мера процесса производства, а не продукта, скорее рабочего времени, а не результата работы, информации, которая была отсеяна, а не оставшейся информации.

Понятие логической глубины, следовательно, будет перпендикулярно информационному содержанию. Все обладает номинальной стоимостью в отношении информационного содержания. Но номинальная стоимость не всегда может многое нам сообщить о глубине — насколько сложно было ее создавать.

За данным сообщением или продуктом может стоять огромное количество работы или мыслительных усилий. Тем не менее они могут оставаться незамеченными. Сложно заставить вещи выглядеть простыми. Ясность требует глубины.

С другой стороны, ерунда не отличается глубиной: вздор — это просто беспорядочная пустая болтовня, которая не может быть выражена более кратко, так как в ней нет порядка. Следовательно, не существует разницы между самой возможно короткой программой для его повторения и самим этим вздором. Так что не потребуется никакого вычислительного времени — только то время, которое потребуется, чтобы произнести этот вздор.

У обычного беспорядка тоже нет глубины, так как беспорядок нельзя описать короче, чем он сам себя описывает, просто будучи беспорядком.

Суть предложения Беннетта заключается в том, что любые осмысленные или сложные количества можно описать в более короткой форме, хотя это и необязательно: они могут быть сжаты в виде краткого рецепта.

Живой организм можно определить по нескольким генам — но, чтобы это сделать, потребуется время. Великую оперу можно написать, используя всего несколько нот — но, чтобы ее поставить, потребуется много работы. Годичную таблицу фаз луны можно высчитать по простому алгоритму. Но на это уйдет время.

Беспорядок, вздор и то, что просто срывается с языка, нельзя, однако, описать более кратко. Самая короткая программа будет равняться самой этой болтовне.

Понятие Беннетта указывает, что сложность — это нечто, для возникновения чего требуется время. Время, за которое создается порядок. Время, за которое отсеивается информация, чтобы пришлось меньше ее обрабатывать. Вычислительное время на компьютере или эволюционное время на Земле.

Термодинамика, к примеру, позволяет живым существам само организовываться. Им, безусловно, приходится перерабатывать большое количество пищи (тем самым экспортируя энтропию), но зато они могут развиваться и становиться настолько сложными, что обучаются читать книги. Но это происходит медленно: чтобы живые существа само организовались, требуется время. Биологическая эволюция была процессом, который занял много времени — и для того, чтобы человек вырос достаточно большим для того, чтобы читать книги, тоже нужно время. Беннетт сформулировал закон «медленного роста» для сложных систем. Для того, чтобы вещества организовались в живые существа, к примеру, требуется время. Много времени. Но это возможно. На земле это произошло в течение нескольких миллиардов лет.

С другой стороны, смерть и разрушение могут происходить мгновенно — и при этом почти без затрат времени возникают большие объемы информации. Мы можем создать огромное количество информации, подбрасывая монетки или разбивая на кухне тарелки. Чтобы описать результат, потребуется много информации. Но это не слишком интересно — в этом нет глубины.

Понятие логической глубины является весьма значительным. Оно подразумевает, что для понимания сложности главным будет не номинальная стоимость информации — а предыдущий процесс отсеивания информации. В информации важно то, что раньше присутствовало — а теперь отсутствует.

Большинство того, что мы считаем стоящим обсуждения, включает в себя очень запутанные вещи и мысли: много глубины, но, возможно, не так много будет видно на поверхности. В процессе мы отсеиваем большое количество информации, и остаться ее может не так много. Структура с богатым прошлым. Интересными вещами в жизни могут оказаться вовсе не те, которые приходится долго описывать и объяснять, а те, для постижения которых потребовался долгий опыт.

Но в понятии логической глубины есть и серьезная проблема. Она предполагает: то, о чем мы говорим, может быть приравнено к результату вычислений. Это может иметь смысл по отношению ко многим материальным величинам, как живым, так и неживым. Многие физические и биологические системы могут быть поняты как результат последовательности законов, которые действуют через процессы, описанные в этих законах. Другими словами, на компьютере мы можем симулировать эволюцию системы. Затем мы можем задать вопрос: сколько времени потребовалось на вычисления. Чем больше времени, тем больше глубина системы.

Биологическое существо является результатом очень длительных эволюционных вычислений. Изобретательные научные законы могут быть результатом очень длительных умственных усилий. «Да» или «нет» могут быть результатом огромного количества сложного опыта.

Но мир не состоит целиком из вычислений, не говоря уже о машинах Тьюринга. Самые интересные вычисления в мире происходят в «компьютере», который работает совершенно по-другому, нежели машина Тьюринга — в мозгу. Возможно, все математические и символические вычисления, которые производит мозг, могут быть воспроизведены машиной Тьюринга. Но эта машина не сможет вычислить все: как показал Гедель, человеку известна истинность утверждений, которые не могут быть доказаны математическими символами. В конечном итоге мы отсеиваем информацию способами, не известными машине Тьюринга. Способами, не известными нам самим.

Так что, если рассматривать все объекты как результат компьютерных вычислений, остается кое-что неудовлетворительное на интуитивном уровне. Знаменитым писателям и композиторам это совершенно не нравится (хотя идея логической глубины признает их превосходство над обезьянами и другими акробатами на клавиатуре).

Другую проблему представляет привязка понятия Беннетта к алгоритмической информационной теории и ее понятием кратчайшей возможной программы. Что такое кратчайшая возможная программа? Работа Чаитина, которая базируется на теореме Геделя, говорит, что мы можем никогда не узнать, действительно ли мы нашли самое короткое описание того, как сделать тот или иной объект. И вычислительное время может оказаться совершенно не таким, как ожидается, если в нашем распоряжении оказался неверный алгоритм. Необоснованно коротким, или необоснованно длинным.

Фольклор разных стран мира полон примерами того, как люди могут делать что-то очень простое очень сложным способом. Современное общество может похвастать огромным количеством профессионалов, которые являются экспертами по достижению простых решений исключительно сложными способами: бюрократы, академики и солдаты, к примеру. Математические задачи составляются учителями, у которых отлично получается сделать работу над интуитивно понятным арифметическим примером очень сложной.

Мы стремимся приписывать высшую степень сложности тем вопросам, которые считают сложными государственные служащие.

Фундаментальная проблема в опыте Геделя-Чаитина является очень глубокой. Формальными методами мы никогда не сможем решить, является ли глубина реальной или мнимой. Это фундаментальная проблема нашего описания мира — и та или иная идея не должна пугать нас только потому, что она приводит к подобной проблеме. Частично так происходит потому, что представление Беннетта требует объездного пути через компьютер, где и возникает эта проблема — хотя эта идея «объезда через компьютер» конечно же возникла для того, чтобы оформить это представление очень точно. Тем не менее это не так, раз уж теорема остановки Тьюринга показывает, что время вычисления для той или иной программы не может быть установлено иначе, чем посредством выполнения этого вычисления.

Но центральный момент понятия логической глубины Беннетта — это не способ, которым ее можно подсчитать. Центральный момент — это выяснить, сколько информации было отсеяно в процессе. Именно эта идея и стала революционной — а не определение понятия логической глубины.

В течение многих лет Ганс Кун, немецкий химик из Геттингена, разрабатывал родственную идею, применимую к биологическим системам. В попытке понять происхождение и эволюцию жизни он сфокусировался на том, как по пути эволюции отсеивается информация. Согласно Куну, биологическая эволюция состоит из серии выборов, связанных с отношениями организма и его окружения. Это окружение подвергает организм давлению, и его выбором становится действие — чтобы выжить. Его гены содержат опыт выживания — в противном случае не было бы ни организмов, ни генов.

Чем дольше выживает организм, тем большим будет его опыт — и тем более ценными становятся его гены. Поэтому важно не то, сколько у него генов — другими словами, насколько длинная у него ДНК. Самое интересное — это богатство опыта, которое умещается в этих генах.

Информация, содержащаяся в генах организма, имеет ценность, которая пропорциональна массе сжатого в них опыта. Нам интересна не номинальная ценность информации — то есть размер генов — а та информация, которая была отсеяна. «Это качество составляет знание, где «знание» измеряется общим количеством отсеянных бит информации», — писал Кун. Следовательно, биологическое знание можно просто определить так: это — отсеянная информация.

Это также позволяет решить проблему, которая волновала многих ученых, когда была открыта. У лилии намного больше ДНК, нежели у человека. Да, они красивее — но уж точно не умнее нас!

Предложенная Куном модель происхождения и эволюции жизни проблематична — но она тесно связана с более многообещающими моделями, которые развили Манфред Эйген и его ассистент Петер Шустер.

Идея биологической эволюции Куна очень глубока, причем глубина ее не зависит от предложенной им модели.

Коренная разница между точками зрения Беннетта и Куна заключается в теоретическом статусе. Идея Куна является исторической и фактической, в то время как идеи Беннетта являются логическими и теоретическими. Кун в основном говорит об информации, которая была отсеяна в реально существующих процессах, в то время как Беннетт говорит об информации, которая должна быть отсеяна в теоретической реконструкции процесса. И разница здесь вовсе не обязательно заключается в том факте, что Кун говорит о биологии, а Беннетт в основном о физике. Подход Куна позволяет избежать сложностей, которые свойственны моделями, связанными с компьютерами. Следовательно, это будет применимо к более физическому подходу — и это как раз то, что лежит за понятием термодинамической глубины.

«Этот тезис был опубликован слишком рано, но, к сожалению, так сложились обстоятельства», — говорит Сет Ллойд об одном из самых многообещающих трактатов, опубликованных за многие года. «Сложность как глубина термодинамики» появилась в «Анналах физики» в 1988 году.

Работа была написана Ллойдом и его научным руководителем в Университете Рокфеллера Хайнцем Пагельсом — автором «Сны разума», книги, которая в 1988 году объяснила суть необходимости теории сложности, книги, которая соединила в себе огромные научные знания физических проблем с философской точкой зрения на предмет — редкое среди представителей естественных наук качество. Более того, она исключительно интересно написана и ее легко понятные научные отчеты приправлены весьма информативными автобиографическими анекдотами. Эта прекрасно написанная книга гармонично следует в русле предыдущих успешных работ ученого, которому удалось представить физику широкому кругу читателей — книг «Космический код» и «Идеальная симметрия». Она стала отличным завершением великолепной писательской карьеры.

Хайнц Пагельс погиб летом 1988 года, когда они вместе с Сетом Ллойдом занимались альпинизмом в горах Колорадо.

Вот почему тезисы Ллойда о сложности, которые он разрабатывал в своей диссертации под руководством Пагельса, появились в печати слишком рано и под давлением. Этот факт может оказать влияние на всю историю науки, так как мир физики не слишком одобрительно относится к идеям, которые еще не дозрели до того, чтобы стать физическими. Физиков интересует не то, что имеет значение в мире, а то, что может стать объектом их физических теорий. Наука — это искусство возможностей. Поэтому не принято запускать в обращение теории, прежде чем не станет окончательно ясно, что они действительно являются плодотворными и могут быть развиты в виде формальных описаний, которые далее могут развивать другие люди. В свете этого идея термодинамической глубины была опубликована слишком рано.

Ясно, что понятие термодинамической глубины выглядит просто как понятие для описания сложности. Но также ясно и то, что трактат из «Анналов физики» не включает в себя удовлетворительного объяснения того, как можно теоретически сформулировать это понятие.

Термодинамическая глубина — это просто идея об определении сложности как количества информации, исключаемой в процессе, который приводит к существованию физического объекта. Это понятие носит скорее исторический, нежели логический характер.

Теперь проблема заключается в определении этой глубины. Как узнать, сколько информации было отсеяно во время подобного процесса? Для любых объектов, за исключением самых тривиальных, это будет непростым делом. История вещи нам не известна. Мы не присутствовали при том, как она появилась в мире.

Ллойд и Пагельс пытались решить эту проблему, указывая на наиболее вероятную историю. Вместо того, чтобы искать самую короткую программу, способную воспроизвести объект (понимаемую как описание в битах), нам стоит поискать наиболее вероятный способ, благодаря которому возник этот объект. Эта история будет базироваться на существующих научных теориях о процессах, которые могут привести к возникновению подобных объектов. Объем информации, которая отсеивается в ходе такого процесса, измеряется не количеством вычислительного времени, а теми термодинамическими и информационными ресурсами, которые, возможно, были при этом использованы.

Этим немедленно обеспечивается решение важной проблемы в определении сложности: естественное требование любого описания сложных систем — это то, что присутствие двух образцов не подразумевает двойной глубины по сравнению с присутствием одного образца. Ллойд и Пагельс писали: «Сложность должна быть функцией процесса — обычной сборкой, которая привела к существованию объекта. Если физическая сложность является мерой процесса или набора процессов, в ходе которых набор начальных состояний развивается до финального состояния, то 7 быков будут не более сложными, чем один бык. Чтобы эволюционировал один бык, Земле потребовались миллиарды лет — но один бык и несколько покладистых коров произведут семь быков достаточно быстро».

Проблема заключается в том, чтобы превратить эти интуитивно убедительные идеи в понятные и измеримые величины. Эта проблема так и не была решена.

В своей статье 1988 года Ллойд и Пагельс попытались установить термодинамическую глубину как разницу между двумя версиями энтропии объекта: энтропии, измеренной приблизительно, и энтропии, измеренной более точно. Приблизительная энтропия — это обычная термодинамическая энтропия, которая говорит нам: есть многое, чего мы не знаем, когда просто описываем макросостояния, к примеру, температуру. Более точная энтропия — это энтропия, которой обладает демон Максвелла: демону о молекулах газа известно больше, чем нам — нам известны всего лишь такие термодинамические состояния, как температура и давление. Демон знает — и может менять — целый ряд микросостояний, а, следовательно, он выводит газ из состояния баланса, которое исчерпывающе описывает приблизительная энтропия.

Так как термодинамическая глубина является функцией разницы между точной и приблизительной энтропией, она говорит нам, насколько далека система от баланса. Если система находится в равновесии со своим окружением, она должна быть «такой же теплой», как и окружение. Позволив системе охладиться, мы не сможем выполнить никакой работы. И наоборот — в систему не нужно добавлять никакой энергии, чтобы поддерживать ее в настоящем состоянии. Мертвая материя находится в равновесии со своим окружением, в то время как живые существа далеки от равновесия: им всем нужно что-то есть, чтобы жить.

По мнению Ллойда и Пагельса в этом случае система является сложной только в том случае, если она не находится в равновесии, так как когда она в равновесии, приблизительные величины скажут нам все, что мы хотим узнать о системе: когда движение представляет собой случайное тепловое движение, нам будет неинтересно знать больше о движении молекул, нежели может рассказать температура. Точная энтропия настолько же великолепна, как и приблизительная энтропия. Это полностью соответствует нашим интуитивным ожиданиям насчет того, что беспорядок не является сложным.

Аналогично, высокоорганизованные системы тоже не обладают большой глубиной. Характерной чертой порядка является то, что при его описании в более высоких терминах не происходит большой потери информации. Организованную систему можно основательно описать в широких терминах. В конце концов порядок означает, что каждое макросостояние соответствует всего нескольким микросостояниям. Тотальный порядок означает: для каждого макросостояния — одно микросостояние. В кристаллической решетке атомы находятся именно там, где должны находиться. И если описывать их в соответствии с макросостоянием, не будет никакой энтропии. И опять-таки это означает, что полностью упорядоченные состояния не обладают глубиной.

Это очень важная идея. Расстояние от равновесия — вот что важно. Нечто полностью упорядоченное или полностью беспорядочное является стабильным по определению. Кристаллы соли изменяются только в растворе. Единственные изменения, которые происходят с газом при постоянной температуре, происходят через движение на микроскопическом уровне — но это не представляет для нас никакого интереса: на макроуровне ничего не меняется.

Термодинамическая глубина объекта говорит нам о том, что у этого объекта есть история. С ним произошло что-то, что вывело его из самоподдерживающегося состояния, было ли это состояние обычным порядком без движения или тотальным хаосом, о котором нельзя ничего сказать, кроме температуры, которая его характеризовала.

Изящные идеи — но, к сожалению, никому не известно, как измерить разницу между точной и грубой энтропией.

Обсуждения того, каким образом можно описать термодинамическую глубину, всегда заканчиваются разговорами о количестве вычислительных циклов компьютера: это именно та мысль, которая лежит в понимании логической глубины Беннетта. Следовательно, исчезает сам смысл термодинамической глубины — что это понятие определяется скорее действительной физической историей, нежели логическими реконструкциями. Более того, снова проявляется вся скорбь Геделя: мы никогда не сможем узнать, получили ли мы самое короткое из всех возможных описаний.

Сила и слабость понятия термодинамической глубины заключается в том, что она является исторической. Это значит, что мы избегаем проблемы невозможности узнать самую короткую программу. Если нам нужно выдать не самую короткую из всех возможных программ, а просто описание процесса, действительно имевшего места быть, проблема Геделя-Тьюринга-Чаитина исчезает в принципе. Теперь остается только одна проблема — выяснить, каким образом вещи действительно появились на свет. И тогда мы будем знать, насколько они глубоки.

(Под этим имеется в виду, что процессы, которые «происходят по кругу», будут иметь большую глубину, даже несмотря на то, что огромное количество отсеянной информации на самом деле не будет оказывать никакого эффекта на конечный результат. Процессы, в ходе которых происходит поверхностное отсеивание информации, могут на самом деле обретать большую глубину — а процессы, в которые вовлекаются другие, глубокие процессы, могут внезапно обретать большую глубину — и при этом на самом деле ничего не значить. Рольф Ландауэр описал это так: «При таком подходе обломки камня, которые несут на себе следы человеческой деятельности, обременены всей историей человеческой эволюции и будут обладать гораздо более высоким уровнем сложности, нежели аналогичные фрагменты, являющиеся результатом естественной геологической вентиляции». В 1989 году Войцех Зурек попытался определить «минимальную термодинамическую глубину», в которой для определения глубины объекта применяется не его реальная история, а самая короткая история из всех возможных. Как только мы применим этот метод, мы переходим с исторического на логический уровень, но польза очевидна: термодинамическая глубина становится идентичной разнице алгоритмической сложности между начальной точкой и результатом. Мы теряем историко-фактическую перспективу — но получаем ясность, которая, возможно, в конечном итоге обещает перспективу оттачивания понятия термодинамической глубины. Результаты Зурека важны, так как неточность является ахиллесовой пятой этого понятия).

Публикация теории сложности как термодинамической глубины в незавершенной форме в 1988 году имела свою цену. В теоретической физике незамедлительно следуют жесткие санкции, если ты не представил все в лучшем виде. Проблема квантификации этих понятий заставила многих физиков просто пожать плечами — несмотря на их интуитивную ясность. Сегодня у нас нет количественного понятия сложности — понятия, которое позволило бы нам измерять сложность. Таким образом, это пока не та сфера, с которой физики стали бы считаться.

Сет Ллойд и его коллеги откусили от яблока только первый кусочек.

«Существует определенная опасность в том, что озабоченность формулировкой определения будет стоить нам самой ясности вопросов», — написал Рольф Ландауэр в 1988 году, комментируя развитие понятия глубины и сложности Беннетта, Куна и Ллойда-Пагельса: базовая идея глубины как меры объема отсеянной информации является весьма многообещающей. Может появиться и более ясная формулировка, если несколько глупых вопросов укажут на новые удивительные аспекты понятия глубины и сложности.

Определения очень быстро превращаются в тавтологии, или в утверждения, которые на самом деле ни о чем не говорят («Дождь либо будет, либо нет», «Все холостяки неженаты»). В «Nature» Ландауэр пишет о Беннетте, Куне и Ллойде-Пагельсе: «Эти определения в каком-то смысле слова являются тавтологиями. Они гласят примерно следующее: то, чего можно достичь только сложным путем, является сложным. Тем не менее тавтологии можно приветствовать, если они приходят на смену чуши. Дарвин сделал очень немало, сказав нам, что выживают оставшиеся в живых».

Давайте же последуем совету Ландауэра и забудем о проблемах, которые возникают у физиков в связи с определениями и измерением количества. Возможно, проблема всего лишь заключается в том, что их мир слишком прост, чтобы адресовать правильные вопросы определению глубины. Давайте забудем о разнице между логической и термодинамической глубиной и будем придерживаться ясности, свойственной самой идее глубины: это объем информации, которая была отсеяна в процессе, который описывает нам сложность продукта. Это понятная мысль вне зависимости от того, каким образом подойти к ее измерению.

Понятие информации Шеннона — это мера удивления, непредсказуемости, неожиданности. Глубина объекта — это мера информации, от которой пришлось избавиться, чтобы он начал существовать. Таким образом можно сказать, что глубина — это мера того, скольким «сюрпризам» объект подвергался за историю своего существования.

Глубина показывает, что в существование мира что-то вмешалось. Глубина изменилась — но осталась собой; в ней не стало равновесия — но собой она все равно быть не перестала. Для нее было много неожиданностей — каждая в определенное время. Но глубина все еще здесь. Она оставила свою отметку на нашем мире, и мир оставил на ней свою отметку. А она стала еще глубже.

Часть II. Общение

Глава 5. Дерево речи

Самое короткое письмо в истории было написано в 1862 году. Виктор Гюго, известный автор «Горбуна из Нотр-Дама», после публикации своего великого романа «Отверженные» отправился на отдых. Но ему не терпелось узнать, как была принята его книга. И поэтому он написал своему издателю такое письмо: «?»

Издатель решил не уступать писателю и правдиво ответил: «!»

Как говорится об этом ответе в «Книге рекордов Гинесса», «значение этого ответа было безошибочным». И действительно, «Отверженные» имели большой успех, и сегодня популярен не только роман, но и созданные по нему фильм и мюзикл.

Интересно было бы посмотреть, что предшествовало этим двум письмам. Находясь на отдыхе, Виктор Гюго, конечно, гадал, будет ли его работа понята и по достоинству оценена публикой. Бесчисленные сомнения и озабоченность привели к тому, что он решил написать издателю. Но вместо того, чтобы написать «Ну давай же, черт побери, скажи, как продается моя книга!», он решил воспользоваться этим осторожным вопросительным знаком. С другой стороны, издателя, по-видимому, устраивали и цифры продаж, и отзывы, и отчеты, на основе которых он мог получить нужную ему статистику. Но он был достаточно тактичным человеком и понимал, что все это вряд ли необходимо. Гюго хотел знать очень простую вещь. И ответ типа “…“ мог полностью нарушить его отдых.

Без сомнений, написанию самого письма предшествовали определенные размышления. Если измерять в битах, вопросительный знак — это не слишком много для письма домой. Если считать, что в алфавите имеется тридцать с лишним символов (буквы плюс знаки пунктуации), каждый из них содержит в среднем пять бит. Так что вся переписка уложилась примерно в пять бит. Но это сработало — и сработало отлично.

Дело было не в количестве переданных битов, а в содержании переданного. Для Гюго и его издателя в эти первые недели после публикации ум занимала судьба «Отверженных». Она занимала все их сознание. Оба эти сообщения отражают целый ряд соображений — мысли, чувства и факты — которые в них не выражены, но тем не менее присутствуют. Информации нет — но тем не менее она есть. В этой переписке присутствует изобилие информации — в противном случае она не имела бы смысла.

Это, конечно, относится к любой переписке. Перед тем, как были написаны слова, происходило определенное количество умственной работы. Не вся она будет присутствовать в словах — но тем не менее она есть. Изложенная в переписке информация соотносится с большим массивом информации, присутствие которого едва обозначено.

Изображая в письме свой вопросительный знак, Виктор Гюго явно имеет в виду информацию, о которой он никоим иным образом, кроме самого этого запроса, издателю не говорит. Прежде чем написать этот вопросительный знак, Гюго отсеивает массу информации, которая проходит через его сознание. И он явно обращается к этой информации, не упоминая ее при этом в письме.

Вопросительный знак Гюго — это результат явного отсеивания информации. И не только отсеивания: он не просто забыл эту информацию. Он явно обращается к тому, что он отсеял — но с точки зрения содержания переписки эта информация все же была отсеяна. В контексте этой книги мы будем называть такую явно отсеянную информацию «эксформацией».

У сообщения будет глубина, если оно содержит большое количество «эксформации». Если во время процесса формулирования окончательного сообщения определенным человеком массив информации, присутствующий в сознании этого человека, отсеивается и, следовательно, отсутствует в этом сообщении — перед нами эксформация.

Исходя из информационного содержания самого сообщения, невозможно измерить, сколько эксформации подразумевает в себе это сообщение. Содержание может только сказать нам: отправитель придал информации в сообщении такую форму, что она относится к информации, которая была в его голове.

Загадка коммуникации заключается в том, как это становится возможным: как в определенной порции информации, которую мы передаем, мы можем ссылаться на количество информации, которую мы отсеиваем? Как мы можем уложить свое умственное состояние в определенную информационную форму? Это само по себе замечательно. Но, разумеется, не менее замечателен тот факт, что другие могут использовать эту нашу карту, чтобы обрисовать для себя территорию.

Хороший участник коммуникации думает не только о себе: он также задумывается о том, что происходит в голове у получателя. Одной только недвусмысленности информации, в которой содержится упоминание об определенной информации в голове отправителя, недостаточно, если эта информация каким-то образом не вызовет правильные ассоциации у получателя.

Идея передачи информации заключается в том, чтобы в голове у получателя возникло то состояние ума, которое соотносится с состоянием ума отправителя в той же степени, в какой эксформация соотносится с передаваемой информацией. Идея посыла информации заключается в том, что в уме получателя должна содержаться определенная внутренняя информация, которая относится к эксформации, которая имеется в голове у отправителя. Переданная информация должна вызвать у получателя определенные ассоциации.

Для примера возьмем слово «лошадь». Когда писатель пишет слово «лошадь», он использует большой личный опыт. Ему приходилось видеть лошадей, он читал о лошадях, он смотрел про них программы по телевидению, ему известно, что люди ассоциируют лошадей с разными вещами: с красотой и чувственностью, победами на тотализаторах, конским навозом. Из своей памяти он может вызвать огромное количество информации, относящейся к лошадям.

Вне контекста он не может ожидать того, что возникает в его уме, когда он пишет слово «лошадь», будет тем же, о чем подумаете вы, когда будете читать это слово. Но если он использует его в отрывке об истории лошадиных скачек, он с высокой долей вероятности может быть уверен, что и у него, и у его читателей в мозгу возникнет одно и то же.

«Корова». Уже очевидно, что мы говорим не об ипподромах или символах изобилия. Мы говорим о домашних животных. Больших, очаровательных, пугающих, тыкающихся носом дружелюбных животных.

Автор вызвал в вашей голове целый ряд ассоциаций. Результат мог оказаться не таким же, как если бы он написал «Лошадь. Корова». Но почти таким же. Автору не приходится слишком стараться, чтобы вызвать ассоциации в вашей голове.

Однако ему приходится думать о том, что он делает — и вам тоже. Передача эксформации требует внимательности.

Эксформации? Можем ли мы передавать эксформацию? Разве она не была отсеяна еще до начала коммуникации? И уж точно она никак не может быть передана в процессе коммуникации. Как может нечто, что по определению не присутствует в номинально передаваемой информации, может быть передано? Как автору, написавшему: «Я сделал это по-своему» и «Фрэнк Синатра», удается вызвать у вас особое настроение и эмоции, которые будут течь через ваш ум и ваше тело? «Yesterday». «Рождество». «Возврат налогов».

Ему удается это сделать потому, что у него и его читателей есть большое количество общего опыта. Они слышали по радио одни и те же хиты, принимали участие в тех же праздниках и заполняли одни и те же налоговые декларации. Они являются частью контекста, который передается посредством языка. Когда автор пишет слово, оно является результатом внутренней деятельности, при которой в его сознании вспыхивает множество жизненных впечатлений. Причина, по которой он выбирает определенное слово, заключается в том, что он чувствует: это слово вызовет у вас те же ассоциации.

Но он не может быть уверен. Как не можете быть уверены и вы, что он имел в виду, когда писал «Рождество». Возможно, он просто искал слово, на которое с большой долей уверенности будут реагировать большинство людей. Возможно, в этом слове вообще не было ни слишком большой глубины, ни большого количества эксформации.

Это и есть риск коммуникации. Получатель никогда не знает, сколько информации отсеял отправитель. Мы никогда не можем знать, какое количество эксформации подразумевает данный отрывок информации. Это может быть блеф — или интеллектуальный снобизм. Или безразличие. Или девятичасовые новости. Нет никакой гарантии, что люди слышат то, что говорят сами. Огромное количество слов может срываться с уст людей (или с их пальцев)

— а сами они при этом «не присутствуют». Если совершить значительное усилие и прислушаться к ним, то вскоре можно додумать их смысл. И не обязательно потому, что то, о чем они говорят, неинтересно: в конце концов, снобы всегда стараются сказать что-то интересное. А потому, что на самом деле вам хотелось получить картину того, что происходит в головах этих людей — и вы не можете это сделать, когда они дают вам только информацию и не дают эксформацию.

Наименее интересный аспект любого хорошего разговора — это то, что на самом деле говорится. Гораздо больший интерес представляют обдумывание и эмоции, которые одновременно присутствуют при разговоре в головах присутствующих и выражаются их телами.

Слова — это просто ссылка на нечто отсутствующее. Отсутствующее в словах — но присутствующее в головах говорящих. Идея разговора состоит в том, чтобы вызвать в уме друг друга родственные состояния, а затем обменяться имевшими место событиями. Вы не можете поверить, вы симпатизируете, вы возражаете, вас унесло, вы помните, вам нравится, вы любите их, вы скучаете по ним, вы принимаете идеи…

Эксформация перпендикулярна информации. Эксформация — это то, что было отвергнуто по дороге, до того, как быть выраженным. Эксформация касается ментальной работы, которую мы выполняем, чтобы сделать то, что мы хотим сказать, произносимым. Эксформация — это отсеянная информация, все, что мы на самом деле не произносим, но что присутствует в нашей голове, когда или до того, как мы вообще начинаем говорить. Информация — это измеряемые, очевидные высказывания, которые мы в итоге произносим. Количество бит или символов в том, что мы на самом деле сказали. Вот почему не существует связи, которая утверждала бы: «Чем больше информация, тем больше эксформация».

Информационный контекст разговора всегда очевидный, выражаемый и явный. Но весь смысл этого выражения заключается в том, чтобы обратиться к чему-то еще — чему-то неочевидному и невыраженному. Не просто не присутствующему, но еще и не присутствующему явно.

Между информацией и эксформацией нет конфликта. Но нет и связи. Очень короткое сообщение может быть очень глубоким. Очень длинный разговор может быть очень глубоким. Но и короткие, и продолжительные сообщения с таким же успехом могут быть и весьма поверхностными.

Но тем не менее как понятия они связаны друг с другом. Эксформация — это история сообщения, информация — это результат данной истории. Друг без друга они не имеют смысла: информация без эксформации будет просто праздной болтовней, эксформация без информации будет не эксформацией, а просто ненужной информацией.

В большинстве контекстов бывает очень сложно решить, какая эксформация на самом деле содержится в той или иной части информации. В случае очень точных сообщений мы можем это знать: «Я знаю человека, у которого есть роторный культиватор». В этом случае автор сообщения, очевидно, имеет в виду выполнение земляных работ, которое будет более легким, если выполнять его с помощью механических устройств, и человека, который может быть готов предоставить свою машину. Не имеет смысла много говорить о человеке, который имеется в виду: если другой человек, заинтересованный в проведении работ, понимает, что это человек достаточно дружелюбный, чтобы одолжить свой культиватор — все нормально.

Но в случае большинства сообщений, которые мы слышим, у нас нет никакого представления об эксформации. Мы догадываемся, чувствуем и подозреваем — но мы не знаем. Судить о ком-то, кого мы не знаем, по телефону сложнее, чем в личном разговоре — но это возможно.

Разговор всегда несет с собой флер незнания и неуверенности, напоминающий о загадках, с которыми физики сталкиваются при определении глубины.

Термодинамическую глубину определить сложно, так как она содержит в себе историю всего процесса. Возможно, не имеет значения, что по пути было отброшено большое количество информации. Соответственно — что означает, когда кто-то говорит, что много думал об этом предмете? Мы можем это знать только в том случае, если знаем этого человека. Определить логическую глубины будет сложно, так как не ясно вычислительное время, потраченное на то, чтобы сообщение стало иметь смысл — и был ли изначальный «пункт отправления» самым понятным?

Нет ничего удивительного, что подобные трудности возникают и в том случае, если предметом рассмотрения является разговор. На самом деле именно это и делает разговоры столь занятными.

Если рассматривать их снаружи, как передаваемую информацию, они не кажутся слишком содержательными. Но если рассматривать их изнутри как эксформацию, это может быть исключительно забавно. Если не знать контекста, они могут быть скучными. Очень скучно слушать людей, говорящих о ком-то, кого вы не знаете. Подобные разговоры могут сообщить совсем немного. А вот говорить об известных вам людях, знаете ли вы их лично или они являются публичными персонами, очень забавно.

Информация не слишком интересна. Самое интересное в сообщении — это то, что произошло перед тем, как оно было сформулировано, и после того, как оно было получено, а не его информационное содержание.

Так что, возможно, в конце концов было не так уж глупо со стороны телефонного инженера Клода Шеннона в 1948 году дать определение информации, как чего-то полностью лишенного смысла, чего-то близко родственного беспорядку.

Кто-то может с раздражением и презрением отвергнуть понятие информации, данное Шенноном: в конце концов это понятие, которое имеет дело совсем не с тем, что все остальные понимают под повседневным словом «информация» — значение, содержание, анализ, порядок.

Если кто-то выберет эту точку зрения, он обнаружит, что за ней стоит множество философов. Десятки лет профессора гуманитарных наук и ученые в сфере социальных наук критиковали понятие Шеннона за его узость.

К примеру: «Классическая информационная теория на самом деле не совсем соотносится с информацией, — пишет в 1986 году немецкий философ Сибилл Крамер-Фридрих. — Информация — это не столько научная, сколько мифическая концепция».

И действительно, здесь имеется почва для теории заговора самого коварного свойства: дескать, понятие информации изобрели и развивают инженеры из больших частных корпораций, которые затем делают выгодный бизнес, заставляя всех нас говорить о красоте, истине, значении и мудрости — по телефону.

Теория информации не только была придумана инженером AT&T’s Bell Laboratories. Клод Шеннон первоначально опубликовал эту теорию в собственном научном периодическом издании корпорации — «Bell System Technical Journal» — в содружестве не с кем иным, как Уорреном Уивером, возможно, самым важным «серым кардиналом» науки этого столетия.

Уоррен Уивер работал на семью Рокфеллеров — самую известную из богатейших династий Америки. Уивер был физиком и советником Фонда Рокфеллера, который финансировал многочисленные интересные исследования. Одна из классических тем социальной истории науки — это влияние Уивера в биологии. В 30-е годы прошлого века Уивер решил, что ему хочется более «физической» биологии, такой, которая бы включала не систематическую классификацию видов бабочек, а молекулярные и другие физические величины. Молекулярная биология — это отрасль науки, которая ввела в игру биотехнологии и генную инженерию полстолетия спустя после решения Уивера, и была плотно сплетена с теорией информации. И действительно, современная молекулярная биология полностью базируется на концепциях, которые взяты из информационной и вычислительной теории.

Уоррен Уивер стоял и за теорией информации, которую разработал инженер из AT&T.

Так что действительно все это выглядит как захват власти индустрией, которая крадет у обычного человека с улицы повседневное слово «информация» и дает ему взамен полностью бессмысленное понятие о том, каким образом сигналы распространяются через электронные аппараты — и затем во имя этого понятия отправляется пересоздавать самую сущность живой природы — гены.

Однако, все это — не пустые разговоры. Теодор Рожак, американский историк культуры, один из самых одаренных критиков современной технологической цивилизации, пишет о практическом успехе информационной теории в сфере вычислительной техники и телекоммуникации: «Достижения удивительного уровня просто обязаны были передвинуть наше понимание информации от людей (в качестве источника или получателя) к волнующим новым техникам коммуникации».

От отправителей и получателей информации внимание переместилось на передатчики этой информации. В любом случае большинство из нас обычно склонны смешивать сообщение и посредника.

В 1876 году последний император Бразилии Педро второй отправился с визитом в Соединенные Штаты. В Филадельфии глава этой португалоязычной страны посетил большую выставку, на которой преподаватель для глухих Александер Грэхэм Белл продемонстрировал свое новое изобретение — телефон. Императору дали его опробовать. Считается, что он воскликнул: «Боже мой! Он говорит по-португальски!».

Концепция информации может показаться очень плохой, если принимать только ее номинальную ценность. Если предположить, что информация в информационной теории имеет дело со значением и смыслом, точно так же, как вы можете подумать, что энергия — это то, что мы привыкли подразумевать под энергией (а именно — это нечто, что мы используем, когда хотим согреться) — вас постигнет разочарование.

Но если вы будем готовы к тому, чтобы принять: то, что мы привыкли подразумевать под информацией, отличается от той информации, о которой говорит теория информации — то наградой вам будет множество озарений, которые можно будет получать от этой теории.

Наш предыдущий анализ разговора показывает: ничего хорошего не выйдет, если мы будем говорить, что наши слова содержат больше, чем может быть измерено в битах. Ведь и значение, и красота, и истина, которые есть в нашем каждодневном общении, содержатся не в том, что мы говорим друг другу каждый день. Они содержатся во всем том, о чем мы думаем, прежде чем начинаем говорить.

Возможно, мы можем считать: нам повезло — теория информации так ясно продемонстрировала тот факт, что информация не является особенно важной. Ведь нам поэтому становится ясно, что должно быть что-то еще, на что нужно обратить внимание — настоящий источник красоты, истины и мудрости.

И ирония заключается в том, что это «что-то еще» может быть описано как информация, от которой мы избавляемся: эксформация.

Значение — это информация, которая была отсеяна, информация, которая больше не присутствует и которой не нужно присутствовать.

Информация и значение — это примерно то же, что деньги и богатство. Настоящая ценность, настоящее богатство заключаются не в деньгах как таковых, а в деньгах, которые вы потратили, деньгах, которые у вас были — полезных вещах, которые вы приобрели за эти деньги. Только Скрудж МакДак может пользоваться самими деньгами, деньгами как конкретной величиной — когда плавает в деньгах в своем денежном хранилище. Все же остальные хотят денег потому, что затем мечтают снова от них избавиться.

Точно так же и информация: только когда мы получаем достаточно этой субстанции, мы понимаем — собственной ценностью она не обладает.

Независимо от того, как сильно может раздражать вас недостаточность концепции информации в теории информации, не стоит жаловаться по поводу недостатка интеллектуальной честности со стороны Клода Шеннона, Уоррена Уивера и других отцов-основателей теории информации. Они все изложили исключительно ясно.

Да, было немало недопонимания концепции информации, так как слово «информация» всегда использовалось как синоним порядка и смысла. Но подобное значение этого слова не исходит он информационной теории — оно исходит от кибернетики, науки о коммуникации и контроле. Отец кибернетики Норберт Винер и его ученики, такие, как Леон Бриллоун, смешали «информацию» и дополнительные слова — «порядок» и «организация». Во второй главе мы получили представление о том, как это привело к тому, что в течение половины столетия не стихало замешательство вокруг демона Максвелла. Но в оригинальной формулировке теории информации подобного замешательства мы не обнаруживаем.

Представляя свою теорию, Клод Шеннон написал, что «…эти семантические аспекты коммуникации безотносительны к проблемам инженерии». Уоррен Уивер из Фонда Рокфеллера говорит еще более ясно: «Не нужно путать информацию и смысл».

Уивер подчеркивает, что в теории коммуникации есть три уровня: технический, семантический и поведенческий.

Технический включает в себя передачу символов коммуникации — другими словами, практическое применение того, что описывает математическая теория Шеннона. Семантический уровень включает в себя вопросы по поводу того, в какой мере символы действительно могут передавать желаемое значение. И наконец, поведенческий уровень описывает то, в какой степени коммуникация может влиять на поведение получателя в нужном направлении (если подобная необходимость фактически существует).

Уивер очень ясно дает понять, что теория Шеннона говорит нам только о первом уровне: «Два сообщения, одно из которых несет в себе большую смысловую нагрузку, а другое представляет собой полную чушь, с существующей точки зрения могут быть эквивалентными в плане информации. — И добавляет: Слово «информация» в теории коммуникации относится не столько к тому, что вы на самом деле говорите, сколько к тому, что вы могли бы сказать».

Теория информации — это очень холодная теория. Она игнорирует все относящиеся к смыслу аспекты коммуникации с целью установить, насколько толстыми должны быть телефонные кабели, чтобы передавать разговоры. Информация как бы является внешней мерой общения — это физика, а не физиология. Но на самом деле это не должно слишком нас волновать.

В реальности эта отстраненность теории информации избавляет всех нас от целого ряда проблем, которые могли бы возникнуть, если бы мы приписывали устному сообщению значение, базируясь на его внешних характеристиках. Значительная часть того, что передается в процессе разговора (с использованием современных средств или без них) — это ерунда. Людям необходимо взаимодействие, и иногда мы говорим чепуху, иногда произносим глубокомысленные суждения — но по большей части держим свои рты закрытыми.

Если бы мы могли судить только по внешним характеристикам сообщения и при этом еще и воспринимать его значение — другими словами, то, что нам было в действительности сообщено — мы не смогли бы отличить снобов от людей, которые говорят, исходя из своего опыта. Мы не могли бы отличить знания, которые человек просто зазубрил, от проникновения в суть, блеф от подлинного понимания.

Конечно, подобные действия чуточку сложны, но эти сложности не появились в результате изобретения AT&T. То, что слова и жесты нельзя принимать за чистую монету, является фундаментальным условием человеческого взаимодействия и общения.

В противоположность этому мы должны придерживаться своего и сказать: мы, а не телефонные компании, будем решать, сколько смысла будет в полученных нами телефонных звонках.

История теории информации изобилует многочисленными попытками протащить хоть немного смысла в неприветливость ее концептуальной вселенной. Американский философ Кеннет Сэйр делит эти попытки на две категории: те, которые предполагают, что теория информации действительно имеет дело со смыслом, и те, которые поддерживают точку зрения, что смысл появится только тогда, когда мы станем немного менее требовательны к концепциям, которые здесь вовлечены.

Сэйр обращается к Дональду МакКею, британскому теоретику информации, как к прародителю первой версии, в которой провозглашается, что теория информации как таковая описывает значение. Это не совсем верно, хотя Сэйру и удается показать, что провидение МакКея привело к подобной тривиальности, в то время как другие ученые развили эту идею. Но идея МакКея, высказанная в 1950 году, не столь далека от некоторых идей относительно глубины, которые были сформулированы в 80-е годы. К примеру, МакКей пишет, что содержание информации — это числовое выражение сложности процесса создания. Это сходно с идеей, что значение, которое ассоциируется с определенной информацией, состоит из количества информации, которая была отсеяна в процессе, приведшем к появлению этой информации (сильно перефразированная идея Чарльза Беннетта о логической глубине).

Сэйр устанавливает и другую тенденцию — тенденцию ослаблять или приспосабливать концепции. «Если мы можем решить несколько проблем поведенческой науки, выйдя за обычные рамки применения концепций, или приспосабливая их, нам просто нужно это сделать», — написал в 1962 году Уэнделл Геймер. Самая влиятельная современная версия скорректированной теории информации, которая включает в себя значение, исходит от Фреда Дретске, американского философа, чья концепция информации, однако, имеет мало общего с концепцией Шеннона.

Подход к этой задаче самого Кеннета Сэйра очень напоминает то, что мы здесь делаем: классическая теория информации является отличной ортодоксальной отправной точкой — но интерес фокусируется на том, каким образом исчезает информация.

Несмотря на то, что философы вроде Сэйра и Дретске возобновили дискуссию о теории информации и значении в 70-е и 80-е годы, они воплощают то, что можно назвать «традиция нетерпения». Если теоретическая концепция не может описать всех явлений реальной жизни — просто измените эту концепцию. В противоположность этому Шеннон и Уивер принадлежат к «традиции высокомерия». Если явление реальной жизни не получается описать через теоретическую концепцию — забудьте об этом явлении.

Возможно, наиболее плодотворной окажется комбинация из этих двух подходов.

«Концепция информации, которая развивается в этой теории, на первый взгляд кажется странной и разочаровывающей, — написал Уивер в 1949 году. — Но в конечном итоге можно сказать, что этот анализ позволил так очистить атмосферу, что теперь, возможно, в первый раз мы стали готовы для настоящей теории смысла».

Тем не менее для того, чтобы улеглась пыль, потребовалась почти половина столетия. Возможно, Шеннон и Уивер действительно очистили атмосферу, но прошли десятки лет, прежде чем вопрос смысла снова появился в повестке теории информации — когда Чарльз Беннетт выразил свою идею логической глубины в 1985 году.

Восхищение от всей той информации, которую мы могли всюду посылать благодаря технологиям, было настолько велико, что мы забыли, зачем она вообще была нам нужна. Даже критики информационного общества были настолько поглощены теорией информации, что решили: проблема на самом деле заключается именно в теории.

Но современное информационное общество преуспело только в перемещении информации. Стало неизмеримо легче общаться через огромные расстояния: гигантское количество бит информации может передаваться через орбитальные спутники, вращающиеся вокруг Земли, и по кабелям, проложенным по океанскому дну. Мириады бит информации постоянно перемещаются по всему миру. Но все эти каналы не в силах ответить на простой вопрос: что нам сказать друг другу?

Действительно ли есть что-то интересное в способности перемещать информацию? Значит ли это само по себе, что общение стало проще?

Если коммуникация переходит социологические барьеры, это действительно что-то значит — для общества. Разъединение Восточной Европы и бывшего Советского Союза тесно соотносится с тем, что современные средства коммуникации создали бесчисленные нецентрализованные связи между людьми внутри и снаружи того, что ранее было закрытыми обществами. Способы коммуникации являются жизненно важными в обществе, когда общение является дефицитом.

Это социологические проблемы, которые важны сами по себе. Однако есть и более теоретические, концептуальные вопросы: на чисто физическом уровне, говоря в рамках термодинамики, все происходит по-другому. Только недавно стало ясно, что, будучи измеренным как физическое явление, перемещение информации не должно иметь никакого значения. С термодинамической точки зрения перемещения информации — совершенно непримечательное событие.

В своей публикации в журнале «Nature» Рольфу Ландауэру удалось исправить ошибку в теории информации Шеннона. Он сделал это не потому, что был критически настроен по отношению к Шеннону, которого рассматривал чуть ли не как Эйнштейна информации, а потому, что Шеннон сделал такую же ошибку, которую сделал Лео Сцилард в своем анализе демона Максвелла: он взял отдельный случай и расширил результат до общего закона.

Сцилард исследовал пути, которыми демон измеряет движение молекул, и обнаружил, что определенные измерения всегда имеют свою цену с точки зрения термодинамики: в ходе измерения всегда производится определенное количество энтропии. Но особый случай, который рассматривал Сцилард, а за ним и многие физики, не является показательным. В процессе измерения вовсе не обязательно отбрасывать информацию. Ее можно просто скопировать, не создавая энтропии и не теряя доступа к энергии, которая применяется во время измерения.

Шеннон анализировал кое-что другое — передачу информации. Коммуникацию. Он изучал, сколько энтропии создается, когда мы передаем информацию, применяя волновые сигналы в кабелях. Оказалось, что в этом случае энтропия создается всегда — и этот пример безупречен.

Однако студенты Шеннона интерпретировали этот отдельный случай как закон и считали, что любая передача информации создает энтропию (шум, новая информация, объяснять которую нет необходимости).

Они ошибались. Информацию можно легко передать и не создавая новую энтропию. К примеру, передав кому-то книгу (и затем вновь использовать кинетическую энергию, получив ее обратно).

Обычно коммуникация не имеет ничего общего с созданием или удалением информации. Коммуникация — это просто ее транспортировка.

Значит ли это что-либо для тех из нас, кому совершенно нет никакого дела до технических спецификаций или физических размеров телекоммуникационных связей? Нет, во всяком случае, не в повседневной жизни, так как количество энтропии, которое задействовано в этих особых случаях, очень невелико — намного меньше, чем шум, который создается в телефонной линии или на ТВ-экране любыми другими способами.

Но это имеет концептуальное значение. Это показывает, что если мы задумаемся о важности создания информации или избавления от нее, то в принципе коммуникация не будет иметь никакого значения: информация при коммуникации создается и уничтожается исключительно по практическим причинам. И искать то, что действительно имеет значение — смысл всего этого — нужно не здесь.

«Сколько весит информация?» — таким было название одной из лекций на семинаре 1990 года в Санта Фе. Спикер — Бен Шумахер из Кеньон-колледжа в Огайо, выглядел довольно раздраженным, представляя «Канал бедного студента».

Сценарий был таким: бедный студент уезжает в колледж далеко от дома. Его родители думают, удастся ли ему справиться там одному. Они знают, что постоянно будут беспокоиться. Поэтому они просят его звонить домой каждое воскресенье в 4 часа, чтобы сказать им, что все в порядке. Студент жалуется, что у него почти нет денег, и тратить монетки, чтобы звонить домой, будет для него дорого. Так что он предпочел бы не звонить. Но они приходят к решению: он будет звонить в 4 часа по воскресеньям только в том случае, если у него будут проблемы. Если он не звонит, значит, все хорошо. Итак, он звонит редко — но соблюдает свою часть договора.

Ему, таким образом, удается передавать сообщение родителям каждое воскресенье, не тратя ни цента — при условии, что телефонная система работает. Возможность передать сообщение, не тратя денег и вообще без любого физического представительства существует. При условии, что имеется связь.

Если линии не находятся в рабочем состоянии, отсутствие телефонного звонка ни о чем вам не скажет.

На этом моменте Шумахера перебил Чарльз Беннетт из IBM, который воскликнул: «Мне кажется, что телефонная компания должна брать с людей деньги за подобное использование телефона!».

И если об этом задуматься, вы увидите, что почти все из нас в определенной степени используют телефон подобным образом. «Я сто лет ничего не слышал от нее, значит, наверное, у нее все в порядке».

Но телефонные компании отлично об этом знают. Если хотите знать, во сколько обходится подобное использование телефонной линии — попробуйте не заплатить по счетам. Немногое в современной жизни может оказаться настолько же волнующим, как отрезанная телефонная связь: мало ли кто попытается до вас дозвониться!

Таким образом, телефон, который не звонит, передает на самом деле кучу сообщений. При условии, что вы оплатили телефонные счета.

Чтобы передать эксформацию, не нужна вообще никакая информация. Студент думает: «У меня нет новостей. На этой неделе было все нормально, никаких проблем. Я не буду им звонить». Его родители думают: «Должно быть, он делает домашние задания или вышел размяться на футбольное поле».

Эксформация была передана без использования какой-либо информации — за исключением той, которая составляет суть соглашения.

Виктора Гюго и его издателя переплюнули: сообщением может служить даже то, что мы вообще ни о чем не спрашиваем. Самый короткий разговор по телефону происходит постоянно: он заключается в том, что мы не звоним кому-то, кому позвонили бы при других условиях. (Телефонный звонок, которого вы не делаете, не содержит сообщения, если он предназначен для того, кого вы не знаете: только отсутствие звонка, который мог бы быть совершен, содержит сообщение).

Рольф Ландауэр суммировал свои идеи в виде разницы между коммуникацией и избавлением от информации в двух набросках. Простых, таких, какие любят физики. Наброски содержат концепцию и не содержат множества мелких деталей.

Один набросок показывает, каким образом происходит сообщение. Он состоит всего лишь из двух параллельных линий. Ничего не происходит — это просто труба, канал.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Второй набросок представляет собой вычисление: 2+2=4. Две линии сходятся в одной точке. Точка — это два различных состояния, 2 и 2, которые сведены вместе в одно состояние — 4. Что-то происходит. Вы можете пройти только одним путем. Из отправной точки — то есть состояний 2 и 2 — вы можете дойти до 4. Но если вы уже находитесь там, вы не сможете вернуться обратно, даже если вам известно, что вы перешли от двух состояний к одному, вам известному. 4 может быть выведено из многих других состояний, хотя здесь их показано всего два: 1+3 или 213–209 или -2+6.

Вычисления — это процесс, при котором отсеивается информация. Происходит что-то реальное, безвозвратное и необратимое. Это происходит именно потому, что при вычислении информация отсеивается: в 4 меньше информации, чем в 2+2. Таким образом, когда задача (2+2) заменяется решением — происходит необратимое.

Если не отбрасывать начальную точку и промежуточные вычисления, сохраняя только ответ, вычисления не будут являться необратимыми. Вычисления можно сделать обратимыми — такими, что мы сможем вернуться к начальной точке. Но это значит, что необходимо будет сохранить промежуточные вычисления. Подобные обратимые вычисления являются наиболее интересными с теоретической точки зрения — но не с практической стороны. Весь смысл вычислений заключается в том, чтобы уменьшить объем информации. Если по пути что-либо не отбросить, вычисления будут просто тратой времени. Мы всегда можем различить два вида вычислений: обратимые и необратимые. Последние являются безвозвратным удалением информации, при которых никто не сможет найти дорогу обратно к начальной точке, если у него будет только конечный результат.

Но коммуникация не является безвозвратным процессом. И это верно для обоих ее концов. Процесс при желании можно обратить. На самом деле это и есть весь смысл коммуникации: информацию можно копировать, передавать, перемещать, повторять, дублировать. Дистанция при движении вперед и назад будет одной и той же — в принципе, коммуникация всегда является обратимой.

А вот вычисления — нет, как и процесс создания эксформации, так как когда мы избавляемся от информации, назад дороги нет. Мы забываем микросостояния, которые ведут нас к данному макросостоянию. Процесс забывания является необратимым. Коммуникация же обратимая и двусторонняя.

Невозвратимое происходит до процесса коммуникации и после него — но не во время. В коммуникации интересен не сам процесс перемещения, а тот факт, что нечто становится движимым. В словах интересно не то, что их можно произнести, а то, что есть нечто, что может быть сказано.

В случае с речью интересно не то, как мы говорим, а тот факт, что у нас есть что сказать. В коммуникации важно не то, что мы говорим, а то, что мы должны сказать.

Вот почему существует множество вещей, говорить которые лучше всего не открывая рта.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Мы можем попытаться представить несколько более длинные вычисления, чем то, которое продемонстрировал своей небольшой вилкой Ландауэр. Мы можем представить длинную сумму: (2+2) X (3+3) = 24. На рисунке представлено двойное разветвление. Каждая ветвь разветвляется еще раз. Вилка превращается в небольшое дерево. Более сложные вычисления позволят нам получить деревья со множеством ответвлений.

Подобные деревья называются бинарными, так как они разветвляются надвое. Бинарные деревья исключительно полезны во многих областях современной математики и физики. Подобные деревья в 1985 году использовали Бернардо Губерман и Тад Хогг, когда в первый раз пытались дать определение и произвести вычисления сложности (эту идею в 1962 году предложил Херб Саймон). Они примеряются и в современной теории информации, так как объясняют, почему логарифмом можно заместить ту кучу микросостояний, изучением которых мы не хотим заниматься.

Давайте снова подбросим нашу монетку. Мы подбросим ее большое количество раз и получим случайную серию бинарных чисел, где 0 означает решку, а 1 — орла: 001011101110. Эта последовательность может обозначать и множество других вещей, а не только результат бросания монетки. Она может, к примеру, обозначать количество выборов, которые делаются на определенном количестве перекрестков: направо или налево. Таким образом, мы можем нарисовать диаграмму в виде дерева, которая будет представлять собой весь объем возможностей — дорожную сеть — а не просто тот путь, который был выбран. В такой диаграмме-дереве тот путь, который на самом деле был выбран, описывается последовательностью бинарных чисел: 0 означает «направо», а 1 — «налево». Длина последовательности показывает, сколько выборов было сделано — сколько раз нам пришлось выбирать.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Чем длиннее последовательность, тем больше выборов было сделано. Но количество путей, которые можно было выбрать и которые так и не были выбраны, увеличивается намного быстрее, чем количество выборов. После 7 решений мы могли отвергнуть уже 2 X 2 X 2 X 2 X 2 X 2 X 2 путей. 2 повторить 7 раз, или два в седьмой степени. Существует огромный выбор возможных путей. Очевидно, будет не слишком интересно, если нам скажут, что «два в седьмой степени» будет 128. Нам будет гораздо легче запомнить, что было сделано 7 вариантов выбора. Восемь выборов означает 256 путей, а 4 выбора — 16, и так далее.

Этот «бинарный логарифм» выражает количество выбранных вариантов. Логарифм говорит нам, сколько ветвей у этого дерева и сколько уровней на нем образовалось.

Верхушка дерева отражает все возможности. Количество вариантов выражается «глубиной» дерева — количеством его уровней.

Это фигура, которая интересует теоретиков информации: это все, что могло быть сказано. Не просто путь (который соответствует тому, что было сказано на самом деле), а вся дорожная сеть. Это инфраструктура, которая необходима, чтобы путешественник мог сказать: «Развилка на дороге встречалась мне 8 раз, я пошел по пути 001011101110 — и вот я здесь».

Когда мы перемещаем информацию, мы говорим, каким путем мы пошли. Мы предоставляем короткую сводку всех выборов, которые мы сделали. Таким образом мы косвенно указываем на то, что было много путей, по которым мы не пошли.

Нам может потребоваться суммирование информации способом подсчета, когда мы, к примеру, платим за свои покупки в супермаркете. В принципе мы можем сообщить сумму за каждую покупку и заплатить за каждую по отдельности. Но это будет довольно хлопотно. Гораздо легче сначала просуммировать все числа.

Или мы можем захотеть что-то сообщить другим. У нас есть что им сказать. Независимо от того, будем ли мы говорить это по телефону или общаясь лицом к лицу — наше время разговора будет ограниченным. Вот что мы делаем — мы суммируем: отсеиваем информацию.

Непонимание в отношении концепции информации — понимание информации как порядка и негэнтропии, данное Робертом Винером и Леоном Бриллоуном — возможно, имеет свои корни здесь: в беспорядке, несомненно, имеется информация — но мы, люди, рассматриваем в качестве информации то, что мы можем передавать друг другу — как правило, это то, что уже является результатом вычислений, итогом. То, что мы называем информацией в повседневной жизни, на самом деле больше напоминает эксформацию: в повседневном языке если что-то содержит информацию, оно является результатом образования эксформации — это итог, сокращение, которое уместно в коммуникации или выполнении транзакций, к примеру, оплата в супермаркете.

Таким образом, когда в своей повседневной жизни мы говорим «информация», мы непроизвольно думаем об информации-как-результате-отсеивания-информации. Мы принимаем во внимание факт, что в опыте содержится больше информации, чем в отчете о нем. Именно этот отчет мы и считаем информацией. Но основой подобного отчета является та информация, которая была отсеяна. Только после того, как это произошло, ситуация становится событием, которое начинают обсуждать. Ситуация в общем, в которой мы оказываемся в тот или иной момент времени — это нечто, в чем мы не можем дать отчета: отчет о ней мы сможем дать только тогда, когда она «свернется» в событие — посредством отсеивания информации. Только тогда мы сможем сказать: «Я сижу и читаю» — не упоминая все, что происходило до того и что произойдет после и что присутствует в настоящее время в комнате.

Аналогично предметы, которые мы хотим обсудить — это предметы определенной глубины, предметы, в которых содержится отринутая информация. Предмет обсуждения может быть представлен в таком виде, что нам хочется о нем говорить. В таком случае мы говорим, что он содержит информацию. Мы склонны верить, что именно его структура означает: в этом предмете есть информация. Но на самом деле предметы, которые не структурированы и не организованы, несут в себе больше информации, так как их сложнее описать. Однако для нас не имеет смысла трудиться и говорить о нем в деталях, поэтому мы называем его макросостоянием — к примеру, тепло, порядок или грязная посуда.

Мы можем получить гораздо меньше информации о кухне, сказав, что тарелки вымыты и сложены стопками в буфет, нежели сказав, что они находятся на столе и их нужно вымыть. Чистые, сложенные тарелки — это макросостояние, которое соответствует очень небольшому количеству микросостояний (если говорить в целом, то разница, которая не спровоцирует никаких замечаний от остальных членов семьи, может заключаться только в порядке, в котором сложены тарелки). А вот грязные тарелки могут быть сложены самыми немыслимыми способами — как всем нам отлично известно.

Но информация о куче грязных тарелок не слишком интересна. На самом деле мы бы с удовольствием отбросили эту информацию. Мы так и делаем — моем тарелки. Когда мы это сделали, тарелки в порядке — это хорошо и, как мы полагаем, это состояние содержит в себе много информации. Но на самом деле верно обратное — это и есть конфликт между повседневным пониманием информации и научной концепцией, которая увела с пути Винера и Бриллоуна.

Наша повседневная концепция информации больше напоминает концепцию эксформации, нежели понятие информации Шеннона. В нашем обычном языке есть определенная мудрость: говорить стоит только о вещах и ситуациях, которые характеризуются недостатком информации — организация, порядок или простота, проявляющаяся в виде стабильности во времени. А вещи, которые содержат больше информации, нам не интересны, так как они представляют собой беспорядок.

Если затем добавить способность человека познавать — сжимать опыт в более короткие описания — становится ясно: интересно то, что можно описать, используя очень маленькое количество информации. Муравейник гораздо более интересен, нежели куча сосновых иголок — но оба они состоят из одного из того же материала, а информационное содержание у кучи будет больше.

Информация — это мера беспорядка и случайности в сообщениях, которые мы используем для описания вещей, не характеризуемых порядком и случайностью. Сообщение содержит информацию, потому что оно непредсказуемое. Сообщение интересно, потому что оно содержит то, что является в определенной степени предсказуемым.

Нашей повседневной концепции информации это известно — но именно поэтому эта концепция становится настолько неоднозначной. На самом деле здесь речь идет больше об эксформации, чем об информации: когда мы говорим «информация», то, что мы под этим подразумеваем, будет гораздо ближе к эксформации. Но не совсем.

Давайте попробуем понять коммуникацию между людьми через модель, которая описывает передачу информации и образование информации, которое происходит перед этой передачей. Это может помочь объяснить несоответствие в нашем обыденном понимании информации.

Мы объединим деревья и трубки в наброске, который базируется на стандартной концепции математической теории информации, но специально предназначенном для того, чтобы дать нам представление и об эксформации. Это карта того, как люди говорят друг с другом. Давайте назовем ее «деревом разговора».

Вначале человек, который находится слева, должна подумать. Ей нужно суммировать свой опыт, эмоции или память. Значительная часть информации отсеивается, как при вычислениях. (Другой связи с вычислениями, помимо отсеивания информации, здесь нет — мы не говорим, что создание эксформации соответствует исключительно вычислениям). Когда ее ум приходит в нужное состояние, отсеяв огромное количество информации, остаются слова, которые она может сказать. Они передаются через трубу. Здесь не происходит никакой сортировки. С другой стороны трубы эти слова принимаются и раскрывают свое значение.

Движение прошло от левой вершины дерева к его корням, по земле, а затем к верхней правой части дерева. В левой части много информации было сжато путем отсеивания — образования эксформации. Мысли превратились в слова — это называется стимулированием. Справа получено ограниченное количество информации в словах. Здесь оно разворачивается в большее количество информации. Этот второй процесс мы называем активизацией.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Путем образования эксформации большое количество информации было сжато и превращено в небольшое количество, которое затем было передано. Информация обладает глубиной, так как все это время образуется эксформация.

С другой стороны, информация снова разворачивается. Получатель думает о лошадях, которые она видела в своей жизни. Она ассоциирует полученную информацию со своим опытом, мыслями, памятью, снами, эмоциями, лошадьми. Происходит активизация.

Передан был только совсем небольшой объем информации — но он вызвал у принимающей стороны целую галерею образов лошадей. Стимулирование — коммуникация — активизация. Отсортировка, передача и воссоздание информации.

Эта модель не ограничивается только письменной и устной речью. Изначально она была вдохновлена тем, как датский музыкант описывал, что происходит, когда мы слушаем музыку. В своей книге «Ind i musikkin» Петер Бастиан описывает, как композитор преобразует нечто духовное/интеллектуальное в музыку, которую можно сыграть пальцами по клавиатуре. Это вызывает звуковые волны, которые в ухе слушателя улавливаются, осознаются и превращаются в музыку.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Главное в музыке — это не звуковые волны. Это то, как композитор/исполнитель превращает определенные ментальные состояния в модель, которая вызывает такие же (или другие) ментальные состояния у слушателя. Если мы хотим понять Баха или «Битлз», нам нужно обратить внимание не столько на информацию, которая передается нотами, сколько на эксформацию, которая к ним привела — а, следовательно, на эксформацию, которую эти ноты вызывают у слушателя.

Подобная цепь размышлений широко распространена в изучении восприятия музыки. Давид Харгрейвз, психолог, развил теорию музыкальных предпочтений, которая описывается в журнале «New Scientist» таким образом: «Эта теория базируется на теории информации, но важные выводы следуют из разницы между подобной концепцией «информации» и ее психологическим контрапунктом. Существенным является то, что кодирование психической информации, которая содержится в музыкальной композиции, как и в информационной теории, не представляет большого интереса. Но кодирование информации в «субъективных» терминах обещает весьма много. Понравится ли человеку данное конкретное произведение или нет, будет зависеть от той информации, которую он сможет из него получить, а не от информации, которая уже находится в этом произведении».

Когда мы слушаем музыку, в нашем уме создаются определенные состояния. Они могут быть родственными состояниям, которые возникали в мозгу у композитора, когда он сочинял музыку — но не обязательно.

Музыка может дать нам доступ к состоянию счастья. И не обязательно потому, что «они играют нашу мелодию». Это может быть просто музыка или мотив, которые поднимают нам настроение.

Измерения кровяного давления и электрической проводимости кожи показывают, что музыка действительно оказывает на нас влияние. Исследования, которые проводились согласно теории Харгрейвза, даже продемонстрировали, что одни и те же отрывки музыки одинаково влияли на разных людей.

Слушать музыку — это не значит знать имя басиста или то, вариацией какой итальянской народной песни является эта композиция. Нам не нужно знать название песни или имя возлюбленной вокалиста, чтобы наслаждаться музыкой. На самом деле нам не нужно никаких подробностей или знаний, чтобы ею наслаждаться. Но нам нужно знать самих себя — и иметь мужество следовать этому знанию.

Музыка вызывает ментальные состояния, о которых мы предпочли бы не вспоминать, либо потому, что они неприятные, либо потому, что мы начинаем ощущать депрессию, когда о них думаем. Музыка может вызывать восхитительные состояния: она может дарить энергию, спокойствие, эротизм, задумчивость, свободу, бунт, печаль, ощущение присутствия, желание потанцевать, гордость, смех, ощущение причастности и раздражение.

Музыка — это метод передачи эмоционального состояния от композитора/исполнителя к публике посредством звука.

Во время живых выступлений эта передача происходит в обе стороны. Между исполнителем и аудиторией возникает взаимодействие. Эмоциональное состояние, возникшее у аудитории, воздействует на исполнителя (так как, к примеру, меняются ритм дыхания, поза и выражения лица у аудитории). В редкие моменты особого накала происходит обратная связь, когда исполнитель выражает через музыку свое состояние, а у аудитории вспыхивает состояние, родственное тому, которое испытывает исполнитель. В результате это состояние усиливается и выражается с большей степенью ясности.

Таким образом, у музыки, как и у речи, есть свое дерево. Но не являются ли эти деревья просто плодами догадки, которая базируется на идее, что в коммуникации должно присутствовать больше информации, чем та информация, которая была ясно выражена?

«Клиническая психология и Ядерная медицина» — так называется отделение, которое находится в подвале госпиталя Биспебьерг на севере Копенгагена. Это название говорит о том, что изучение физиологии человека — того, как функционирует организм — ведется с использованием радиоактивных веществ. В последние 30 лет здесь были открыты самые важные знания, которыми мы обладаем на сегодняшний день о том, как функционирует человеческий мозг. Глава отделения профессор Нильс А. Лассен работает совместно со своим коллегой Давидом Ингваром из шведского университетского госпиталя Лунда, развивая методы изучения циркуляции крови в мозгу.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Основы их методов были заложены в США в 40-50-е годы, но до 60-х годов Лассену и Ингвару не удавалось детально продемонстрировать, каким образом циркулирует кровь в мозгу. Только тогда стало возможным показать, какие части мозга активизируются, когда мы выполняем те или иные виды деятельности. Это языковой центр, моторный центр, центр планирования и центр слуха.

О существовании таких центров было известно более столетия, в основном на материалах изучения раненых во время войны, которые получили частичные повреждения мозга. Но новые методы изучения мозгового кровообращения позволили исследовать церебральную активность в более повседневном контексте. К примеру, между простым говорением и поддержанием диалога существует большая разница. Приток крови к мозгу людей, которые просто описывают свою гостиную, и людей, которые разговаривают друг с другом (к примеру, о том, как они провели Рождество) будет различным.

Конечно, мы не имеем возможности видеть мысли человека — но мы можем увидеть, говорит ли этот человек или поддерживает разговор. Аналогично наблюдение позволяет установить, думает ли человек перед тем, как говорить: в схеме активности мозга между тем, когда человек просто повторяет слова за экспериментатором (стул, стол) и когда ему необходимо подумать, прежде чем сказать, так как конкретные слова могут вызывать у него определенные ассоциации, будет наблюдаться разница.

В 1985 году Ларс Фрайберг и Пер Роланд, оба ученика Лассена и Ингвара, опубликовали исследование о том, каким образом циркулирует кровь во время процесса мышления. Выяснилось, что в случае трех различных видов мышления — вычисления в уме, повторение стихов и визуализация образов памяти — наблюдается очень большая разница в схемах циркуляции крови.

Для устного счета испытуемым было предложено от 50 отнять три и продолжать вычитать по 3 из получившегося результата. Для повторения им было предложено по очереди пропускать слова в не имеющем смысла стихотворении “okker-gokker- gummi-klokker-erle-perle-pif-paf-puf” —датский аналог бессмысленной детской считалочки. В качествевизуального упражнения на память им предложили представить себе, что они выходят из своей квартиры и по очереди поворачивают направо и налево на каждом углу.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

После того, как они выполняли эти упражнения в течение минуты, ученые отметили, где приток крови оказался особенно выраженным. Выяснилось, что между тремя этими видами мышления имеется существенная разница. Самый последний вид деятельности является наиболее сложным — и действительно, он потребовал наибольшего уровня кровообращения.

Количество крови имеет значение. Церебральное кровообращение повышается сильнее, когда мы мыслим, нежели когда выполняем задания, которые состоят из движений или сенсорного восприятия (и это несмотря на то, что кровоток в организме, безусловно, повышается во время движения). В исследовании на тему того, насколько повышается церебральный метаболизм во время умственной активности, Роланд и его коллеги продемонстрировали следующее: кислородный метаболизм мозга (который тесно связан с кровообращением) в процессе мышления повышается на 10 %.

Это очень высокий процент, так как мозг и так задействует значительную часть всех ресурсов организма — на него приходится пятая часть всего энергопотребления.

Неудивительно, что у нас так часто возникает желание перекусить, когда мы начинаем размышлять над действительно хитрой задачей!

Ларс Фрайберг показал: существуют значительные различия в объемах кровообращения, когда люди слушают записи датской речи, воспроизводимые в прямом и обратном порядке. Когда лента проигрывается как нужно, центры слушания и речи активируются вместе с другими родственными им центрами, чтобы понять, что именно говорится. Но когда лента проигрывается в обратном направлении, активизируется весь мозг!

Запись, которая проигрывается задом наперед, понять сложнее, чем запись, которая проигрывается нормально — на самом деле первую мы вообще не можем понять. И мозг начинает задействовать гораздо больше энергии, чтобы постараться понять обратную пленку. Когда лента проигрывается нормально, мы просто слышим слова, понятные в данном контексте. Код ясен. Когда лента запускается наоборот, все, что вы слышите — это чушь, из которой очень сложно что-то понять.

Но каким образом это соотносится с теорией информации? Ведь количество бит, конечно, остается одинаковым, проигрываете ли вы ленту с начала до конца или с конца до начала? Это зависит от того, кто будет ее слушать.

Если слушатель понимает запись, когда она проигрывается нормально, он воспринимает только те биты, которыми кодируется язык. Это намного меньше, чем общее количество бит, присутствующее в звуковом образе.

Но если он не понимает язык, количество бит будет таким же, независимо от того, играется ли она нормально или наоборот, так как в этом случае в звуковом образе присутствует одинаковое количество отличий.

Если вы знаете, что запись можно понять, когда она играется с начала до конца, то в ней окажется меньше бит, когда она будет запущена с начала, чем тогда, когда она будет запущена с конца. Если мы знаем, что язык в записи — датский, то звуковой образ будет содержать меньше сюрпризов — меньше информации. Это, конечно, если вы говорите по-датски.

Чтобы усвоить огромное количество информации в записи, которая не несет никакого смысла, нужно больше умственной работы, чем в случае записи, которая имеет смысл. В восприятии беспорядка содержится больше информации, чем в восприятии порядка. И это происходит не потому, что беспорядочные биты отсутствуют в понятном сообщении, а потому, что мозг отлично знает: когда он слышит обычную речь, ему нет необходимости обращать внимание на эти беспорядочные биты. Ему нужно обращать внимание на слова — и ни на что другое.

Когда мы слышим сообщение и в нашем обычном понимании этого слова воспринимаем информацию, это на самом деле доказывает: в данном сообщении нет так много информации, как могло бы быть. Канал или трубка, через которую мы слышим, передает гораздо больше деталей, чем мы воспринимаем, когда получаем сообщение. Но мы игнорируем эти детали, так как знаем, что мы получаем сообщение, а не какой-то зашифрованный код, где мы не можем уловить определенного смысла.

Наше повседневное понимание информации на самом деле относится к отсеянной информации: в обычной жизни мы воспринимаем сообщения как содержащие много информации, потому что нам нет необходимости обращать внимание на все детали, на всю физическую информацию — мы имеем дело только с несколькими отличиями.

Когда же, с другой стороны, запись проигрывается наоборот, она не воспринимается как содержащая большое количество информации в нашем обычном понимании. Это просто набор звуковых различий, который не был структурирован путем отбраковки информации. Мы воспринимаем его не как информацию (хотя в физическом смысле информации здесь полно), а как беспорядок. Беспорядок настолько богат структурно, что воспринимается как вообще не имеющий структуры.

Наше повседневное понимание информации базируется на вопросе: «Есть ли одно макросостояние, которое позволит нам игнорировать множество микросостояний?». Если да, то мы понимаем получаемое сообщение и нам не нужно тратить слишком много умственных усилий, чтобы его усвоить. На это требуется меньше крови.

Концепция понимания, таким образом, связана с объективными физиологическими процессами. Ларс Фрайберг и его коллеги изобрели метод изучения моделей циркуляции крови, который позволяет объективно определить, понимает ли человек датский язык! Или, если вам будет угодно, язык навахо.

На конференции по изучению мозгового кровообращения в Копенгагене в 1990 году многие ветераны подобных исследований обсуждали, каким образом можно интерпретировать эту метаболическую активность. Что на самом деле заставляет кровь приливать к участкам мозга, когда что-то происходит?

Луис Соколофф из Американского национального института ментального здоровья, пионер в этой области, обобщил это так: метаболическая активность, а, следовательно, и необходимость в притоке крови возникает не как результат функционирования нервных клеток. Метаболизма требует работа нервных клеток, которые готовятся к выполнению следующей задачи. Другими словами, не работа, которую выполняют клетки, требует крови — а подготовка к следующей задаче: освобождение от отходов.

«Таким образом, метаболическая активность, следовательно, ассоциируется не непосредственно с функциональной активностью, а с восстановлением после последствий такой активности», — объясняет он.

Это подобно тому, как настоящая проблема демона Максвелла состоит не в том, чтобы получить знание о положении молекул, а в том, как потом избавиться от этого знания.

Поток крови — это на самом деле мера всей той информации, от которой мозг избавляется в процессе работы. Это необходимый метаболический процесс, который нужен нервной клетке для того, чтобы она забыла, чем только что занималась.

Изучения церебрального энергетического метаболизма — это изучение работы, которую выполняет мозг. Очень важно понять, что даже внутренняя умственная активность, к примеру, вспомнить, как меблирована комната — это настоящая физическая и физиологическая активность, которая имеет выраженную связь с вполне осязаемыми факторами. Мышление — это материальный процесс тела, который полностью напоминает такой вид телесной активности, как движение.

Нет причины считать, что мышление чем-то отличается от всего остального, что делает наше тело. Умственные процессы требуют калорий точно так же, как и игра в теннис. И будет разумным сказать, что когда мы разговариваем, в нашем уме есть своего рода «дерево»: мы можем провести измерения и доказать, что когда люди разговаривают друг с другом, в их головах действительно что-то происходит.

Возможно, концепция эксформации менее определенна, чем концепция информации; возможно, пройдет еще много лет, прежде чем мы научимся измерять эксформацию. Но уже сейчас ясно, что существуют измеримые физиологические явления, которые включают в себя такие же состояния, как и те, которые мы имеем в виду, говоря о большом или маленьком дереве (много или мало информации), которое стоит за сообщением.

Есть смысл говорить о том, сколько времени мы думаем, прежде чем сказать. Конкретный физиологический смысл. Фактор времени в изучении кровотока мозга пока изучен очень слабо, несмотря на то, что методики изучения развиваются. С помощью этих методов сложно точно измерить продолжительность событий менее минуты, поэтому пока не получается изучить в деталях процессы разговора и мышления. Но нет сомнения, что со временем подобные методы появятся, и относительно времени произойдет такая же революция, которая происходит сегодня в рамках пространства.

И, следовательно, станет возможным понять, когда и куда протекает кровь в мозгу, когда мы думаем, разговариваем и напеваем.

Несмотря на то, что физиологический смысл в том, что мы думаем, прежде чем сказать, действительно имеется, это не отвечает на вопрос о том, как мы вообще способны научиться говорить. Откуда она исходит, эта возможность реконструировать информацию, которая не содержится в той информации, которую мы получаем?

Дети учатся говорить — и понимать. Это занимает несколько лет, и на самом деле никто не представляет, каким образом они это делают. Но все мы сделали это в свое время. Мы научились понимать, что такое лошадь. Мы научились слушать рассказы про лошадей и представлять себе, о чем в них говорится.

Отличный пример — сказки. Дети любят, когда им читают. Им нравится слушать сказки снова и снова, когда взрослые сидят рядом с ними и читают.

Детям нравится слушать одни и те же истории снова и снова, потому что они практикуются в понимании. Вместе со взрослыми они изучают благородное искусство ассоциаций. Или угадывания ментального состояния автора, которое было занято лошадьми, когда он писал эти слова.

Требуются годы, чтобы овладеть особыми маневрами, показанными в зарисовке «дерева речи».

Дерево демонстрирует, как рассказчик упаковывает большое количество информации в малое количество информации. Она проходит вниз по левой стороне. Много информации превращается в мало информации. Генерируется эксформация. Затем это небольшое количество информации передается через горизонтальную «трубу» и будет получено в неизменном виде. Следующая проблема заключается в том, как связать полученное, передать вверх по дереву и получить все ассоциации, которые необходимы, чтобы представить себе принца и принцессу на белом коне.

Складываются пути ассоциаций, модели узнавания, которые дети обожают воспроизводить снова и снова.

Но как это возможно? Как может ребенок догадаться, каким образом получить больше информации, чем присутствует в рассказе? Как могут крошечные кусочки информации запускать такую лавину явлений? Как эксформация отправителя может приводить к воспроизведению старой информации у получателя? Информация (из полученного опыта с лошадьми) не присутствует в сознании получателя здесь и сейчас — но что же тогда вспоминается?

Как может информация, которая ранее была отсеяна из сознания в процессе создания мысли, снова быть вызвана к жизни, чтобы эксформация рассказчика вызвала воспоминания о ранее отсеянной информации у получателя? Как вообще возможно составить из информации отправителя волнующие воспоминания в получателе?

Единственный реальный ответ на эти вопросы — «идите и спросите у детей». Только они способны воспроизводить непостижимый процесс обретения этой способности. Но мы все делали это. Все мы когда-то были детьми. Так что даже если мы забыли о том, как мы приобрели эту способность, точно так же, как забыли о том, как научились ездить на велосипеде (но ездить при этом не разучились!), возможно, у нас получится реконструировать хотя бы часть того, что при этом происходит.

В любом случае мы можем сказать следующее: в этом процессе должно присутствовать больше информации, чем в словах, которые были произнесены на самом деле. В противном случае нам бы никогда не удалось догадаться, что нужно подумать, услышав те или иные слова. В конце концов, нам совершенно точно не удается воспроизводить в своей голове информацию, когда мы слышим слово, которое никогда не слышали раньше — к примеру, «erecacoexecohonerenit» — не так ли?

Но ведь дети этому учатся. Должно быть что-то еще, нечто большее, чем текст, когда мы читаем его вслух. И это на самом деле есть: взрослый.

Маленькие дети могут учиться у взрослых. Снова и снова.

Тогда должно быть что-то еще, нечто большее, чем просто слова, в контексте, который может научить детей разговаривать. Более чем просто вербальная информация.

Это ведет нас к вопросу: есть ли каналы между деревьями иные, нежели устные, и если есть, сколько информации в них содержится? Действительно ли разговор является только сценой для гораздо большей и гораздо более реальной постановки? Действительно ли процесс говорения является только небольшой частью разговора?

Если это так, нам нужно приготовиться к еще одному неприятному вопросу: когда мы разговариваем друг с другом, мы отдаем себе отчет в том, что мы разговариваем. Это заполняет наше сознание. Но если большая часть разговора происходит вне говорения, и остальное имеет место в нашей голове — почему мы сами об этом не знаем? Каким образом сортируются наши мысли, прежде чем они облачатся в слова? Существует ли демон, сортирующий информацию?

Является ли сознание только вершиной ментального айсберга? Является ли сознание таким же жалким и таким же беспомощно комичным в ощущении собственной важности, как и информация?

Ответ должен таиться в битах.

СОЗДАНИЕ ГАЗЕТЫ

В любом журналистском офисе навалены кипы газет: иностранные газеты, газеты конкурентов, отраслевые газеты. Кипы. Каждый журналист каждый день читает пачки газет. Или должен читать — но не всегда это делает, так как информацию можно почерпнуть и из других источников: встречи, телефонные звонки, интервью, проводные сервисы.

Многие статьи из других газет сжимаются до одной статьи для завтрашнего издания собственной газеты журналиста. Через его голову проходят океаны информации — и отвергаются по мере того, как он пишет собственную статью.

Издательская команда превращает кипы газет в одну газету. Горы напечатанного материала сортируются с целью создать еще одну газету для этой кипы, газету, в которой будет теперь содержаться огромное количество эксформации — изобилие отсеянной информации. Вся эта эксформация представлена в информации для завтрашней газеты.

Когда первая копия сегодняшней газеты написана и сверстана, ее фотографируют, чтобы можно было подготовить печатные формы. Затем с этих форм печатаются тысячи идентичных копий. Эксформация, выраженная в информации, которая может быть скопирована.

Работа журналиста никак не связана с количеством напечатанных копий. Его забота — только количество других газет, которые приходится отсеивать по пути.

Одна копия каждой из многочисленных разных газет концентрируется во многие копии одной газеты — вот в чем заключается смысл издания газет. Но иногда это не соответствует действительности. Иногда журналист не читает других газет. Ему лень, и он только приблизительно знает, что приключилось в Шри Ланке: он прочел только одну газету. Но нет необходимости проверять историю. Его статья все равно займет такое же количество дюймов в газетной колонке. Его газета выйдет таким же количеством копий.

Легко определить, сколько информации содержится в газете. Можно просто сосчитать буквы. Но сложно определить, сколько в ней содержится эксформации. Исключительно сложно. Но если следить за газетой в течение какого-то времени — и, возможно, в то же время читать другие газеты — можно начать понимать, были ли все иностранные газеты, которые отсортировали журналисты, действительно ими прочитаны, прежде чем они их отсортировали.

Информация видима. Эксформация становится видимой только в контексте. Сложность тяжело измерить.

ДОРОЖНЫЙ ЗНАК

«Приближается поворот». Этот знак показывает, что через мгновение дорога резко повернет налево. Имеет смысл снизить скорость. Полезная информация, которая отражает факт, что здесь произошло ДТП: в прошлом году бизнесмен оказался в саду владельца магазина, так как дорога оказалась слишком скользкой, и он не вписался в поворот. В ДТП пострадал цыпленок. Но мы не хотим все это знать: мы просто предполагаем, что легко усваиваемая информация, представленная дорожным знаком, относится к массиву информации, которая не присутствует. Мы все равно не смогли бы ее воспринять, проезжая мимо на скорости. Но мы воспринимаем знак.

На знаке изображен стилизованный поворот. Практически все, что осталось от поворота — это то, что он поворачивает. Но в данном контексте этого достаточно.

Дорожный знак очень ясно говорит нам о том, что человек, который поставил этот знак, знает о повороте гораздо больше, чем явствует из знака. Это знание имеет место: об этом говорит тот факт, что это — официальный дорожный знак. Данный знак ясно говорит нам, что он возник здесь в процессе конверсии информации, которой больше нет. Именно это делает его знаком, а не просто листом металла, покрытым краской.

Глава 6. Пропускная способность сознания

Среди 34 глав «Человеческой психологии», 825-страничного учебника для студентов-медиков, есть одна, финальные четыре с половиной, строчки которой выделены курсивом. Для книг подобного уровня необычно оканчивать технические моменты заключением, которое было бы столь явно выделено. Тем не менее профессор Манфред Циммерман из института психологии Университета Гейдельберга поступил именно так в своей главе «Нервная система в контексте информационной теории». И не без причины, так как заключение содержит факт, который был известен на протяжении почти 40 лет — и тем не менее оставался практически незамеченным. И это несмотря на то, что он представляет собой одно из важных свидетельств того, что такое быть человеком. Циммерман пишет:

«То, что мы воспринимаем в каждый момент времени, при этом ограничено исключительно малым размером потока информации о нашем окружении, которая поступает от органов чувств».

В другом учебнике профессор Циммерман заключает главу на ту же тему следующими словами — на этот раз без курсива:

«Следовательно, мы можем заключить, что максимальный информационный поток процесса сознательного сенсорного восприятия составляет около 40 бит/сек — на много порядков меньше, чем поток, воспринимаемый нашими рецепторами (нервными окончаниями). Тогда наше восприятие, по-видимому, ограничивается только ничтожной частью того изобилия информации, которое поступает через сенсорные каналы». Невероятное количество учебников по психологии и нейропсихологии вообще об этом не упоминают. И не потому, что анализ Циммермана является оригинальным — он совершенно точно таким не является. Он просто повторяет заключение, к которому ученые пришли к концу 50-х годов прошлого века и которое время от времени повторяется с тех пор в медицинской, психологической и информационной теории, не оказывая при этом почти никакого влияния ни на психологию, ни на нейропсихологию, ни на нашу культуру в целом.

Волнует то, что каждую секунду через наши органы чувств проходят миллионы бит информации. Но наше сознание способно обработать скорее всего только 40 бит в секунду — максимум. Миллионы и миллионы бит собираются в наш сознательный опыт, который практически не содержит никакой информации. Каждую секунду каждый из нас отсеивает миллионы бит, чтобы достичь особого состояния, которое известно, как сознание. Но сознание само по себе мало что может сделать с информацией. Сознание содержит информацию, которой больше нет, информацию, которая была потеряна по пути.

Сознание ассоциируется не с информацией, а с ее противоположностью — порядком. Сознание — это не сложное явление, сложным является то, для чего формируется сознание.

Возможно, именно этот факт является причиной того, что в течение десятилетий многие ученые привыкли воспринимать информацию как нечто, включающее в себя порядок и организацию. Ведь сознание — это восприятие порядка и организации. Но сознание — это состояние, в котором обрабатывается немного информации — сознательно. Сознание состоит из информации не более, чем человек, который потребляет большое количество пищи, состоит из пищи. Сознание питается информацией точно так же, как тело питается пищей. Но человеческие существа не состоят из хот-догов — они состоят из поглощенных хот-догов. Сознание не состоит из хот-догов — оно состоит из хот-догов, которые были поняты. Это гораздо менее сложно.

Этот тезис является исключительно простым, во всяком случае, если выразить его цифрами. Мы можем измерить, сколько информации поступает через наши органы чувств. Это можно сделать, просто сосчитав, сколько рецепторов содержит каждый орган чувств: сколько зрительных клеток в глазу, сколько чувствительных точек есть на коже и сколько вкусовых почек — на языке. Затем мы можем подсчитать, сколько нервных соединений посылают сигналы в мозг и сколько сигналов в секунду посылает каждое из этих соединений.

Эти количества будут огромными. Глаз посылает в мозг по меньшей мере 10 миллионов бит каждую секунду. Кожа посылает миллион бит в секунду, ухо — 100 тысяч бит, наши обонятельные сенсоры — еще одну сотню тысяч бит в секунду, наши вкусовые почки — возможно, тысячу бит.

В общей сложности наши сенсорные механизмы получают от мира более 11 миллионов бит информации в секунду.

Но наши ощущения далеко не столь велики: сознание обрабатывает намного меньше бит. В течение десятилетий ученые измеряли, сколько информации в секунду может воспринимать человеческое сознание. Эти измерения проделывались всевозможными способами, один из которых заключался в том, чтобы измерить, сколько лингвистических бит мы обрабатываем, когда читаем или слушаем. Но язык — это не единственный аспект, который подвергался изучению. Возможность видеть и различать вспышки света, чувствительная стимуляция кожи, способность различать запахи и многое другое может быть использована для того, чтобы подсчитать — на сознательном уровне мы воспринимаем около 40 бит в секунду. Эта цифра, возможно, даже преувеличена.

Наше сенсорное восприятие принимает миллионы бит в секунду, сознание — четыре десятка. Поток информации, измеренный в битах в секунду, описывается как пропускная полоса, или производительность, сознания. Пропускная полоса сознания намного меньше, чем пропускная способность наших сенсорных рецепторов.

В 1965 году Дитрих Тринкер, немецкий психолог, читал лекцию по случаю 300-летней годовщины основания Университета Киля, в которой эти цифры были сведены в полезное правило: в нашу голову поступает в миллион раз больше бит, чем способно воспринять наше сознание.

«Из всей информации, которая каждую секунду поступает в наш мозг от органов чувств, только малая часть достигает нашего сознания: отношение производительности перцепции к производительности апперцепции составляет в лучшем случае миллион к одному, — пишет Тринкер. — Это равнозначно тому, что только миллионная доля того, что видят наши глаза, слышат наши уши и того, о чем информируют нас наши остальные органы чувств, появляется в нашем сознании».

«Метафорически, — продолжает он, — сознание можно сравнить с прожектором, который резко выделяет лицо одного актера, в то время как все остальные люди, костюмы и декорации, находящиеся на большой сцене, теряются в глубокой темноте. Конечно, этот прожектор может двигаться — но требуется много времени, чтобы лица всех участников массовки, одно за одним, появились из темноты».

«Не вызывает сомнений то, что этот вновь открытый факт имеет огромное практическое значение для всех областей человеческой жизни», — пишет Тринкер. Далее он продолжает технический анализ, в ходе которого приходит к выводу, что только «невероятно незначительная часть» нашего сенсорного опыта и памяти может пройти через наше сознание в тот или иной момент.

Сознание в гораздо большей степени состоит из отсеянной информации, чем из информации, присутствующей в настоящий момент. В нашем сознании почти не осталось никакой информации. Это можно выразить по-другому: информация — это далеко не лучшая мера сознания. Информация говорит нам о сознании не больше, чем количество калорий, полученных из пищи, говорит о пируэтах, совершаемых балериной.

Но прежде чем возникнет сознание, должна существовать информация — точно так же, как балерина должна позавтракать.

Странно, что этот факт, известный уже долгое время, оставался совсем незамеченным. Возможно, причиной тому — спонтанное чувство возмущения, которое возникает в нашем сознании, когда мы начинаем осознавать, как же мало мы на самом деле осознаем.

Так как сознание может мгновенно переключаться с одного объекта на другой, его производительность не воспринимается как ограниченная. В один момент вы осознаете, что вам тесны туфли — в следующий момент размышляете о расширяющейся Вселенной. Сознание отличается несравненной способностью маневрировать. Но это не меняет того факта, что в любой момент времени вы проявляете не слишком большую сознательность.

В текущий момент вы можете отдавать себе отчет в том, что написано на этой странице, в том, как вы сидите или в том, что вы ждете телефонного звонка, или осознавать комнату, в которой вы сидите, помнить о ситуации в Центральной Европе или о шуме на заднем фоне. Но в каждый момент времени это будет что-то одно. Вы можете переключаться взад и вперед между событиями, процессами и фактами, которые широко разбросаны во времени и пространстве. Поток, который проходит через ваше сознание, ограничен только диапазоном вашего воображения. Но в каждый момент времени существуют пределы объемов этого потока, несмотря на то, что уже в следующий момент через сознание может проходить что-то другое.

Несмотря на то, что эти факты могут показаться очень простыми, они входят в противоречие с нашим интуитивным восприятием производительности сознания как огромной величины.

Следовательно, есть все основания тщательно проинспектировать знания, которые ведут к ограниченной производительности сознания: помимо всего прочего подобная инспекция ведет к заключению, что наше сознание обрабатывает намного меньше информации, чем 40 бит в секунду. Правильной будет, скорее всего, цифра от 1 до 16 бит. Но это настолько противоречит интуиции и настолько запутанно, что нам потребуется немало глав, чтобы объяснить весь смысл этого утверждения: если вы осознаете переживание, это значит, что оно уже завершено.

Закройте глаза — нет, не раньше, чем прочтете инструкцию — закройте глаза, немного поверите голову, чтобы вы не смотрели на эту страницу. Затем на долю секунды откройте глаза, не более чем на время, равное одному морганию — а затем снова закройте глаза и вспомните, что вы видели. Попробуйте!

Немного практики — и вы сможете отлично «захватывать» образ на мгновение, достаточное для того, чтобы ваше сознание его «прочитало».

Можно попробовать делать то же самое, поворачивая голову в разных направлениях. Попробуйте.

Смысл заключается вот в чем: когда вы на мгновение открываете глаза, вы что-то видите. К примеру, вы видите лампу. Или свое пластиковое растение. Или стопку книг. Прямо сейчас. Но пока ваши глаза еще закрыты, вы можете припомнить также и другие вещи, которые попали в поле вашего зрения. И даже несмотря на то, что вы больше не «видите» образ, вы можете направить на него свое сознание.

Другими словами, в мгновение ока вы видите намного больше, чем можете немедленно осознать. Вам нужно много секунд, много «мгновений», чтобы прочитать образ, который вы запечатлели в это мгновение. В то время, когда вы смотрите на образ, сознание не может охватить его целиком. Вам удалось увидеть только «лампу» — и только когда вы начинаете исследовать образ в своем мысленном взоре, вы также начинаете видеть «растение», «стол» и «другую лампу».

Сознание работает медленно. Ему нужно время, чтобы идентифицировать различные объекты, которые мы наблюдаем во время короткого взгляда. Сознание не может сразу же воспринять все, что мы видим.

Еще один эксперимент. Закройте книгу, положив большой палец на этот абзац. Посмотрите на обложку секунду или две. Рассмотрите ее. Снова посмотрите на этот абзац. Попробуйте!

О чем вы думали, выполняя это упражнение? Отведите взгляд от книги и оцените, о чем вы думали в те пару секунд, когда смотрели на обложку. Не думайте об обложке (ну или пусть это будет не обложка, а растение) — вспоминайте то, о чем вы думали. Реконструируйте свои мысли. Не торопитесь. Подумайте хорошенько!

Это правда, не так ли — вам удалось довольно о многом подумать всего за пару минут! «Что он имеет в виду?» «Почему бы ему не дать мне почитать спокойно!» «Это как анализировать игру, которую только что посмотрел!» «Мне не нравится эта обложка!» «Неплохо бы прямо сейчас съесть яблоко!».

Важно не то, о чем были ваши мысли. Важно то, что вам потребовалось намного больше времени, чтобы объяснить себе, о чем вы думали, чем ушло на то, чтобы подумать.

Сознание намного медленнее, чем ваша внутренняя ментальная жизнь. В вашей голове происходит намного больше, чем вы осознаете, если не остановиться и не задуматься об этом. Еще один эксперимент, последний. Закройте глаза и прислушайтесь. Когда вы послушаете какое-то время, постарайтесь определить, сколько звуков вокруг вас. Начните с того, что определите их источник. Попробуйте!

Может быть много звуков — дорожное движение, люди, птицы, компьютерные мониторы, самолеты, радио, соседи. А может, было очень тихо, только ваше собственное дыхание.

Но звуки были всегда, и вы все время могли их слышать. Когда вы «ловите ухом» (по аналогии с «поймать взглядом»), вы можете услышать, что звуки всегда были вокруг вас. Вы просто их не замечали. Большую часть времени в ваши уши и вашу голову входит гораздо больше, чем вы можете осознать.

Это очень простые эксперименты, обычные самонаблюдения. Вы можете и сами придумать много им подобным (Обратите внимание, как ощущается положение ног, давление в талии, температура в комнате, вкус во рту, поднятие бровей, сжатие нижней челюсти, округлость плеч, запах в комнате — а как чувствуют себя ваши ноги?). Все эти упражнения потребуют от вас только перевести внимание на тело или на то, что вас окружает, или на то, что происходит в вашей черепной коробке.

Смысл эксперимента простой: вам доступно гораздо больше переживаний и ощущений, чем вы можете испытать в одном моменте. Вы можете по собственной воле переместить внимание и ощутить то, присутствие чего вы всегда ощущали. Вы можете видеть свет, слышать шум, отдавать отчет в том, во что вы одеты, отслеживать свою позу, чувствовать запахи или ощущать тепло. Если захотите. Или, может, не захотите. Вы можете направлять свое внимание по собственному желанию.

Безусловно, вам доступно множество вариантов выбора. Ваше сознание не идентично тому, что воспринимают ваши органы чувств. Вы воспринимаете намного больше, чем осознаете, хотите ли вы того или нет.

Так что, возможно, не слишком удивительно, что сознание принимает намного меньше бит в секунду, чем органы чувств. Представьте, каково было бы все время думать обо всем! Сознанию присуще единство. Мы можем осознавать что-то одно в конкретный момент времени или воспринимать только одну сенсорную модальность — получать информацию от одного органа чувств: слух, зрение, вкус или ощущение.

Когда мы осознаем объект в своем окружении, мы одновременно используем все наши органы чувств и комбинируем полученную от них информацию — и при этом не осознаем отдельные сенсорные модальности. Но если в какой-то момент нам надо слушать, мы выключаем все остальные чувства из своего сознания. Мы закрываем глаза, чтобы лучше слышать. Мы можем направить свое внимание и сознание на объект или на его сенсорную модальность: все свои чувства на что-то одно — или одно чувство на все.

Но, конечно же, мы можем осознавать больше одного предмета одновременно?

Измерение количества бит, которые проходят через наше сознание каждую секунду, началось как раз с подобного вопроса. Это началось несколько лет спустя после того, как Клод Шеннон предложил свою теорию коммуникации и информации. Уэнделл Гарнер и Гарольд Хэйк, два психолога из американского Университета Джона Хопкинса, опубликовали исследование о нашей способности различать раздражители — такие, как свет или звук — измеренной в битах. В последующие годы появилась целая серия исследований на тему того, сколько информации может обработать человеческое сознание.

Некоторые из этих результатов были обобщены в 1956 году — была сформулирована ключевая концепция «магического числа 7» — числа, о котором было известно уже давно.

В прошлом веке сэр Уильям Гамильтон, шотландский философ, написал: «Если бросить на пол пригоршню мраморных шариков, то окажется сложным одновременно наблюдать более чем за шестью из них, максимум семью, не путаясь».

В марте 1956 года психолог Джордж А. Миллер опубликовал в журнале «Psychological Review» статью, в которой множество анекдотов и научных наблюдений были обобщены в элегантную презентацию под названием «Волшебное число 7, плюс-минус 2: некоторые пределы нашей способности обрабатывать информацию». Начал он так:

«Моя проблема заключается в том, что меня преследует число. В течение семи лет это число повсюду ходило за мной, вмешивалось в мою самую приватную информацию и нападало на меня со страниц наших национальных журналов».

Число, которое везде находил Миллер, было числом семь. Семь плюс-минус два. Выражение «плюс-минус два» — это научный жаргон для числа, которое не известно точно: семь плюс-минус два означает число, которое находится где-то между 5 и 9.

Люди могут удерживать в своей голове одновременно семь различных слов, чисел, терминов, звуков, фонем, впечатлений или мыслей. Когда они действительно задаются такой задачей.

Одновременно удерживать в уме четыре предмета не сложно; пять — уже сложнее; шесть… семь… Мы обнаруживаем, что все перепуталось, когда доходим до 10.

«Похоже на то, что у нас есть некий встроенный либо обучением, либо строением нашей нервной системы предел, предел, который удерживает производительность нашего канала в этих общих рамках», — писал Миллер.

Конечно, это вовсе не значит, что мы не в состоянии усвоить более семи вещей одновременно. Но это означает, что если мы удерживаем их в уме, мы больше не способны воспринимать их как отдельные предметы и начинаем ощущать их как нечто целостное.

Ц-е-л-о-с-т-н-о-с-т-ь. Вы сейчас читали это слово не так, как читали его, когда только учились читать. Вы восприняли его как единое целое. Как сложную картину. В противном случае вы вообще не смогли бы делать орфографических ошибок — или игнорировать опечатки в написанном тексте (Вам случалось замечать, что в слове есть опечатка, еще до того, как вы понимали, какая буква пропущена?).

Это явление носит название «разделение на блоки», и оно является необходимым для того, чтобы мы могли, к примеру, читать — или воспринимать толпу. Или отличать лес от деревьев.

Нам не нужно идти дальше, чем несколько предметов, прежде чем мы начнем воспринимать их как единую массу. Учитывая всю ту термодинамику, о которой мы уже говорили в этой книге, естественно будет сказать, что семи микросостояний для нас достаточно, чтобы мы перешли к макросостоянию.

И наоборот, если мы говорим «тот шарик» — и мы знаем, что это один из семи, о которых мы думаем — мы сможем сказать, сколько бит содержит наше наблюдение. В конце концов, если мы можем различать семь шариков, это значит, что в нашей голове одновременно присутствуют семь разных состояний. Сколько это в битах?

Бит — это единица измерения информации, которая выражает нашу способность замечать различия. Информация определяется как логарифм количества микросостояний, объединенных в макросостояние. Раз мы можем воспринимать семь предметов или семь различных состояний, давайте возьмем логарифм семи. Мы говорим о так называемом бинарном логарифме, который применяется в информационной теории, так что вопрос, который мы должны будем задать, звучит так: «Сколько раз 2 нужно умножить на само себя, чтобы получить семь?». Два умножить на два, как мы знаем — 4, а два умножить на два умножить на два — 8. Так что log 7 будет находиться где-то между 2 и 3; если более точно — 2,8.

Миллер утверждал, что наша способность обрабатывать информацию достаточно велика, чтобы мы могли удерживать в сознании одновременно 2,8 бит. Да, не слишком много!

В конце концов, мы могли бы удержать в голове 7 бинарных цифр: 0100101. Это семь бит. Правда, придется немного попрактиковаться, прежде чем вам удастся одновременно удерживать семь бинарных чисел). Так что можно сказать: если мы запомним семь бинарных чисел, то сможем удерживать в сознании больше, чем 2,8 бит.

Или семь букв: TIYRFIO. Каждая буква алфавита содержит в среднем почти 5 бит, так как это одна из 26 возможных букв, так что семь букв будут точно больше, чем 2,8 бит. В этом случае — 7х5 бит, или 35 бит. (Строго говоря, это верно только в том случае, если последовательность букв будет случайной, как в приведенном выше примере. Если мы возьмем обычное слово, содержание бит в нем будет меньше, так как в языке присутствует избыточность).

Другими словами, символы умны. Они помогают нам запоминать массивы информации, даже несмотря на то, что мы можем удерживать в уме одновременно только семь предметов. Символы — это троянские кони, с помощью которых нам удается контрабандой протащить в сознание дополнительные биты.

«Наша память ограничена количеством единиц или символов, которые мы можем удерживать, а не количеством информации, которую представляют эти символы. Следовательно, будет весьма полезным с умом организовать материал перед тем, как пытаться его запомнить», — писал Миллер.

Но есть и альтернатива подобной организации — «метод попугая», механическое запоминание. Множество людей обладают способностью запоминать впечатляющие массивы цифр, слов или расписания поездов — даже вне экзаменационной сессии. По порядку и почти без остановки.

Но существование подобных мнемонических техник не вступает в конфликт с волшебным числом Миллера — семеркой. Эти техники представляют собой формирование цепочек предметов таким образом, что один предмет тянет за собой другой, и так далее. Актер может пользоваться суфлером, даже если суфлер не читает для него всю роль. Одного ключевого слова достаточно — и цепочка снова начинает двигаться.

Комбинация интеллекта и механической памяти особенно полезна, когда вы, к примеру, говорите речь. Типичная структура того, что вам нужно запомнить, сводится к отдельным элементам, которые организованы в дерево с возрастающим количеством элементов. Но это предполагает определенную «температуру» — толерантность — к деталям: текст, который мы отлично понимаем, гораздо сложнее запомнить полностью наизусть, вплоть до запятой, нежели запомнить его в достаточной мере, чтобы далеко не каждое слово было таким, как в оригинале.

Если вам нужно будет запомнить только несколько основных идей и последовательностей, а не каждое слово, то в голове придется удерживать меньшее количество единиц. Но если каждая деталь обязательно должна быть правильной, задача усложняется. Чем больше число разрешенных микросостояний, относящихся к семи основным пунктам вашей речи, которые вы сможете запомнить (и еще семь подзаголовков, которые можно запомнить для каждого основного пункта), тем проще все пройдет. Важно иметь энтропию в макросостояниях: они должны допускать массу различных микросостояний.

Схема хороша, если она будет содержать высокоэнтропийные макросостояния: много возможных микросостояний для каждого макросостояния. Но схема будет негодной и хрупкой, если она будет соответствовать только единственному правильному порядку слов, так как в этом случае каждый переход должен будет сформирован корректно, чтобы схема была рабочей.

Таким образом, интеллект будет проявляться не в одновременном запоминании множества микросостояний в определенной последовательности. Интеллект — это способность видеть, какие макросостояния наилучшим образом объединяют все микросостояния.

Трюк интеллекта заключается не в том, чтобы учитывать огромное количество информации, а в том, чтобы учитывать большое количество эксформации — информации, намеренно отсеянной, сжатой в понятия, которые содержат большой объем эксформации.

Подобное сжатие больших количеств информации в несколько богатых эксформацией макросостояний с небольшим количеством номинальной информации — это не только очень умно: зачастую это еще и очень красиво — да даже сексуально. Видеть набор смешанных данных и обрывков объектов механической памяти, сжатый в краткое и понятное сообщение — это действительно заводит.

Примером подобного сжатия могут служить законы природы. А, пожалуй, самые красивые из всех — уравнения Максвелла.

Красота, изящество, легкость и спокойствие связаны друг с другом: умение сказать многое, используя всего несколько слов, или знаков, или движений, или взглядов, или ласк — вот что красиво, ясно и вызывает катарсис.

Безрассудство обладания высокой простоты прекрасного: ничего не сознание, вдыхающее информацию и ясной осознанностью является сущностью такой присутствует, при этом — ничего и не исчезло! Это и эксформацию.

Волшебная семерка Миллера 1956 года являлась результатом комбинации многих исследований, которые были проведены в рамках формулы информационной теории Шеннона в 1948 году. Теперь, когда у нас есть объединяющая концепция, стоит взглянуть на то, что, собственно говоря, она объединяет. Были выполнены измерения множества видов распознавания, чтобы обнаружить, сколько информации может обработать человеческое сознание. Распознавание точек на линии, музыкальных интервалов, объемов и вкусов. Нет нужды вдаваться во все эти детали, так что мы суммируем в небольшую таблицу результаты совершенно разных экспериментов, чтобы увидеть, насколько на самом деле малы эти различия:

Ранние психофизические измерения способности распознавать:

Год / Ученые / Что распознавалось / Биты, различия

1951 Гарнер и Хэйк точки на линии 3,2

1952 Поллак высота звука 2,2

1953 Гарнер громкость 2,1

1954 Эриксен и Хэйк размер небольших квадратов 2,2

1954 МакГилл точки на линии 3,0

1955 Аттнив высота звука/лидер в оркестре 5,5

1955 Биб концентрация сахара 4,4

1953 Клеммер и Фрик точки на поверхностях 4,4

1954 Поллак и Фрик высота музыкальных звуков, динамика 7,0

Мы можем увидеть в таблице волшебную семерку Миллера (логарифм которой 2,8). Если не считать руководителя оркестра, люди могут распознавать только в пределах 4–8 пунктов друг от друга (2–3 бита) — не считая случаев, когда речь идет о нескольких измерениях: при нахождении точки на поверхности выражается больше информации, чем при нахождении точек на линии. Но это и сложнее, так что бит в способности распознавать будет в два раза больше. Больше бит и в распознавании между высотой нот и их громкостью одновременно, чем распознавании только высоты. Это соответствует факту, что отличить один мраморный шарик от другого вовсе не то же самое, что распознавать бинарные числа или буквы.

Но задача усложняется по мере того, как увеличивается количество измерений, описывающих различаемые состояния. И только когда нам известен контекст, эти символы могут иметь какое-то значение: человек, никогда не слышавший о романском алфавите, может вообще не различать A и A.

Карл Стайнбух, немецкий инженер, указывает, что шесть букв могут составлять часть слова, а, следовательно, иметь не более 10 бит (так как каждая буква языка содержит 1–2 бита); шесть букв могут также быть шестью знаками алфавита безотносительно их семантического значения, а если так, то на каждую букву алфавита, состоящего, как датский, из 29 букв (в целом 30 бит) будет приходиться по 5 бит. Но кто-то может воспринимать буквы просто как чернильные пятна на бумаге — в этом случае, по подсчетам Стайнбуха, человек увидит 200 точек, что составит 12 сотен бит для шести букв.

Но изучение шести букв описанными различными способами займет разное количество времени. Есть разница между чтением слова как единого целого, чтением букв, которые его составляют, а также помимо чтения — изучение типографических деталей, таких, как толщина перекладины буквы «Т».

Таким образом, изучение вопроса, сколько знаков одновременно мы можем удержать в своей голове, нужно комбинировать с фактором времени: в действительности нам нужно узнать количество бит, которые сознание может обработать за одну секунду.

И этот вопрос также изучался в свете теории Шеннона 1948 года.

В 1952 году Эдмунд Хик из лаборатории прикладной психологии Кембриджа, Великобритания, проводил исследование субъекта, который выступал в качестве коммуникационного канала. Человек смотрел на несколько мигающих лампочек и должен был нажимать несколько клавиш, чтобы обозначить, какая лампочка загорелась. Насколько быстро экспериментаторам удастся посылать информацию через такой субъект, чтобы он не делал ошибок? Выяснилось, что без ошибок удается передавать 5,5 бит в секунду.

В другой вариации этого эксперимента испытуемого попросили реагировать быстрее, даже если он при этом делал бы ошибки. В результате он принимал в секунду больше решений и нажимал на клавиши чаще. Но появились ошибки. Скорость увеличилась — но увеличилось и количество ошибок. Увеличение количества ошибок практически сводило на нет преимущество во времени.

Скорость в 5,5 бит в секунду оказалась постоянной, не зависящей от того, достигалась ли она медленной и безошибочной работой или быстрой работой с ошибками. 5,5 бит в секунду в эксперименте Хика выглядели как потолок скорости, с которой человек может передавать информацию.

Много лет спустя эксперимент Хика получил такой комментарий: «У этой и других подобных техник, предназначенных для измерения битрейта нервной системы человека, есть глубокая проблема — количество альтернатив, которые может обеспечить экспериментатор, не имеет предела». Так написал в своей книге «Оксфордский компаньон для ума» Ричард Грегори, выдающийся английский экспериментальный психолог. Далее он продолжает: «Следовательно, испытуемый в эксперименте Хика (который вообще-то и был редактором книги «Компаньон для ума»!) не был ни глухим, ни слепым и мог воспринимать не только лампочки, на которые он отвечал, так что его возможности всегда были больше, чем думали или принимали во внимание экспериментаторы».

Возможно, человек может обрабатывать более 5,5 бит в секунду, если только ему предложат что-то не столь скучное, как мигающие лампочки!

В исследовании, которое было проведено американцем Генри Квастлером и результаты которого были опубликованы в 1956 году, изучалась игра на пианино. Оказалось, что играющий на пианино может ударять по клавишам со скоростью 4,5 ударов в секунду, или 22 бита (всего 37 клавиш). «Примерные оценки скорости передачи информации хорошим читателем и хорошим игроком в теннис позволили получить такие же результаты — около 25 бит в секунду», — писал Квастлер. Его исследование было представлено на симпозиуме по информационной теории в сентябре 1955 года в Лондоне. После чтения доклада Квастлера Бенуа Мандельброт, математик, который несколькими десятилетиями позже обрел всемирную славу за свою работу по фракталам — математическим объектам исключительной красоты — задал ему вопрос: «Есть ли оценка способности человека вести поиск в собственной памяти?». Ответ Квастлера: «Мы попытались провести подобное исследование, используя информацию из популярной игры, где испытуемым нужно было как можно быстрее назвать звучащую мелодию. Их скорость оказалась равной 3 битам в секунду, считая с того момента, когда начинала играть музыка».

«Я прочитал об информационной теории и психологии больше, чем мог бы и хотел бы запомнить», — писал инженер лабораторий Bell Джон Пирс в своей книге «Символы, сигналы и шум».

Джон Пирс не был большим сторонником попыток измерить скорость в битах. Но после обобщения измерений, выполненных Хиком и другими, он опубликовал собственные идеи по этому вопросу. В 1957 году он провел серию экспериментов вместе с Дж. Карлином, в которых буквально давил на испытуемых до тех пор, пока они не начинали «пищать». В результате была получена цифра в 44 бита в секунду.

«Эти эксперименты позволили продемонстрировать самую высокую информационную скорость из всех, ранее полученных, — пишет Пирс, но он не вполне удовлетворен. — Мы можем спросить: что же ограничивает скорость?»

Для инженера в сфере коммуникаций полученные результаты весьма тревожны.

Телевизионный канал может передавать 4 миллиона бит в секунду. Телефон — 4 тысячи. Джон Пирс и его работодатель зарабатывают на жизнь, продавая телефонные системы, способные передавать тысячи бит в секунду — а человеческое сознание не может воспринимать более 40 бит!

Неужели же мы колем орехи кувалдой, устанавливая телефонные столбы?

«И правило Миллера «7 плюс-минус 2», и эксперименты по скорости чтения имеют очень смущающие последствия, — пишет Пирс. — Если человек может перерабатывать только около 40 бит информации в секунду, как показывают эксперименты со скоростью чтения, можем ли мы передавать ТВ-сигналы или голос удовлетворительного качества, используя только 40 бит в секунду?»

«Я полагаю, что ответ на этот вопрос — нет. Что не так? А то, что мы измерили нечто на выходе, а не на входе. Возможно, люди в определенных случаях могут воспринимать только 40 бит информации в секунду — но они могут выбирать, на что обращать внимание. Человек может, к примеру, заметить девушку или может заметить платье. Возможно, он замечает и больше — но оно ускользает от него раньше, чем он способен это описать».

Телефонный инженер вынужден признать, что в человеческом сознании есть больше, чем то, о чем знает сам человек — в противном случае не было бы смысла придумывать все эти высококачественные телефоны. Человеческое сознание может выражать свои ощущения и переживания со скоростью всего несколько бит в секунду. Но это не значит, что мы не можем получать больше. Сознание — это мера всего лишь небольшой части того, что воспринимают наши органы чувств.

В конце 50-х-начале 60-х годов Карл Купфмюллер, профессор технического университета в Дармстадте, провел серию опытов на тему, сколько информации поступает к человеку и выдается человеком. Его измерения показали, что на входе мы имеем от 10 до 100 миллионов бит в секунду, в то время как то, что выдает на выходе сознание, находится на гораздо более низком уровне.

Базируясь на вышеупомянутых исследованиях и оценках немецких ученых, Купфмюллер получил таблицу, отражающую способности сознания:

Деятельность — Бит в секунду

Чтение про себя — 45

Чтение вслух — 30

Редактирование — 18

Печатание — 16

Игра на пианино — 23

Умножение и сложение двух чисел — 12

Счет предметов — 3

Цифры Купфмюллера соотносятся с нормами обычной речи. Люди, которые создают радиопрограммы, следуют такому правилу: на чтение вслух одной страницы уходит 2,5 минуты. Страница содержит 40 строк, каждая длиной в 60 символов. Это 2400 символов за 150 секунд, или в среднем 16 в секунду. В среднем один символ содержит 2 бита, то есть мы получаем скорость 32 бита в секунду. Чтение вслух включает в себя не только символы, так что количество бит можно примерно довести до 40, если учитывать еще и ритм, интонацию, высоту звука и др. — то есть мы получим почти такую же цифру, как и у Пирса. По умолчанию предполагается, что поток информации измеряется в соответствии с количеством символов.

Карл Купфмюллер подводит итог: «Все процессы в организме человека, принимающие участие в обработке информации, скорее всего, имеют верхний предел в 50 бит в секунду».

Удивительно, что на входе и на выходе системы мы получаем примерно одинаковые цифры: читаем ли мы или пишем, пропускная способность языка будет примерно одной и той же.

Одновременно с Купфмюллером профессор Хельмут Франк из Института кибернетики в Берлине опубликовал результаты исследования производительности сознания.

Работа Франка базировалась на более теоретической точке зрения, и он получил несколько более скромные цифры — 16 бит в секунду. Основная разница между подходами двух немецких ученых заключалась в том, что Купфмюллер собирал эмпирическую информацию, в то время как Франк использовал идею о том, что «максимальный центральный поток информации» нужно в целом рассматривать как качество, которое выражается посредством различных навыков. Франк представляет себе некую определенную производительность сознания, которая находит свое выражение в навыках — а их, в свою очередь, можно измерить различными психофизическими методами.

У Хельмута Франка был очень изящный аргумент в пользу производительности сознания на уровне 16 бит в секунду: он оперирует субъективными квантами времени, или SZQ, которые обозначают психологический момент. Это наименьший промежуток времени, который мы способны воспринимать — временная разрешающая способность человеческого восприятия.

Франк указывает, что человеческое ухо воспринимает колебания звука, имеющего частоту менее 16 в секунду, как колебания. Но если частота составляет более 16, ухо слышит нечто совсем другое — непрерывный звук. То же касается и изображений: если нам показывают менее 16 кадров в секунду, мы видим мелькающие вспышки, когда же каждую секунду демонстрируется более 16–18 кадров, мы видим движущееся изображение. В кинофильмах принята скорость 24 кадра в секунду, на телевидении — 25 или 30.

В противовес приведенным наблюдениям и многим им подобным Франк полагает, что может определить продолжительность SZQ — ровно 1/16 секунды. Другими словами, мы воспринимаем 16 SZQ в секунду, когда наши умственные способности находятся на пике — в позднем подростковом возрасте. С возрастом эти моменты становятся длиннее, и в секунде их будет меньше.

Длительность SZQ также варьируется от организма к организму: считается, что у улитки SZQ составляет четверть секунды.

Таким образом, производительность сознания можно определить простым способом: человек может обрабатывать ровно один бит в SZQ. То есть человек в лучшей форме имеет пропускную способность 16 бит в секунду.

Точку зрения Франка далее развил его ученик Зигфрид Лерт, и в настоящее время она применяется в ходе исследований умственных способностей как связанная с концепциями времени реакции и умственной мобильности. В течение десятков лет помимо Лерта, связать умственные способности со временем реакции пытались лондонский ученый Х. Айзенк и калифорниец Артур Дженсен — две весьма противоречивые фигуры, принимавшие участие в спорах о связи умственных способностей с генетикой и окружением.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Пропускная способность сознания в зависимости от возраста. Своего пика она достигает в подростковом возрасте, когда она составляет 16 SZQ(cубъективный квант времени) в секунду (По Франку и Райделю).

В 1985 году Зигфрид Лерт из Психиатрической университетской клиники Эрлангена, и Б. Фишер из Бадена перечислили различия взглядов, которые мы можем обнаружить у Купфмюллера и Франка, используя восхитительный критицизм, которым характерны близкие академические традиции. Так как они являлись учениками Франка, нет никаких сомнений, на чьей они были стороне, даже несмотря на то, что название их статьи в «Humankybemetik» ограничивается вопросом: «Максимальный центральный поток информации по Кумфмюллеру и Франку: 50 бит/с или 16 бит/с»? Но уже в подзаголовке статьи мы видим проявления темперамента, которые нередко встречаются в академических спорах: «О пользе и вреде исследований психологии распространения информации Купфмюллера». Два ученых приходят к заключению: «Трагедия публикации Купфмюллера заключается в ее первоначальном позитивном воздействии на психологов, так как их интерес привлек тот факт, что когнитивные различия поддаются количественному измерению информационно-теоретическими методами. Однако с другой стороны она содержит неявные аргументы против универсальности понятия пропускной способности применительно к информационному потоку. Вследствие этого применение данной концепции является сомнительным. В итоге Купфмюллер, возможно, внес существенный вклад в недавнее снижение интереса психологов к информационной психологии».

Исследования этого вопроса практически прекратились — не было ни британских, ни американских анализов с 1950-ых годов, ни продолжения анализов Купфмюллера и Франка начала 1960-ых. Делая обобщение, Е.Р.Ф.В. Кроссман, британский психолог, в 1969 году написал: «Эти методы с интересом применялись в течение десяти лет после того, как работы Шеннона впервые привлекли внимание. Однако после того, как основные области были распланированы, интерес начал угасать».

С начала 60-х годов было опубликовано всего несколько материалов. Учитывая важность глубоких и удивительных открытий, которые были сделаны в этих исследованиях, остается тайной, почему этой сфере позволили уйти в небытие.

Вряд ли в этом можно упрекать Купфмюллера или других ученых, работавших в этой области. Но эта тайна заслуживает пристального рассмотрения. Мы вернемся к ней в следующей главе.

Но есть хорошие основания полагать, что многие оценки производительности сознания на самом деле показывали слишком большие значения: измерялись навыки обработки информации, но не сознательный их аспект. Машинистка может безошибочно напечатать отрывок текста, даже если не имеет представления о его содержании. Человек может играть на пианино, не задумываясь о том, что он делает. И действительно, существует множество навыков, которые позволяют получить наилучшие результаты, когда мы не думаем о том, что делаем.

В августе 1975 года три психолога из Корнельского университета — Элизабет Спелке, Уильям Херст и Ульрик Найсер — представили в Американской психологической ассоциации свое исследование. Два взрослых молодых человека, Диана и Джон, найденные через студенческую программу обмена, должны были читать короткие рассказы и писать под диктовку. Да, это так — им нужно было одновременно читать текст и записывать слова, которые им диктовались. Сначала у них получалось не слишком хорошо, однако через несколько недель практики картина уже была совершенно другая. «Диана и Джон были способны записывать слова, улавливать связи между словами и определять их значение, одновременно читая так же эффективно и быстро, как и обычно. «Что отвечает за их удивительные способности?» — задали вопрос Спелке, Херст и Найсер.

Объяснение кроется в том, что многие довольно сложные виды деятельности могут осуществляться «автоматически», то есть неосознанно. Но требуется определенный период обучения. Мы можем превратить наши навыки в автоматические — но сначала нам следует попрактиковаться. Или, как писали Спелке, Херст и Найсер: «Способность человека развивать навыки в определенных ситуациях настолько замечательна, что, возможно, нам никогда не удастся определить границы наши познавательных способностей».

Когда вы отшлифовали навык до такой степени, что он становится автоматическим, вы можете обрабатывать очень большие количества информации нетривиальным способом — без вовлечения сознания. Это знакомо большинству из нас по повседневной жизни — вождение автомобиля в пробках, к примеру.

Это призвано показать, что мы должны быть внимательными и не переоценить количество информации, которая обрабатывается, когда мы изучаем производительность сознания. Только потому, что автоматические навыки подразумевают охват большого объема информации с определенным смыслом, не означает, что данная информация находится в нашем сознании.

Многие измерения производительности сознания проведены на основе таких видов деятельности, при которых приобретенные навыки являются частично автоматическими и основаны на распознавании закономерностей в картинах из букв и цифр. Поэтому много бит просачиваются в поведение испытуемых даже несмотря на то, что они не присутствуют в сознании.

Исследования сознания, следовательно, переоценивают его способности, если они не принимают в расчет подобных троянских коней — когда биты информации проходят через человека, не фиксируясь его сознанием. Так что цифры, характеризующие производительность сознания, предположительно намного ниже, чем 40 бит в секунду. Более точной будет цифра 16 бит/с, но даже эта цифра может быть преувеличена. В реальности нормальная производительность сознания может составлять всего несколько бит в секунду.

Но на самом деле это неважно. Важно то, что мы получаем гораздо больше бит, чем фиксирует наше сознание.

Ричард Юнг, выдающийся немецкий нейрофизиолог из Университета Фрайбурга обобщил знания, полученные Франком, Купфмюллером и другими следующим образом: «Все эти цифры приблизительные … Несмотря на то, что данные авторов различаются на одну или две логарифмические единицы, они все сходятся на уменьшении восприятия информации сознанием».

Можно воспользоваться цифрами, которые приводит Манфред Циммерман в своем учебнике «Человеческая психология».

Информационный поток в сенсорных системах и сознательное восприятие:

Сенсорная система — Общая пропускная способность, бит/с — Пропускная способность сознания, бит/с

Глаза — 10,000,000 — 40

Уши — 100,000 — 30

Кожа — 1,000,000 — 5

Вкус — 1,000 — 1

Запахи — 100,000 — 1

Требуется очень мощный компьютер: каждую секунду миллионы бит необходимо сжимать до очень маленьких размеров. Это позволяет нам осознавать, что происходит вокруг, не отвлекаясь, если не происходит ничего важного.

Но насколько велик на самом деле должен быть этот компьютер, чтобы проводить огромную отбраковку информации, которая в конечном итоге становится сознательным опытом? Он обязательно должен уметь обрабатывать больше информации, чем те 11 миллионов бит, которые мы принимаем через наши органы чувств. В конце концов он должен выполнять и вспомогательные функции в организме — и создавать все те странные и удивительные образы и идеи, которые возникают внутри нас. Производительность каналов мозга сложнее измерить экспериментальным путем — но мы можем приблизительно оценить нужную величину.

Карл Купфмюллер пришел к цифре в 10 миллиардов бит в секунду, или намного больше, чем мы воспринимаем из нашего окружения. Он считает, что количество нервных клеток составляет 10 миллиардов, и каждая из них может обрабатывать один бит в секунду. Его цифры весьма консервативны: в организме имеется скорее 100 миллиардов нервных клеток, каждая из которых имеет примерно 10 тысяч связей с другими нервными клетками и, следовательно, может справляться более чем с одним битом в секунду. Но точная цифра не столь важна, ведь мы имеем дело с цифрами, которые можно назвать астрономическими. В галактике Млечный путь, возможно, состоит из 100 миллиардов звезд — и каждой из них соответствует нервная клетка в нашей голове. А количество связей вообще вне понимания — миллион миллиардов связей между этой сотней миллиардов клеток.

И из всего этого массива мы получаем сознательный опыт, содержащий, возможно, от 10 до 30 бит в секунду!

С точки зрения мозга — сколько входит, столько и выходит: от органов чувств исходит примерно столько же нервных связей, сколько их идет ко всем органам. Купфмюллер оценивает количество нервных связей, посылающих информацию в мозг (от всех органов чувств) как три миллиона — и один миллион идет в обратном направлении. Конечная цель их всех — обеспечить качество жизни, в том числе и выживание.

Если мы попытаемся измерить, сколько бит в том, что люди выражают в своем окружении, мы получаем менее 50 бит в секунду. Ценность того, что мы делаем, гораздо больше, но если рассматривать с точки зрения человеческого сознания, мы не можем говорить, танцевать или кричать со скоростью более 50 бит в секунду.

Самое удивительное — это то, что мозг получает огромное количество информации с высокой пропускной способностью — но тем не менее способен обрабатывать гораздо больше информации, чем он получает. Затем он высвобождает очередную порцию информации, приблизительно такого же размера, как и принятое им количество. Это достаточно справедливо. Но нашему сознанию сообщается не так много о том, что происходит!

Эти цифры отражают достаточно повседневное количество переживаний и ощущений таким образом, что это может показаться довольно тревожащим: о большей части того, что мы ощущаем, мы никогда не можем рассказать друг другу; мы ощущает миллионы бит в секунду — но рассказать можем всего о нескольких десятках.

Даже если бы мы говорили нон-стоп (как некоторые из нас и делают), мы могли бы воспроизвести только небольшую часть того, что на самом деле воспринимают наши органы чувств.

Но мы можем рассказать обо всем, что можем осознать. И нам остается только надеяться, что это и есть самая важная часть.

Если говорить о лингвистической целостности нашего сознания, мы все находимся в состоянии радикального одиночества. Но все мы сидим в одной лодке — в своем одиночестве мы не одиноки. Это одиночество — состояние, которое применимо к каждому из нас, и о нем мы можем говорить. Мы разделяем друг с другом горестное молчание — мы все имеем опыт того, что посредством языка мы не в состоянии поделиться большей частью того, что воспринимаем.

Дерево речи — это попытка выразить эти отношения. Теперь мы можем дать количественное описание тому, что происходит, когда мы разговариваем. Наш реальный разговор происходит с очень небольшой скоростью — но ментальные и сенсорные процессы о которых мы говорим, происходят со значительно, значительно более высокой скоростью. Тем или иным способом мы суммируем, отображаем или сжимаем все эти впечатления в нашей речи — это сжатие необходимо для самого существования нашего сознания.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Диаграмма информационного потока, проходящего через человека, составленная Купфмюллером: от органов чувств через мозг (и сознание) к двигательному аппарату. Толстая линия показывает, сколько миллионов бит от органов чувств посылается в мозг, который имеет очень большую пропускную способность, через нервные соединения. Из мозга информация посылается к телу, которое справляется с тем же количеством информации, которые получают органы чувств. Тонкая линия показывает, как сознание обрабатывает только очень небольшую часть этой информации.

Девочка, которой читают сказку, пользуется не одним только лингвистическим каналом. В ее мозг поступают не только слова и их произношение. Она также воспринимает все тело своего родителя и его проявления: запах, сигналы и звуки, которые говорят ей, как воспринимает эту сказку ее родитель. В моменте присутствует огромный объем невербального общения.

В теле обнаруживается огромная часть того, что не выражают слова. Следовательно, ребенок может узнать, что такое напряженность, на чью сторону нужно встать, что есть хорошие и плохие парни, спасатели и тюремщики.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Дерево речи с пропускной способностью (биты в секунду). Цифры приблизительные. Когда горизонтальная ось означает пространство, она отражает разговор. Когда она означает время, то отражает воспоминание.

Дети обожают повторения. И не потому, что они думают, будто в рассказе много информации — в конце концов, на самом деле это не так. Если измерять в буквах, информации в детской книге намного меньше, чем в книге для взрослых. Дети обожают повторения потому, что это позволяет им переживать настоящую драму, которая разворачивается в тексте: возбуждение информации в голове слушателя. Снова и снова они могут представлять себе принца, принцессу и Дональда Дака. Они могут по-своему размышлять о том, что происходит в истории.

Сказки тренируют точки притяжения — точки, притягивающие внимание, понятия, на которых строится вся история. Дети обучаются целому ряду основных сюжетов, учатся понимать значимость героев и злодеев, тех, кто помогает и их противников, главных и второстепенных ролей, действия и мудрости, напряженности и облегчения. Но самое лучшее — это то, что все это ребенок делает вместе со взрослыми! Имея возможность замечать изменения в дыхании взрослого, когда действие становится более интенсивным, легкий пот, когда дракон изрыгает пламя. Снова и снова! Информация перерабатывается в эксформацию: номинальная ценность текста перерабатывается во внутреннюю эксформацию родителя — информация о реальных событиях отбрасывается и забывается, но тем не менее оставляет странные следы в уме, которые снова переживаются, когда вы слышите историю о бравом принце.

Великие рассказчики, такие, как Ганс Христиан Андерсен или Карен Бликсен — настоящие мастера, отлично знающие, какие точки притяжения можно найти в уме: они играют именно на этих внутренних картинах, которые являются наиболее фундаментальными, архетипичными и динамичными для любого мозга, молодого или старого.

Они являются мастерами в создании сюжетов, в которых используется очень небольшое количество информации, чтобы заставить все сведения о ранее произведенной эксформации вырасти в голове человека — и ребенка, и взрослого. Их мастерство позволяет связать историю с архетипическими образами, которые есть у нас в голове. Подобные исконные образы впервые были представлены психоаналитиком Карлом Юнгом. Его датский ученик Эйгил Найборг в одном из первых анализов сказок Ганса Христиана Андерсена в 1962 году указывает: «Любое жизнеспособное поэтическое произведение (и произведение искусства в целом) базируется на архетипических основаниях».

Дело в том, что сказки предназначены не только для детей. Если бы это было так, они бы не работали. Истинная сила сказок исходит из того, что дети и взрослые могут вместе ощущать удивление: каким образом текст с таким небольшим количеством информации может вырастить целое дерево сопереживания в уме читателя или слушателя.

Детские книги, предназначенные только для детей, не слишком подходят для чтения вслух. Они не дают детям возможность воспринимать родителя в качестве средства контроля того, что они получают через эту историю. Повторять их много раз не слишком весело, так как они не вдохновляют родителя — они ничего не вызывают в его мозгу. (Проблема комиксов, подобных «Тинтин» и «Дональд Дак» — которые не нравится читать вслух многим родителям — скорее всего, заключается в другом: в их иллюстрация так много информации, что возникают сложности с координацией деревьев).

Аналогично искусство для взрослых и популярное искусство для взрослых отлично подходят для того, чтобы «вдохновлять» нашу умственную активность. Хорошей идеей будет отправиться в кинотеатр с кем-то, кого вы хотели бы узнать получше. И дело не в том, что это должен быть какой-то особый фильм, а в том, что неплохо посмотреть, будете ли вы «колебаться в унисон» в темном зале, будут ли деревья, которые вырастают в ваших головах, усиливать друг друга, сможете ли вы ощущать внутреннее ментальное состояние друг друга и чувствовать общность в получении этого опыта — возможно, довольно жалкого — который переживают звезды экрана.

Значительное увеличение использование средств медиа может отдалить людей друг от друга и привести к их духовному оскудению. Но оно также может дать нам новые возможности в разделении невербального опыта, в ощущении физических реакций друг друга на текст или фильм. В восприятии деревьев друг друга.

Смысл чтения вслух заключается не в словах, а в том, что слова делают с людьми. «Живые» концерты — это не только музыка, это еще и то, что музыка делает с людьми. Смысл посещения стадиона во время футбольного матча заключается не в самом футболе, а в том, что он делает с людьми.

Телевидение изолирует нас во время акта получения впечатлений. Но оно также создает и ощущение массового товарищества — осознание того, что миллионы людей ощущают в этот самый момент то же самое. Тем не менее, если человек сидит перед телевизором один и не может поделиться с кем-то впечатлениями о том, что он видит, будет чего-то не хватать. Не хватает физических впечатлений: осознания других людей. Ощущения, что информация только тогда приобретает смысл, когда она воспринимается человеком.

Если объединить схему Купфмюллера с нашим деревом речи из предыдущий главы, получится вот что:

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Дерево речи, объединенное с диаграммой Купфмюллера. Два человека достигают низкой пропускной способности, но у каждого в голове есть свое дерево. Дерево растет по направлению к высокой пропускной способности, данной в диаграмме Купфмюллера.

Примечательно, что могут присутствовать и другие каналы общения, а не только язык или канал общения сознания с его низкой производительностью. Разве мы не можем общаться с более высокой скоростью — посредством зрительного контакта, к примеру? Конечно, можем — и именно это делает общение возможным в принципе.

Американский антрополог и кибернетик Грегори Бейтсон, автор выражения «Информация — это различие, которое все меняет», также описывал ограниченную пропускную способность сознания. Бейтсон говорит о паралингвистической области — кинесике, которая включает в себя телесное общение: мы говорим очень многое, не пользуясь словами.

«Будучи млекопитающими, мы, хотя и во многом на бессознательном уровне, знакомы с привычками общения в своих взаимоотношениях, — писал Бейтсон в 1996 году в статье, посвященной сложностям общения с дельфинами. — Как и другие наземные животные, большую часть нашего общения в этой области мы осуществляем посредством кинетики (движений) и паралингвистических сигналов, таких, как движения тела, невольные напряжения произвольных мышц, изменения выражения лица, колебания, изменения темпа речи или движения, обертоны в голосе, неравномерность экспрессии. Если вы хотите знать, что означает собачий лай, вы смотрите на губы собаки, шерсть на ее загривке, хвост и так далее. Эти «выразительные» части ее тела сообщают вам, на какой предмет окружения она лает и каким схемам отношений с этим объектом она, скорее всего, последует в ближайшие несколько секунд. Помимо этого, вы смотрите на ее органы чувств — глаза, уши и нос».

Проблема заключается в том, что на практике мы, люди, не хотим признавать, что являемся животными: мы склонны идентифицировать себя со своим сознанием. И потому нам хочется верить: все, что мы говорим, содержится в словах. Мы воспринимаем себя очень буквально. Мы думаем, что информация является важной частью разговора.

В 50-х годах новаторские исследования Грегори Бейтсона о нескольких уровнях коммуникации привели к серии прорывов, наиболее важным среди которых была теория двойной связи шизофрении — группы психических расстройств, при которых пациент испытывает потерю контроля над своими умственными процессами и волей («раздвоение личности», к примеру). Шизофреники часто воспринимают утверждения слишком буквально:

«Если вы скажете шизофренику «очистить свой разум» перед тем, как принимать решение, к примеру, он вполне может пойти и сунуть голову под кран, — пишет в своей книге о коммуникационной теории Бейтсона психолог Бент Ольгаард, — Существует прецедент с больной шизофренией, который сидел на кровати, опустив ноги на пол, несколько дней, так как боялся потерять почву под ногами».

В контексте языка этой книги у шизофреников проблемы с эксформацией. Они не могут уловить эксформацию, которая содержится в сообщении: они понимают сообщение буквально и воспринимают информацию в соответствии с ее номинальной ценностью.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Схема потока информации, который проходит через человека, созданная в школе Эрланген (Франк, Лерт и др.). Это так называемая органограмма, которая, как и диаграмма Купфмюллера, показывает, что человек получает и посылает больше информации, чем способно воспринять его сознание.

Идея Бейтсона заключается в том, чтобы объяснить возникновение подобного шизофренического поведения в двойной связи детства: своим телом родитель может сообщать противоположное тому, что говорит словами. Это ставит ребенка в невозможную ситуацию: если он воспримет слова в соответствии с их номинальной ценностью, он будет лгать себе, так как определенно ощущает противоположное сообщение родителя. Возможно, в словах сообщение заключается в том, что ребенку ради своей пользы стоит пойти в кровать, но то, что родитель сообщает всем своим телом и манерой речи, говорит о том, что ребенку нужно пойти спать ради пользы взрослых.

Эта невозможная ситуация, в которой ребенку приходится выбирать, верить ли ему словам взрослого или доверять собственным чувствам, может привести к дилемме, в которой нарушается согласованность того, как ребенок воспринимает собственные чувства. В соответствии с моделью Бейтсона это может привести к шизофрении.

Модель двойной связи Бейтсона является фундаментальным элементом многих традиций психотерапии — и более или менее относится к детству большинства людей. Тот факт, что взрослым настолько же тяжело лгать детям в эмоциональных вопросах, насколько легко в интеллектуальных, указывает, что дети еще не «переросли» фундаментальное знание: тело говорит больше, чем слова. (Однако они еще не открыли для себя то, что многие интеллектуальные утверждения имеют место только в сознании и потому не находят выражения в языке тела).

Но это явление имеет отношение не только к нашему пониманию психических болезней. Тот факт, что язык нашего лица и тела говорит много того, что далеко не всегда соотносится с нашими словами, касается каждого.

Другой американский антрополог, Эдвард Т. Холл в 50-60-е годы описывал, как движения тела во времени и пространстве применяются в различных культурах для того, чтобы выразить сообщение, которое не выражается словами. Это вызывает серьезные сложности в мультинациональных компаниях, так как немцы и американцы имеют противоположный взгляд на открытую дверь офиса. Немец думает, что дверь сначала нужно закрыть, а затем открыть, в то время как американец воспринимает закрытую дверь как отказ.

Но двери — это мелочи. Настоящая драма заключается в том, что язык тела говорит гораздо больше, чем наша речь. «Осознание того, что существуют значимые части нашей личности, которые не поддаются нашему сознательному контролю, но которые отлично заметны всем окружающим, может показаться пугающим, — писал Холл. — Подсознательное открыто для всех, за исключением самого человека, который прячет от себя те части, которые в его ранние годы вызывали неодобрение важных для него людей».

Другие знают о нас больше, чем мы сами знаем о себе. Через наш язык тела другие люди получают доступ к знаниям на миллионы бит, хранящимся в нашем мозгу, но никогда не доходящих до нашего сознания. В конце концов, язык является довольно новым изобретением в нашей биологической эволюции. Задолго до того, как стало важно выяснить, могут ли другие люди выражать себя в благовоспитанной манере, было гораздо важнее знать, умеют ли они себя вести.

Эксформация важнее информации. Гораздо важнее знать, что происходит в головах людей, чем понимать слова, которые они говорят.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Сознание между получением впечатлений и их выражением. Рисунок В.Д.Кайделя из школы Эрланген.

Но если между тем, что говорится и тем, что имеется в виду, есть противоречие, в долгосрочной перспективе мы начинаем сердиться. И это хорошо, когда мы сердимся на людей, которые вербально говорят одно — и совершенно противоположное выражают своим телом. Потому что альтернатива этому — сойти с ума.

Сознательный язык отвечает за очень маленькую толику того, что происходит в социальной ситуации. Слишком много информации отсеивается, прежде чем вы доходим до нужной информации.

Люди, которые этого не понимают, выставляют себя дураками. Компании мальчишек всегда будут потешаться над любым, кто не понимает код, не может ухватить эксформацию в информации. Снобизм, групповщина, предубеждения и преследование меньшинств — все это включает в себя насмешки над теми, кто не понимает эксформации в информации.

Оружие, которое позволит справиться с этим обыкновенным информационным фашизмом — юмор. Шутки доказывают, что информация не является противоречивой, что слова означали противоположное тому, что стало причиной шутки, что присутствовал и другой контекст, который может показать, что с первой шуткой было все в порядке. Хорошая шутка проходит через все это как настоящий удар.

Но чтобы так произошло, шутка сознательно должна быть выстроена таким образом, чтобы ударная линия содержала в себе неожиданную и радикальную реинтерпретацию всего, что было сказано до этого момента.

В качестве примера можно привести примечание из книги, которая лежала в основе информационной теории — «Математическая теория коммуникации» Клода Шеннона и Уоррена Уивера, в которой Уивер цитирует историю ученого-нейрофизиолога Карла Лэшли:

«Когда Оскар Пфунгст (1911) доказал, что лошади Элберфильда, которые демонстрировали удивительные лингвистические и математические способности, просто реагировали на движения головы своего тренера, мистер Кролл (1911), их владелец, встретил критику в самой прямой манере. Он спросил лошадей, могли ли они замечать эти небольшие движения — и ответом ему было решительное «Нет».

Искренний смех — это осознание лингвистическим сознанием собственной ничтожности. Злой юмор — это доказательство недостатка семантической или умственной информации у других людей.

Говоря словами итальянского семиолога и писателя Умберто Эко, дьявол — это «вера без улыбки», а «миссия всех, кто любит человечество — заставить правду смеяться».

«Я лгу». В 1931 году это утверждение привело к теореме Геделя, которая пошатнула веру в то, что мир может быть исчерпывающе описан формулами и семантическими системами — в центральную тему столетия. В науке, философии и мышлении стало ясно, что мир нельзя поймать в сеть мысли или языка.

Проблема заключается в том, что язык и формальные системы кажутся способными справиться со всем — описать все. Семантические парадоксы типа «лжеца» — это неохотное признание языком того факта, что он является только картой территории, а не самой территорией. Теорема Геделя — это признание формальной системы в том, что она является формальной системой. Философские парадоксы — это боль, которую испытывает интеллектуальный мир, сходная с той, которую ощущают дети, когда они видят, как взрослые говорят одно, а своим телом показывают совсем другое.

Возможность лгать — это одна из цен, которую приходится платить за сознание. «Человек может лгать сознательно, а бессознательно — не может. Доказательством этого является, к примеру, детектор лжи», — писал в 1965 году Карл Стайнбух, Техническая высшая школа в Карлсруэ, в книге «Автомат и человек». Возможность лжи появляется именно вследствие того, что в сознании содержится мало информации; возможность отрицания выводится из факта, что имеется всего несколько бит, с которыми можно иметь дело. Человек, который един со своим телом, не может лгать — и дети отлично это знают.

Но древние греки зашли так далеко в своей цивилизованности и вере, что сознание идентично человеку, что они открыли парадокс лжеца: «Я лгу».

В математике этого столетия парадокс лжеца был снова открыт Бертраном Расселом, который попытался опять избавиться от него, устанавливая правила для видов логики. Его главный тезис заключался в том, что нужно запретить концепциям говорить самим о себе: запретить набор концепций объединяться с тем, что эти концепции описывают.

Попытка Рассела заключалась в том, что он одновременно признал и существование проблемы, и попытки научиться ограничивать эту проблему только областью математической логики.

Описание, которое Грегори Бейтсон дал странной логике шизофреника, напоминает о лжеце. И действительно, Бейтсон выводит свою отправную эпистемологическую точку из парадокса лжеца и из «Principia mathematica» Бертрана Рассела и А.Н.Уайтхеда (1910–1913). Бейтсон снова и снова обращается к Расселу.

Некоторые современники Бейтсона находили это странным. В 1980 году научный историк Стивен Тумлин в связи с публикацией последней книги Рассела, «Разум и природа», писал, что «во многом Рассел является последним философом, которого Бейтсон мог выбрать себе в союзники». Рассел не вполне является сторонником выходящей за рамки эпистемологии, которую сформулировал Бейтсон. И потому Тумлин не может понять, почему Бейтсон воспринимает Рассела с таким энтузиазмом. Тем не менее существует глубокая внутренняя связь между идеями Бейтсона по поводу шизофрении — и в более широком смысле слова о любом общении между людьми — и открытием парадокса лжеца Рассела.

Это не значит, что на идеологическом уровне Тумлин ошибался, считая энтузиазм Бейтсона по поводу Рассела странным, ведь Рассел в своих изучениях «лжеца» искал совершено другое, нежели Бейтсон. Для Рассела парадокс лжеца был патологической вещью, своего рода болезнью основ математической логики, бедствием, от которого нужно было избавиться. В 1931 году, когда Гедель показал, что парадокс Рассела был не более чем указанием на гораздо более глубокие материи, которые начинают открываться, Рассела это совершенно не заинтересовало.

Для Бейтсона «лжец» был входом в эпистемологическое описание явлений повседневного языка: того, что мы не можем принимать сказанные слова только с точки зрения их номинальной ценности, и что мы должны знать контекст, если хотим их понять.

На самом деле то, чего Рассел и Бейтсон хотели получить из своего взаимного интереса к парадоксу лжеца, находилось в противоречии друг с другом. Общего же у них было то, что ни один из них не выказывал никакого особого интереса к работам Курта Геделя.

С помощью Курта Геделя и позже Григория Чаитина было ясно доказано, что следствия парадокса лжеца присутствуют везде, где мы пытаемся описать мир ограниченным и формальным языком.

Любой язык, любое описание, любое сознание состоит из информации, которая является результатом эксформации. Огромные количества информации должны быть отсеяны, прежде чем мы обретем сознание. Поэтому в окончательном анализе это сознание и его проявления могут быть поняты и осознаны только тогда, когда они привязаны к тому, что отсеяло всю эту информацию — к телу.

Мы никогда не воспринимаем большую часть того, что проходит сквозь нас. Наше сознание является только ничтожной частью истории. Когда дети учатся говорить «я лгу», они уже знают: самая большая ложь заключается в том, что «Я» в своей невероятной помпезности полагает, что тело позволяет ему лгать.

Три медиа

Делать газету, создавать радио- и телепередачи. Три медиа, три слова. Но очень часто отправная точка у них одна: интервью с человеком, который знает по данному вопросу больше, чем вы; разговор, который продолжается в течение нескольких часов, но сводится к сюжету, который занимает две минуты. Информация отсеивается. Два часа разговора превращаются в две минуты, которые занимает чтение газеты, прослушивание или просмотр.

Объемы предоставляемой свободы могут существенно различаться. Когда интервью необходимо отредактировать в короткий текст для газеты, утверждения, которые высказывались в различных местах интервью, могут меняться местами. Две половины предложения могут соединяться вместе, что не будет играть особой роли — так как в тексте содержится не так много информации. Передается очень слабое представление о герое разговора. Весь язык тела, шум на заднем плане и выражения лица исчезают. Остаются только слова. Задача редактирующего журналиста несложна.

По крайней мере по сравнению с задачей радиожурналиста. Он не может обрезать половину предложения — оно будет звучать очень странно. В языке есть свой темп и ритм: интервьюируемый «разогревается», и вы не можете перескакивать из начала в конец разговора. Интонации показывают, находитесь ли вы в начале спора или в его конце. В записанном на пленку интервью содержится больше информации, чем в том же интервью, которое воспроизводится словами на странице. Радиопрограмму создавать сложнее, чем статью в газете. Но не так сложно, как выпускать телеинтервью.

Телевидение передает жесты и движения глаз; лицо ясно показывает, как говорящий относится к тому, что он говорит. Когда редактируется интервью, журналист должен уважать определенные правила, которые относятся к тому, что ожидают зрители. Никто не будет смотреть интервью, где интервьюируемый идет к сути своего выступления лишь при помощи движений рук и бровей — если все это будет вырезано из картинки. Возможно, этого не покажет звуковая дорожка, и об этом никто не сможет судить по транскрипту. Но человек собирался сказать что-то важное. Даже если журналист окажется прав и на самом деле ничего важного для зрителя не будет, зритель будет чувствовать себя не слишком хорошо, видя, как человека обрывают на полуслове. Вот почему телевидение создавать сложнее, чем радио.

В телевизионном интервью содержится намного больше информации, чем в радиорепортаже — и намного больше, чем в записанной на бумагу версии.

Эту разницу можно измерить, определяя, сколько информации могут передавать эти три медиа — сколько бит может быть передано в секунду (пропускная способность). Пропускная способность телевидения составляет более миллиона бит в секунду, радио — более 10 тысяч бит. В тексте, который читается вслух, содержится около 25 бит в секунду.

Это необязательно означает, что журналист может контролировать все эти биты или что это может делать получатель. Но шанс, что язык тела говорит нечто, отличное от того, что хочет услышать журналист, гораздо выше в видеоряде, по сравнению с записью на пленке или транскриптом, а также с видеозаписью по сценарию.

Глава 7. Бомба психологии

Почему исследования производительности сознания выдохлись в 1960-е годы? Почему революционный взгляд на человека, вызванный этими исследованиями, полностью игнорировался?

Объяснение этому может быть найдено в событиях, которые происходили в другой отрасли науки, являвшейся родственной сферой благодаря экспериментальным методам, которые применялись в ней для изучения производительности сознания — это наука изучения подпорогового восприятия.

Когда в конце прошлого века появилась наука о человеческом восприятии, центральной ее концепцией стала идея порога, который определяет минимальные раздражители, воспринимаемые организмом. Существование такого порога означало, что раздражители, которые находятся выше него, организмом замечаются, а более низкие — нет.

К примеру, необходимо достижение определенного уровня громкости, прежде чем мы начнем слышать звук, и определенного количества света, прежде чем мы сможем заметить звезду в небесах.

Подпороговое восприятие предполагает восприятие стимулов ниже пороговых («limen» — это латинское слово, означающее «порог»). В изучении подпорогового восприятия интересно то, что критерием порога является восприятие данного раздражителя сознанием. Все, что воспринимается на подпороговом уровне — это раздражители, которые были приняты организмом, несмотря на то, что они слишком слабы, чтобы восприниматься на сознательном уровне.

В 1911 году Харальд Хоффдинг, датский философ и психолог, описал, каким образом определенные виды умственной деятельности, которые в норме являются сознательными, могут происходить бессознательно: «Виды деятельности, которые в ином случае происходят сознательно, могут, когда сознание в это время поглощено чем-то другим, происходить за порогом сознания».

Идея о том, что на человеческое поведение могут влиять восприятия, которые не вызывают осознания, а просто присутствуют в организме, всегда воспринималась с вполне понятным страхом. «Мало какие гипотезы в науке о поведении человека вызвали столько противоречий, как предположение о том, что на поведение человека могут влиять внешние раздражители, которых он совершенно не осознает», — высказал мнение Норман Диксон, английский психолог, который опубликовал две книги о подпороговом восприятии и вытекающих из этого противоречиях.

В первой книге, опубликованной в 1971 году, Диксон использует схему, показывающую степень, до которой люди в прошлом верили в существование подпорогового восприятия.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Вера в существование подпорогового восприятия в недавнем прошлом (по Диксону).

Вера со временем увеличивалась, но около 1960 года наблюдается выраженное ее снижение, которое не только означает, что люди перестали верить в подпороговое восприятие — оно еще означало, что ученые прекратили исследования этого вопроса.

Причиной этого снижения стала атомная бомба психологии.

В 1957 году предприятие под названием «Precon Process and Equipment Corpora-tion» в

Новом Орлеане начало предлагать услугу по размещению в рекламе и на телевидении информации, которая действует на подпороговом (подсознательном) уровне — сообщений, которые не воспринимаются сознанием, но являются достаточно влиятельными для того, чтобы окупаться. Сообщения, которые действуют подсознательно — или «пре-сознательно» — отсюда и название «Precon».

Другое предприятие, которое базировалось на той же идее, носило название «Subliminal Projection Company». Начало его было положено на пресс-конференции в Нью-Йорке. Радио- и телестанции на всей территории США начали продавать рекламное время, в котором использовалось подпороговое восприятие. Компании, которые стояли за этой технологией, уверяли, что с их помощью можно достичь массового повышения продаж, так как зрителей, которые оставались в неведении, что они слышали или видели то или иное объявление, тем не менее заставляли приобретать продукт, который в нем рекламировался.

Исследования психологов доказали, что очень короткие образы, которые не воспринимаются сознанием, могут влиять на поведение людей. Именно эти исследования и привели к коммерческому использованию данной темы.

Неудивительно, что реакция публики была очень жесткой. Появился метод, который позволял внедрять информацию в людей — а у них не будет никакой возможности узнать, что на них оказывается влияние! Буря протеста привела к прекращению применения подпороговых сообщений в рекламе в США и в большей части западного мира. Потребителя отказались быть объектами столь изощренного манипулирования.

Проблема, требовавшая немедленного реагирования, была решена. Но нерешенной оставалась другая: что же такое это самое подпороговое восприятие? Насколько важным оно является в нашей повседневной жизни?

«Объявление об использовании давно известных психологических принципов в коммерции приобрело характер кошмара, и мы невольно оказались в роли нарушающих частную жизнь и врагов общества, — написали три американских психолога в обобщающей статье по этому вопросу в 1958 году. Далее Дж. В. МакКоннелл, Р.Л. Катлер и Е.Б. МайНейл продолжают: «Высокоэмоциональная реакция общественности на «открытие» подпорогового восприятия должна послужить объективным уроком для представителей нашей профессии, так как в ярком свете гласности мы можем видеть этические вопросы, требующие неотложного решения, а также предзнаменование других проблем. Когда теоретический постулат E=mс2 превратился в реальность атомной бомбы, сообщество физиков начало глубоко задумываться и о социальной, а не только о научной, ответственности. Судя по интенсивности тревоги общественности, которой стала известна лишь небольшая доля информации об этом подсознательном социальном «атоме», существует явная необходимость для психологов исследовать этические проблемы, которые являются частью эры применения их открытий».

Эти три психолога признали свою ответственность как ученых, которые должны иметь представление, каким образом их открытия могут затронуть общество. Но странно, что психологическое сообщество этой ответственности не приняло. Они просто притворились, что вся эта проблема являлась обычным недопониманием. Норман Диксон описывает это так:

«В конце 50-х годов этот страх оказал сильное влияние на профессию. Бывшие сторонники подпорогового восприятия начали менять свою точку зрения. Прошла значительная переоценка более ранних исследований и сделанных заключений». Диксон продолжает, давая такую оценку своим коллегам-психологам: «Так как во главе этой переоценки стояли психологи, а объект их злословия был не столь драматичным, как взрыв атомной бомбы, для них решение «этических проблем», на которые ссылается МакКоннел и другие, стало не столь сложным, как то, которое требовалось от физиков. В то время как последние вряд ли могли бы отрицать реальность деления ядра, психологи не имели таких же сложностей с подпороговым восприятием. Вместо того, чтобы сказать (как, возможно, следовало бы): «Да, есть достаточные доказательства, заставляющие предположить, что информация, о которой люди не знают, может оказывать на них влияние», а затем попытаться снять озабоченность общественности, предложив пути исключения коммерческой эксплуатации этого феномена, они выбрали более легкий путь — использовать аргументы в пользу того, что так как подобного подпорогового восприятия не существует, бояться нечего». Вердикт Нормана Диксона весьма суров: психологи просто удрали, поджав хвост. Атмосфера того времени была не слишком приятной. Одним из тех, кто оказывал значительное влияние на дебаты по этому вопросу в конце 50-х годов, был Венс Паккард. В книге, опубликованной в 1978 году, американский писатель оглядывается назад и оценивает последствия споров, которые заставили подсознательное восприятие исчезнуть с первых страниц. «На самом деле интерес к подпороговому восприятию сохранился, но исследования на эту тему проходили гораздо спокойнее. У меня есть доклад о 14 исследованиях, проведенных в последние годы, и ссылки на еще большее их количество. Психолог Джеймс МакКоннел в своем новом широко признанном учебнике «Понимая поведение человека» посвящает «подпороговому восприятию» целую главу».

Пакккарда беспокоило то, что исследования в этой области вообще проводились. Он бы предпочел, чтобы психологи просто держались от нее подальше.

Десятки лет спустя проблема стала классической: должно ли общество контролировать технический прогресс, запрещая исследования или запрещая технологии? Нужно ли нам останавливать процесс, пока он еще находится в исследовательской стадии, или нам нужно запретить использование знаний, которые мы в результате приобретаем?

В случае подпорогового восприятия научная общественность предпочла самоцензуру. Но подобное работает только в течение определенного времени — и это время вышло.

Исследования подпорогового восприятия продолжались и в 70-е годы, и частично в 80-е, так как стало ясно, что большая часть информации, которая проходит через человека, не захватывается сознанием, даже если эта информация оказывает выраженный эффект на его поведение.

Это приводит к ставшей теперь парадигматической дилемме: результатами таких исследований могут злоупотреблять — не только для рекламы, но и для всякого рода формирования общественного мнения и манипулирования. Так что это весьма опасная вещь.

Но существует и другая возможность: для способности человека выжить в условиях цивилизации может стать жизненно важно осознать — мы не осознаем многое, что происходит внутри нас. Знание о том, что сознание играет гораздо меньше роли в жизни человека, чем полагает большинство из нас, может оказаться жизненно важным. Ведь это единственное открытие, способное трансформировать культуру, у которой в настоящее время значительные проблемы с жизнеспособностью.

Если это мнение — которое будет более подробно рассмотрено в следующих главах — имеет хоть какое-то обоснование, запрещение исследований подпорогового восприятия может служить профилактикой злоупотреблений рекламными агентствами в краткосрочной перспективе — но в долгосрочном плане это может блокировать наш путь к жизненно важным знаниям о себе.

Это дилемма любой идеи научной цензуры. Но исследования не прекратились. Наоборот, 90-е годы стали декадой прорыва в научном признании того, что человек не является очевидным для самого себя. Источник этого прорыва лежит в знании, которое стало ясным еще 30 лет назад — и заключается оно в следующем: отношение того, что мы ощущаем к тому, что мы воспринимаем, составляет 1 000 000 к 1.

Но как только было сделано это открытие, исследования данного вопроса прекратились, чтобы возобновиться только десятилетия спустя.

Исследования человеческого разума в течение столетий прошли через много ухабов. И значимость сознания наделялась в разные периоды очень разным весом.

Современная философия началась в эпоху Возрождения, когда сознание рассматривалось как центральная часть человека. В 1619 году Рене Декарт после определенных сомнений пришел к выводу о том, что существует только одна вещь, которую он знал точно — а именно то, что он сомневался: «Я мыслю, следовательно, я существую». Сознание стало настоящим символом существования: оно было единственной вещью, в которой можно было не сомневаться.

В Англии Джон Локк опубликовал свой «Очерк о человеческом понимании», в котором центральными вопросами были осознание человеком самого себя и способность видеть себя. Это стало точкой зрения, которая оказала влияние на развитие мышления о человеческом уме, особенно в англоязычных странах: человек понятен.

В конце прошлого века представление о понятном человеке существенно изменилось. Герман фон Гельмгольц, немецкий физик и физиолог, начал изучение человеческих реакций около 1859 года. На основе полученных им технических сведений он пришел к выводу: большая часть того, что происходит в нашей голове, является бессознательной. Чувствование базируется на выводах, которые недостижимы для нашего сознания. Даже если сознательный мозг понимает и знает эти выводы, он не в состоянии их изменить. Гельмгольц показывал, что человек может получить ощущение восприятия света, закрыв глаза и слегка нажав на них. Клетки глаза сконструированы таким образом, чтобы посылать сообщение, когда они получают свет или получают что-то (что не является светом) — в этом случае они передают сообщение о том, что нечто было увидено. Так как эти клетки имеют представление только о свете, они и передают сообщение о свете, когда на них воздействуют давлением. И даже если человек отлично знает, что давление не имеет ничего общего со светом как излучением, сделать с этим он ничего не может. «Может быть совершенно ясно, каким образом мы получаем феномен свечения в поле зрения, когда к глазу прикладывается давление; и тем не менее мы не можем избавиться от убеждения, что этот свет действительно присутствует в определенном месте поля нашего зрения», — писал Гельмгольц.

Идея бессознательных выводов определенно не пользовалась популярностью в конце прошлого века. Она вызвала фурор, который служил провозвестником той критики, с которой столкнулись в конце столетия основатели психоанализа, когда представили идею бессознательного — идею, которая являлась полноценным мятежом против представления Локка о понятном человеке. Зигмунд Фрейд утверждал, что многие поступки человека вызываются мотивами, которые часто являются бессознательными. Такие побуждения подавляются по культурным соображениям, которые коренятся в нашем воспитании. И из всех этих побуждений самым важным — и самым подавляемым — является сексуальное влечение.

Но идеалом психоанализа все еще оставался понятный человек, который не подавлял свои подсознательные побуждения. Психоанализ — это наука, которая развивалась путем изучения больных людей, которые подавляли слишком много. Если тщательно изучить жизнь пациента, то можно помочь ему преодолеть это подавление.

Столкновение Гельмгольца с идеей абсолютного контроля, которым обладает сознание, была более радикальна, чем в случае Фрейда: Гельмгольц не только указывает на то, что на сознательные решения могут оказывать влияние — или даже менять их — бессознательные побуждения. Он настаивает на том, что сознание обязательно будет являться результатом бессознательных процессов, нравится нам это или нет.

После этого психология пошла по странному пути. Анализ Гельмгольца и Фрейда ясно показал, что самоанализ (интроспекция) — это весьма сомнительный метод исследования человеческого мозга. Самоанализ означает банальное самонаблюдение — человек смотрит в свой собственный ум. По определению самоанализ является нашим единственным источником получения информации о нашем собственном сознании. И сложности с самоанализом означают серьезные проблемы с изучением сознания.

Но в начале века все это привело к появлению нового движения, которое отказывалось признавать такое понятие, как сознание, и такой метод, как интроспекция.

Это движение получило название «бихевиоризм», и оно доминировало в американской и британской психологии с 20-х по 50-е годы прошлого века. Оно являлось сторонником изучения людей исключительно в объективных рамках: факторы окружающей среды, поведение, раздражители, ответы. Нет необходимости в таких понятиях, как «сознание», «состояние ума» — все это чушь. Либо существует закон, который связывает импрессию и экспрессию (и в этом случае неважно, какими кажутся факты изнутри), либо такого закона нет (и в этом случае неважно, какими они кажутся снаружи). Бихевиористы исключили проблему сознания, и, следовательно, избавились от целого ряда других концепций, таких, как внимание, и, естественно, от любых обсуждений подпорогового восприятия.

Радикальность оппозиции бихевиористов по отношению к любому виду интроспекции и самонаблюдения, возможно, лучше всего может продемонстрировать шутка о двух бихевиористах, которые занимались сексом. После того, как все закончилось, один бихевиорист говорит другому: «Тебе было хорошо — а мне?».

После Второй мировой войны бихевиоризм исчез, уступив место так называемой когнитивной революции 50-х годов. «Волшебное число Миллера» стало одним из фундаментальных открытий когнитивной психологии, которая рассматривает человека как существо, обрабатывающее информацию. Центральные элементы когнитивной революции пришли из изучения языков и компьютеров. Вычисления стали центральной концепцией описания человека — такие вычисления, которые можно было проводить на компьютерах того времени. Это были серии вычислений, которые контролировались центральным мониторинговым устройством компьютера.

Когнитивная наука не слишком заботится о бессознательном. Она пытается понять, какие логические правила и алгоритмы необходимы, чтобы описать человеческий ум. Она предполагает, что имеются четкие логические правила, а не какие-то непостижимые результаты подсознательных вычислений.

В 1958 году Дональд Броудбент, британский психолог, предложил «теорию фильтра». Броудбент начал с того, что человек получает намного больше информации, чем доходит до его сознания. Он полагал, что сенсорная информация хранится в краткосрочной памяти, и то, что попадет в сознание, определяется фильтрами, причем происходит это очень быстро. Его теория стала революционной, так как она ставила проблему большой пропускной способности органов чувств в противовес небольшой пропускной способности сознания. Но очень быстро возникла загвоздка: теория Броудбента означала, что большая часть информации будет отсеяна, не пройдя никакой обработки. Она исчезает, если она не нужна сознанию. Если долгосрочная память говорит человеку, что ему хочется услышать на коктейльной вечеринке — фильтр просто отбросит все остальное. Человек слышит то, что он слышит — а чего не слышит, о том не будет и печалиться.

Но ведь это как раз тот взгляд, который обсуждался с точки зрения подпорогового восприятия. Информация, которая не поступает в сознание, тоже может оказывать влияние на содержание сознания или на принимаемые им решения — так говорит нам понятие подпорогового восприятия.

В 80-х годах когнитивная психология прошла обновление или была заменена новой перспективой под названием «параллельно распределенная обработка информации» (ПРОИ). Весьма внушительная фраза, и здесь действительно задействованы компьютеры. Но в то время как отправной точкой когнитивной психологии являются уже существующие компьютеры, в которых все контролируется центральным процессинговым устройством, сторонники ПРОИ отдали предпочтение компьютерам, построенным по модели человеческого мозга — это параллельные компьютеры без центрального устройства наблюдения за всем происходящим. В настоящее время параллельные процессоры эффективно развиваются — но проблемой их является координация подобных параллельных видов деятельности.

В модели ПРОИ не существует никаких особых фильтров, которые отсеивают все, до чего не снизошли высшие уровни сознания. В этой модели функционирование всего мозга рассматривается как интенсивные вычисления, результатом которых является состояние, известное как сознание. Подсознательные процессы в уме обрабатывают информацию быстро и параллельно, в то время как сознательные процессы проходят медленнее и один за другим, как в старых компьютерах.

Итак, если исключить причудливую интерлюдию бихевиоризма, психологи всегда признавали: сознание — это не все, что есть в человеке. Но в последние 10 лет или около того картина медленно менялась. Сегодня бессознательное, работающее по принципу параллельности и непонятное, считается легким для понимания, в то время как человеческое сознание стало рассматриваться как почти непостижимое.

Американский философ и когнитивный психолог Даниэль Деннетт описывает этот процесс так: «Мы пришли к принятию без малейшего намека на непонимание, что все это проверяющее гипотезы, отслеживающее память рассуждение — то, что мы коротко называем обработкой информации — происходит внутри нас даже тогда, когда это остается полностью недоступным для интроспекции. Это не та подавляемая бессознательная деятельность, которую открыл Фрейд и которая вытесняется из «поля зрения» сознания, а просто ментальная деятельность, которая каким-то образом находится полностью вне кругозора сознания».

И с едва скрываемым беспокойством Деннетт добавляет: «Наш мозг не только доступен внешнему воздействию — некоторые виды умственной активности являются более доступными для внешних воздействий, чем для самих их «владельцев»!

И это весьма тревожно в целом и в частности в том обществе, где работа многих людей заключается в том, чтобы соблазнить всех остальных делать то, что они не могут позволить себе делать.

И Зигмунд Фрейд, и психоанализ заставили Запад воспринимать подсознание серьезно. Большую часть этого столетия естественные науки свысока смотрели на традиции психоаналитики со всеми разговорами о подсознательных побуждениях. И ученые, и философы рассматривали психоанализ как нечто в определенной степени одностороннее.

И может показаться несправедливым, что сегодня психоанализ опять стал объектом критики, когда и в психологии, и естественнонаучных исследованиях человека подсознательные процессы занимают центральное место. По мере приближения конца 20 века, наше осознание важности подсознания для функционирования человеческого ума достигло той стадии, когда психоаналитические традиции подвергаются критике за то, что оставили бессознательному слишком ничтожную роль. Теперь критики говорят: «Психоанализ, безусловно, научил нас воспринимать подсознание серьезно. Но недостаточно серьезно!».

Некоторые из учеников Фрейда развили точку зрения на человека, основанную на психоанализе, которая оставляла много места для подсознательных умственных процессов. Карл Густав Юнг развивал идею превалирующего Я, содержащего сознательные и бессознательные процессы. Вильгельм Райх развивал идею о том, что функции тела являются прямым проявлением бессознательных процессов.

Юнг критиковал Фрейда за недооценку важности бессознательного. В «Эго и бессознательное» Юнг пишет в качестве предисловия: «Как мы знаем, содержание бессознательного, согласно мнению Фрейда, ограничено инфантильными склонностями, которые подавляются вследствие своей несовместимой природы. Подавление — это процесс, который начинается в раннем детстве под моральным влиянием окружения ребенка и продолжается в течение всей жизни. В процессе анализа подавление убирается и подавленные желания становятся сознательными. Согласно этой теории, бессознательному необходимо, так сказать, содержать только части личности, которые с таким же успехом могли бы быть сознательными и являются подавленными только вследствие воспитания». Со своей точки зрения Юнг пишет: «Мы подчеркиваем, что вдобавок к подавленному материалу подсознание содержит также весь ментальный материал, который стал подсознательным, включая подпороговое сенсорное восприятие».

В последние годы современные идеи бессознательных когнитивных функций также нашли свое выражение в психоаналитической традиции — как это часто случается, когда теоретический главный образ отвергается, и делаются заявки, что все другие психоаналитики знакомы только с частью творчества Фрейда, в то время как на основе его последних работ может быть создана новая школа.

Американский психоаналитик Джозеф Вайс и его коллеги в Исследовательской группе психотерапевтических исследований в Маунт Зион, Сан-Франциско, предложили пересмотренную интерпретацию психоанализа, в которой подсознательному отводится важная роль в «более высоких» ментальных функциях — мышление, планирование и принятие решений.

Вайс подвергает критике традиционную точку зрения психоанализа на подсознательное как место обитания умственных впечатлений, подавленных в детстве, так как сознательная часть человека не смогла их переносить. Эти впечатления включают импульсы сексуальности и агрессивности, которые подавляются у взрослых людей. Эта точка зрения, по мнению Вайса, происходит «из ранних работ Фрейда и предполагает, что люди почти или совсем не имеют контроля над своей подсознательной умственной жизнью».

Альтернативная точка зрения, которую предлагает Вайс, базируется на более поздних работах Фрейда и подчеркивает способность человека связываться с подсознанием: подсознательные импульсы удерживаются в узде не подавлением или репрессиями, а подсознательно принимаемыми решениями. Эти решения не всегда целесообразны — но их можно изменить с помощью терапии. Сущность этой терапии будет заключаться в том, что она будет иметь дело с подсознательными решениями человека как имеющими значение. Подсознательному уму необходимо помочь осознать, к примеру, что секс не несет в себе никакого риска.

«Создается впечатление, что когнитивные способности подсознательного ума были недооценены и что люди могут бессознательно выполнять многие интеллектуальные задачи, в том числе разработку планов достижения конкретных целей», — пишет Вайс.

Бессознательное — это не просто масса подавленных сексуальных желаний и запрещенных проявлений ненависти. Бессознательное — это активная и жизненно важная часть человеческого ума.

Производительности сознания просто недостаточно для того, чтобы все, что происходит в нашей голове, проявилось в сознательном разуме. В нашем подсознании можно найти не только подавленные сексуальные желания и стремление к смерти — там также присутствуют — и доминируют — явления не столь драматичные и знакомые.

В подсознании на самом деле имеет место удивительная деятельность. Изучение подпорогового восприятия определенно указывает на то, что многие идеи Фрейда являются верными.

В 1917 году невролог О. Потцл открыл, что во сне люди могут вспоминать подпороговые раздражители, которые они получали наяву.

Людям показывали картинку, но настолько быстро, что сознательно они не могли понять, что на ней изображено, или запомнить ее наяву. Но этот образ потом появлялся в их снах.

Бесспорно, это открытие, которое может многое дать для толкования сновидений! Феномен Потцла, как назвали это явление, повторялся во многих экспериментах, не только со снами. Грезы, свободные ассоциации и генерация свободных образов (техники, которые применяются в психоанализе) также могут обеспечить доступ к образам, которые были восприняты на подпороговом уровне.

Экспериментальные техники, которые применялись для исследования феномена Потцла, повторяются во многих исследованиях подпорогового восприятия. Применялся аппарат под названием «тахистоскоп» — инструмент, который является центральным во многих отраслях экспериментальной психологии. Тахистоскоп позволяет показывает испытуемому изображение в течение короткого времени — одна сотая секунды. Это слишком быстро для того, чтобы образ восприняло сознание. (Телепрограммы используют 25 или 30 кадров в секунду, и нужно быть очень внимательным и иметь опыт в монтаже видео, чтобы уловить отдельные кадры. Мы воспринимаем телевизионные образы как «движущиеся картинки», так как не можем уловить столь короткие интервалы).

Потцл экспериментально доказал, что образы археологических раскопок появлялись в снах испытуемых, даже если они не помнили их наяву. Этот феномен с тех пор был подтвержден множеством контрольных исследований, но все же естественно, что и его оспаривали.

Феномен Потцла — это старейший пример подпорогового восприятия, изучаемого современными методами.

17 октября 1884 года в Американской Национальной Академии науки была дана лекция о небольших различиях в ощущениях. Позже она была опубликована Академией. Ее авторы — математик и философ Чарльз Сандерс Пирс и психолог, изучавший восприятие — Джозеф Ястроу — вместе провели небольшой опыт: эксперимент, который эффективно и изящно положил конец идее порога восприятия.

Их отправной точкой стала идея о том, что должна быть какая-то разница между двумя ощущениям еще до того, как человек сможет их различить — Unterschiedschwelle, порог различия. Ястроу и Пирс решили выяснить, может ли человеческий организм отличить эти два ощущения, если этого не может сделать сознание.

В эксперименте на кожу оказывалось давление, вызываемое крошечным весом. Ястроу и Пирс смогли продемонстрировать, что им удается найти отличие между ощущениями, которые на сознательном уровне ничем не отличаются друг от друга. Их способность «угадать», какое раздражение было сильнее, оказалась настолько высокой, что позволила сделать вывод: сознательная способность отличать определяет пределы того, что могут различать люди.

«Этот главный факт имеет очень важное практическое значение, — писали Пирс и Ястроу, — так как он дает новые основания полагать, что мы собираем все, что проходит через наш мозг, в больших количествах, вплоть до ощущений настолько слабых, что мы едва их осознаем, и не имеем представления о том, каким образом сознание постигает подобные вещи. Этот способ позволяет объяснить женскую интуицию, а также определенные «телепатические» явления. Подобные слабые ощущения нуждаются в тщательном изучении психологами и должны всячески культивироваться каждым человеком».

Чарльз Сандерс Пирс ввел термин «абдукция» для описания процесса, в ходе которого человек «привлекает силы подсознания», разрабатывая научные гипотезы или воспринимая что-то в повседневной жизни. За много лет до эксперимента с Ястроу у Пирса украли ценный хронометр во время путешествия по реке из Бостона до Нью-Йорка. Пирсу удалось установить вора, но он был не в состоянии сказать, как ему это удалось. Датский эксперт по работам Пирса Педер Воэтманн Кристиансен комментирует это так: «Пирсу удалось обнаружить вора не благодаря использованию логики, а благодаря способности остановить внутренний семантический диалог и погрузить себя в состояние пассивного восприятия несемантических знаков, которые в норме тонут в шуме, производимом корой головного мозга».

Один из самых убедительных и неопровержимых примеров способности человека ощущать и действовать на основе информации, поступающей из окружающей среды, о которой ничего не знает его сознание — это феномен мозгового видения. Он был открыт в 1970 у пациентов с серьезным повреждением области мозга, которая обрабатывает зрительные раздражители, вследствие чего они ничего не могли видеть в значительных частях своего поля зрения.

Или могли? Когда им показывали объекты в слепой зоне их поля зрения, они могли указывать на них, брать их, правильно ими манипулировать и описывать их положение. Но они говорили, что видеть их не могут. Запутавшиеся доктора и психологи подвергли пациентов серии тестов, в которых тем необходимо было определить, к примеру, куда была направлена палка. Предположительно слепые пациенты всегда угадывали правильно, при этом утверждая, что ничего не видят.

Одного из пациентов, Д.Б., исследовал психолог Л. Вайскранц. В своей книге «Слепое видение» он говорит: «После одной из подобных длительных серий «угадывания», когда он не сделал практически ни одной ошибки, ему сказали, насколько хорошо он справился. В интервью, которое далее последовало и которое было записано, Д.Б. выразил определенное удивление. «Вы знаете, насколько хорошо у вас получилось?» — спросили его. «Нет, — ответил он, — не знаю, так как я ничего не видел… вообще ни черта не видел». «Вы можете сказать, как вам удавалось угадывать — что помогало вам сказать, была ли она расположена вертикально или горизонтально?». «Нет, так как я ничего не видел, я просто не знаю». В конце концов его спросили: «Вы действительно не знали, что называли все правильно?». «Нет», — ответил он, все еще с ноткой недоверия.

Объяснение оказалось таким: оптическая информация от глаза обрабатывается различными областями мозга — и по-разному. Только нормальный способ обработки ведет к осознанию. Другие связи между глазами и мозгом к осознанию не ведут. Таким образом, когда нормальный путь обработки оптической информации нарушается, так как часть мозга не функционирует или была удалена, у пациента нет восприятия зрения. Но тем не менее он видит — и его поведение это доказывает.

Сложно представить более показательный пример восприятия без осознания.

Около 1980 года интенсивные исследования привели к обнаружению феномена, который получил название «прайминг». Он представляет интерес в первую очередь потому, что включает в себя очевидные «когнитивные» процессы — не просто обычное восприятие, но и распознавание слов и других значимых объектов.

Эксперимент по праймингу мог представлять собой, к примеру, две демонстрации предметов с помощью тахистоскопа. Первая демонстрация проходит настолько быстро, что испытуемый не может понять, что ему показывают. Вторая состоит из объекта (слово или изображение), относительно которого испытуемому нужно определиться: «Это настоящее слово? Этот объект возможен?». Если между двумя изображениями есть связь, испытуемые гораздо быстрее понимают, что изображено на второй картинке.

Другими словами, человек может чему-то научиться на основе раздражителя, который настолько быстр, что он не может его воспринять. И испытуемые понятия не имеют, почему они оказались настолько умными.

В качестве научного результата это очень интересно. Но не менее интересно это и применительно к нашей повседневной жизни.

В 1987 году психолог Джон Ф. Килстром написал в журнале «Science» о перспективах прайминга и других образцов подпорогового восприятия: «Подобная деятельность по обработке информации является вдвойне бессознательной: ни сами раздражители, ни когнитивные процессы, с помощью которых они обрабатываются, недоступны сознательному восприятию. Подобные вдвойне бессознательные процессы тем не менее оказывают огромное влияние на социальное взаимодействие. Посредством того, что социальные суждения становятся рутинными процедурами, мы можем, к примеру, сформировать впечатление о людях, не имея никакого сознательного представления о перцептуально-когнитивном базисе, который при этом используется». И далее: «Большое число социальных суждений и выводов, особенно тех, которые управляют первыми впечатлениями, выполняются посредством подобных бессознательных процессов».

Мы говорим не просто о любви с первого взгляда. Это касается многих быстрых суждений, которые мы делаем о других людях — и не всегда добровольно. Как часто мы обнаруживаем, что не можем избавиться от первого впечатления о человеке, к которому желали бы проявить симпатию, но по отношению, к которому «встали не с той ноги»? Как часто, к своей тревоге, мы обнаруживаем, что просто не можем заставить «химию» в голове работать в ситуации, где очень бы этого хотели?

Феномены, подобные праймингу, практически прямо указывают на существование каналов большой пропускной способности в дереве речи, более быстрых, чем язык и сознание. Информация, которая поступает через глаза, оказывает влияние на нашу способность читать слова и образы через сознательный канал.

В 1990 году два психолога — канадец Эндель Тулвинг и американец Дэниел Шахтер — написали в журнале «Science»: «Мы все еще знаем о прайминге относительно мало на этой ранней стадии исследования. Тем не менее кажется ясным, что он играет более важную роль в человеческих отношениях, чем можно предположить из факта его столь позднего открытия. Несмотря на то, что прайминг можно обнаружить только в тщательно контролируемых экспериментальных условиях, аналогичные состояния часто возникают естественным образом, вне лабораторий. Следовательно, было бы разумно предположить, что прайминг повсеместно происходит в повседневной жизни».

«Одна из поразительных особенностей прайминга заключается в том, что он, в отличие от других форм когнитивной памяти, является бессознательным. Человек, воспринимающий знакомый ему объект, не имеет представления о том, что воспринимаемое является таким же результатом работы памяти, как и восприятия. Тот факт, что люди на сознательном уровне не знают о прайминге, возможно, объясняет его позднее открытие. Сложно исследовать явление, о существовании которого человек не подозревает».

Множество переживаний и ощущений, через которые мы проходим в повседневной жизни, могут подразумевать узнавание чего-то, что мы не узнаем сознательно. Примерами этого могут служить не только случаи дежа вю (когда мы узнаем что-то, но не знаем почему), но и случаи, когда нам с первого взгляда нравится дом, женщина или шоколадный торт.

Новый всплеск интереса к этой сфере можно ожидать от индустрии рекламы — и новые споры психологов по вопросам этики.

Но не только подпороговое восприятие говорит нам о том, что сознание не имеет представления о многом, что происходит внутри нас. Большое количество навыков, которые мы используем в повседневной жизни, не являются сознательными в момент, когда мы их применяем. Мы можем научиться автоматическим процессам, которые получаются у нас лучше всего, когда мы о них не думаем. Мы можем утверждать, что это полезно для нашей работы или для спорта.

Мы в состоянии ехать на велосипеде — но не можем объяснить, как у нас это получается. Мы умеем писать — но не можем объяснить это в процессе письма. Мы можем играть на музыкальных инструментах, но чем лучше у нас это получается, тем сложнее нам бывает объяснить, что происходит.

Изучение этих навыков контролируется сознанием, а вот их применение — нет. Когда мы учимся говорить на иностранном языке, играть в новую игру или ориентироваться в городе, сначала мы ощупываем свой путь, заикаемся и запинаемся, смущенные и неловкие. Но вдруг происходит изменение — и мы начинаем делать это лучше всего, когда не думаем о том, что делаем. Как только мы начинаем думать, что сейчас мы говорим на языке, который знаем не очень хорошо — мы осознаем, что пытаемся сделать, и это сразу же получается у нас хуже, чем раньше.

Хождение во сне — это деятельность, которая может подразумевать определенное восприятие окружающего мира (дети во сне добираются до туалета, даже если на их пути стоит стул), но оно сопровождается полным отсутствием осознания того, что происходит.

В конце концов наше тело воспринимает очень многое, что имеет к нему отношение, из своего окружения, даже если мы сознательно об этом не знаем: температура воздуха, давление и перемещение. Если мы на мгновение оценим свои шансы выживания в современном мире без использования подсознательного восприятия и выбора поведения, мы сразу сможем понять, какое количество подпороговой деятельности должно происходить в нашей голове.

«Теперь мы четко знаем одно, — писал в журнале «Science» в 1987 году Джон Килстром. — Сознание не может быть идентифицировано с определенными перцептивно-когнитивными функциями, такими, как конкретный ответ на раздражители, восприятие, память или высшие умственные процессы, задействованные в вынесении суждений или решении задач. Все эти функции могут иметь место вне сознательного восприятия. Сознание скорее является экспериментальным качеством, которое может сопутствовать любой из этих функций.

Картина совершенно ясна: внутри нас совершается масса того, о чем мы не имеем представления. Но все же остается место для критики и споров. Недавно, в 1986 году, бельгийский психолог Даниэль Холендер доказал, что в ходе некоторых исследований возникли сложности, которые привели к вере в существование подсознательного восприятия и автоматического применения навыков.

Методологические сложности, которые возникают, когда мы пытаемся доказать, что на людей влияет нечто, о чем они не знают, естественно, нужно принимать во внимание. Как раз потому, что подпороговое восприятие является настолько важной частью человека, необходимо, чтобы мы изучали его настолько тщательно и честно, насколько это возможно. И как раз потому, что возможности применения этого аспекта человеческой природы в целях контроля и манипуляции являются колоссальными, жизненно важно заверить общественность: этот феномен изучается независимыми учеными. Нет смысла прятать голову в песок, как это делали психологи в 60-е годы. Подпороговое восприятие — это реальность, о которой обязательно нужно знать.

С точки зрения здравого смысла предельно ясно, что подпороговое восприятие действительно должно существовать. Помните, что производительность сознания значительно меньше, чем производительность наших органов чувств. Если вся информация, которая проходит через наши органы чувств, просто отсеивается, за исключением той небольшой части, о которой мы знаем, как мы можем быть уверены, что именно эта часть и является правильной?

Если сознание и понимание — это не просто роскошь для тех людей, у которых есть время читать книги, тому должна быть причина — биологическая причина. Для чего нам нужно тело и сенсорный аппарат, который собирает такое немыслимое количество информации из нашего окружения, даже если мы об этом не знаем? Нам это нужно, потому что мы должны знать о фауне джунглей и о том, как меняются цвета на светофоре, если мы хотим выжить. Но если сознание просто наугад выбирает информацию из того потока, который к нам приходит, особой пользы в этом не будет.

Обязательно должна существовать определенная степень «мудрости» в том, как производится сортировка — в противном случае мы просто случайно выбирали бы что-то для своего сознания, не имея никакой связи с тем, что действительно важно.

Сознание базируется на невероятном отсеивании информации, и мастерство сознания заключается не в той информации, которую оно содержит, а в той, которой в нем нет.

Практичнее всего было бы иметь возможность вспомнить телефонный номер на память в тот момент, когда нам нужно позвонить. Но не слишком умно помнить сотню телефонных номеров и список покупок впридачу, когда мы хотим сделать этот звонок. Замечательно иметь возможность замечать ягоды в лесу, когда мы отправляемся на прогулку — но это не слишком поможет, если за вами бежит тигр.

Сознание изобретательно потому, что оно знает, что является важным. Но сортировка и интерпретация, которые ему необходимы для того, чтобы знать, что же важно, не сознательны. Настоящий секрет, который стоит за сознанием — это подпороговое восприятие и сортировка.

Можно привести множество повседневных примеров. Возьмем, к примеру, главную улицу вашего города: есть ли на ней магазин тканей? Многие люди могут годами жить возле определенных магазинов и не иметь представления об этих магазинах — до того самого дня, когда им потребуется такой магазин и они либо найдут его сами, либо им кто-то этот магазин укажет. И далее они уже не представляют себе, как они могли ходить по улице так много раз, не имея представления о существовании этого магазина.

«Сознание — это гораздо меньшая часть нашей ментальной жизни, чем мы осознаем, так как мы не можем осознавать того, что мы не осознаем, — написал американский психолог Джулиан Джейнс в своей важной работе 1976 года «Происхождение сознания в свете теории двухпалатного ума», к которой мы еще вернемся в следующей главе. Он продолжает: «Как просто это сказать — и как сложно понять! Это как попросить фонарик найти в темной комнате предмет, который не может светиться сам по себе. Так как куда бы ни повернулся фонарик, там будет свет, фонарик может прийти к заключению, что свет есть везде. Так и сознанию может показаться, что оно присутствует везде, когда на самом деле это не так».

Джеймс указывает, к примеру, на такую проблему: какое количество времени мы находимся в сознании? Мы в сознании в течение всего времени, когда не спим? «Да», — ответил бы автоматически каждый из нас. Но тогда возникает такой вопрос: как мы можем узнать о моментах, когда мы не в сознании? Точно так же, как фонарик, который может видеть что-то только тогда, когда он светит, мы можем осознавать себя в определенные моменты только тогда, когда находимся в сознании. Если бы мы просто были, мы не могли бы знать, что находимся не в сознании. «Следовательно, мы находимся в сознании меньше времени, чем полагаем, так как мы не можем осознавать те моменты, когда мы ничего не осознаем», — пишет Джейнс.

Мы можем возразить, что это применимо только к моментам, когда мы, к примеру, выходим на вечернюю прогулку или ковыряемся в носу. Но ведь есть моменты, когда мы полностью осознаем, что происходит — когда мы думаем, к примеру, или читаем.

«Тот факт, что вы можете помнить смысл последнего прочитанного предложения, но не каждое его слово — это повседневное наблюдение, — пишут британские психологи Ричард Латто и Джон Кампион. Они продолжают: — Когда вы читаете это предложение, описать, что именно вы осознаете, довольно сложно, хотя вы точно знаете, что что-то осознаете». Или нет? Но ведь процесс думания … наверняка это сознательная активность, как вы думаете?

«Я настаиваю на том, что когда я действительно думаю, в моем уме полностью отсутствуют слова, — писал франко-американский математик Жак Хадамард в своем знаменитом «Эссе о психологии открытий в области математики» в 1945 году. — Даже после того, как я читаю или слышу вопрос, все слова исчезают в тот самый момент, когда я начинаю об этом думать, и слова не появляются в моем сознании до тех пор, пока я не закончу или не прекращу исследование… Я полностью согласен с Шопенгауэром, когда он пишет: «Мысли умирают в тот момент, когда они облекаются в слова».

Книга Хадамарда базируется на анкете, в которой он задавал величайшим математикам своего времени такой вопрос: что они осознают, когда думают? Одним из тех, кто давал ему ответы, был Альберт Эйнштейн, который написал: «Слова языка, написанные или сказанные, не играют никакой роли в моем механизме размышления. Физические сущности, которые служат элементами мысли — это определенные знаки и более-менее отчетливые образы, которые могут быть «намеренно» воспроизведены и скомбинированы».

Можно возразить, что сознание и слова — это разные вещи. Человек может осознавать, что он делает, даже если не выражает все это в словах в данный момент.

Когда вы в последний раз ели на ужин рыбу? Нет, стыдится тут нечего, рыба — это хорошо. В пятницу? В выходные? Сегодня?

Вы несомненно осознаете вопрос, и вы, конечно, осознаете ответ. Но о чем вы подумали, когда размышляли, когда вы в последний день ели рыбу? Что вы искали? Может быть, вы вели себя как политики и сказали/подумали: «Э-э-э… базируясь на имеющейся информации, я бы предположил, что это, возможно…»

Но — бум! Вы внезапно получили ответ. «Это было на прошлой неделе, мы ели форель, и она была замечательная».

«Эээ…» — это слово, которое мы используем, когда притворяемся, что используем сознание в процессе размышления. Но на самом деле размышление — это во многом бессознательный процесс. Вот как говорит об этом Джулиан Джейнс: «Действительный процесс мышления, который часто воспринимается как сама жизнь сознания, на самом деле вовсе не сознательный… Сознание воспринимает только его подготовительную часть, материалы для него и его результат».

И это хорошо. Представьте себе, что вопрос о том, когда вы в последний раз ели рыбу, вызвал бы сознательный пересмотр всех приемов пищи за последние несколько недель или сознательные воспоминания обо всех приемах пищи, которые нам не понравились, или сознательный обзор традиционных блюд, которые подаются по праздникам? Процесс размышления был бы невыносимым.

А что если взять более сложный вопрос, нежели пищевые пристрастия? Джейнс предлагает такой эксперимент:

ОЛОЛОЛО…

Какой будет следующий знак в этой последовательности? Бум! Ответ появляется сразу же, как только вы его обнаруживаете. Возможно, вы подумали: «Эээ…, это сложно», — но как только вы увидели ответ, вы его увидели — и ваше «Эээ…» не имело к нему никакого отношения.

Процесс размышления бессознательный — или, как на исходе века об этом сказал французский математик Генри Пуанкаре, «Если выразить это словами, разве подсознательное Я не превалирует над сознательным?»

В 1890 году Уильям Джеймс опубликовал «Принципы психологии» — влиятельную работу, которая благодаря равному соотношению теоретической прозорливости и ясности изложения стала краеугольным камнем на ближайшие сто лет развития психологии. Многие отрывки из великой работы Джеймса созвучны нам и сегодня, через столетие. Основываясь на результатах плодотворного периода зарождения психологии во второй половине 19 века, Джеймс смог описать несколько аспектов человеческого мозга, которые бихевиоризм и позитивизм удалили с психологической арены на полвека.

В главе, которая, возможно, является самой известной в этой книге — «Поток мышления», — Джеймс подчеркивает, что всегда выбирает сознание: «Оно всегда заинтересовано в чем-то одном больше, чем в другом, оно приветствует и отвергает, или выбирает, постоянно находится в процессе мышления».

Сознание сортирует и отвергает. Отсеивает. В своей замечательной главе о потоке мышления он делает такой вывод:

«Сознание во многом работает над получаемой информацией так же, как скульптор работает над блоком камня. В определенном смысле статуя стояла здесь целую вечность. Но рядом с ней были и тысячи других, и только скульптора стоит благодарить за то, что он извлек их всех этих статуй именно эту. Так и мир каждого из нас, какими бы разными ни были наши точки зрения, весь заключался в изначальном хаосе ощущений, которые дали каждому из нас различную пищу для размышлений. Мы можем, если нам этого захочется, с помощью своих рассуждений вновь вернуться к черному сплошному пространству и облакам роящихся атомов, которые наука называет единственным реальным миром. Но все это время мир, который мы ощущаем и в котором живем, будет тем, который наши предки и мы, медленно накапливая отдельные варианты, извлекали из всего этого как скульпторы, попросту отсекая определенные порции того, что к нам поступало. Другие скульпторы — другие статуи из того же самого камня! Другие умы, другие слова из того же самого монотонного и невыразимого хаоса! Мое слово — одно из миллионов подобных, впечатанных в нем, похожее на реальность для тех, кто может его выделить. Насколько различными должны быть миры сознания муравья, каракатицы или краба!».

Сотню лет спустя выдающийся немецкий нейрофизиолог Ганс Х. Корнхубер выразил то же самое, хотя и не столь поэтично: «Таким образом, в нервной системе имеет место значительное уменьшение количества информации. Большая часть информации, кстати, поступает в мозг в определенной степени бессознательно. Душа не «богаче», чем тело — напротив, большинство процессов нашей центральной нервной системы нами не ощущаются. Подсознание (которое было открыто и объяснено задолго до Фрейда) — это самый обычный процесс нервной системы. Мы просто смотрим на результаты, и имеем возможность направить фокус внимания».

Давайте же поближе взглянем на то, каким образом наше сознание строится на бессознательных процессах. Если взглянуть более пристально, все сразу становится предельно ясным.

Глава 8. Вид изнутри

«Сложно объяснить дилетанту, что в том, как мы видим вещи, существует проблема. Ведь кажется, что для этого не приходится прикладывать никаких усилий, — написал в 1990 году выдающийся биолог и нейрофизиолог Фрэнсис Крик. — Тем не менее чем больше мы изучаем этот процесс, тем более сложным и неожиданным мы его находим. Но в одном можно быть уверенными: мы видим вещи совсем не так, как нам об этом говорит здравый смысл».

Наш взгляд на то, насколько совершенным на самом деле является человеческое зрение, не в последнюю очередь исходит из попыток, которые в последние десятилетия предпринимаются, чтобы заставить компьютеры видеть. С конца 50-х годов в ходе исследования так называемого искусственного интеллекта делались попытки создать машины, способные выполнять умственную деятельность человека. Не просто физические функции, так, как это делают бульдозеры и громкоговорители, и не просто сложение и двойная бухгалтерия, как это делают компьютеры. А более продвинутые функции, такие, как диагностика, распознавание моделей и логические рассуждения.

Создание искусственного интеллекта не слишком продвинулось. На самом деле можно сказать, что его постигло фиаско. Компьютеры и роботы, которых мы разработали на сегодняшний день, все еще не слишком умны. Но попытки имитировать человека позволили очень много узнать о том, что такое человек — или, что будет более правильным, чем человек не является. Искусственный интеллект воспринимает человека как создание, которое функционирует в соответствии с набором специфических правил — алгоритмов. Человек рассматривается как постижимый, понятный и определяемый. Этот взгляд повторяется и в когнитивной психологии, которую мы обсуждали ранее и которая тесно связана с попытками создания искусственного интеллекта.

Но историческая ирония заключается в том, что эти исследования опровергли собственный базис: человека как сознательного, рационального существа, которое может объяснить, что оно делает.

Странно то, что сами попытки создания искусственного интеллекта указали: центральную роль в разуме человека играют бессознательные процессы.

Несложно построить компьютеры, которые могут играть в шахматы или решать примеры. Компьютеры легко справляются с тем, чему мы выучились в школе. Но компьютерам очень сложно выучить то, чему обучаются дети еще до того, как начинают ходить в школу: узнавать, к примеру, чашку, расположенную вверх ногами, ориентироваться на заднем дворе, распознавать лица, видеть.

Ранее людям казалось: научить компьютер видеть будет легче легкого. «В 60-е годы почти никто не осознавал, что зрение для машины — это очень сложно», — писал в своей провидческой, но, к сожалению, посмертной книге «Зрение» Дэвид Марр, один из самых проницательных ученых в этой области.

Близкий партнер Марра Томазо Поджио из Лаборатории Искусственного Интеллекта в Массачусетском технологическом институте в 1990 году писал: «Только недавно исследования искусственного интеллекта позволили осветить вычислительную сложность многих зрительных и других задач восприятия. Мы не привыкли вести самоанализ в этой области, поэтому очень легко недооценить сложности восприятия. И если нам кажется, что мы способны видеть безо всяких усилий, то только потому, что мы этого не осознаем. Игра в шахматы, с другой стороны, кажется нам сложной, так как нам приходится думать. Я могу утверждать, что мы наиболее сознательны по отношению к вещам, которые наш умный мозг делает хуже всего — наши самые недавние приобретения в истории эволюции: логика, математика, философия, общее решение проблем и планирование. А наши действительно сильные стороны, к примеру, умение видеть, остаются в бессознательном.

Там все, о чем мы думаем, сами того не зная. В конце концов, нам нет смысла заморачиваться с тем, что мы и так делаем хорошо. Мы это просто делаем. Безо всякого осознания.

Попытки восстановить человека в виде машины сделали этот факт предельно ясным. Но ничего нового тут нет.

♦ Закройте левый глаз и направьте правый глаз на маленький ромбик слева от строки. Двигайте указательным пальцем по строчке в сторону от значка. Продолжайте смотреть на значок, но позвольте своему вниманию следовать за вашим пальцем. Попытайтесь пару раз (так как будет сложно не двигать глазами). Затем вы заметите феномен: кончик вашего пальца исчезнет, когда вы будете приближаться к правому краю страницы — то есть к концу строки. Через пару сантиметров он снова появится.

Когда вы найдете точку, где кончик пальца исчезает, подвигайте пальцем туда и обратно несколько раз, чтобы убедиться, что в вашем поле зрения действительно есть слепое пятно.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Слепое пятно

Чтобы это выяснить, нам не нужны компьютеры. О существовании слепого пятна известно уже в течение столетий, и этому есть разумное объяснение: в каком-то месте сетчатки есть область, где нет зрительных клеток, где из глаза выходят нервные волокна и кровеносные сосуды. Вот почему в нашем поле зрения имеется «пропуск» — так называемое слепое пятно.

Но существование слепого пятна — это еще не самое интересное. Интересно то, что мы его не видим. В нормальных условиях мы пользуемся двумя глазами, которые постоянно находятся в движении. Поэтому нет ничего удивительного, что слепое пятно мы не видим. Но даже когда мы закрываем один глаз, мы все равно не видим слепого пятна: соответствующая область сетчатки просто заполняется чем-то, аналогичным окружающему изображению. Нам приходится двигать пальцем по странице книги, чтобы его обнаружить. Если пальца нет, а есть лишь страница, промежуток в картинке заполняет страница.

На самом же деле это вообще не слепое пятно. Это, по выражению психолога Джулиада Джейнса, «анти-пятно». Даже если от этого пятна мы не получаем никакой информации о том, что происходит, мы не воспринимаем никакого разрыва восприятия, а воспринимаем это место как нечто аналогичное тому, что его окружает. Мы не знаем, что то, что мы видим — это трюк. То, что мы видим, было подкорректировано.

Посмотрите на эту фигуру. Это самый старый и самый известный пример зрительной иллюзии. Его создал в 1832 году швейцарец Луис А. Неккер.

Известный как куб Неккера, это хороший пример того факта, что сознание не может контролировать восприятие, хотя и хочет этого.

Вы видите, что это похоже на куб? Какая его сторона находится к вам ближе всего? Попробуйте посмотреть на тот конец, который находится дальше всего — то есть самый глубокий за поверхностью бумаги. И быстро! Сейчас этот конец расположен ближе всего к вам.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Куб Неккера

Куб Неккера можно рассматривать двумя способами. В нем присутствуют два трехмерных изображения — но в одном рисунке, который состоит из линий на двухмерной поверхности страницы. Все остальное обеспечиваете вы сами — все пространственные аспекты. Вы интерпретируете этот рисунок как куб.

Но ведь на самом деле куба нет, даже если невозможно увидеть в нем ничего другого. Мы можем колебаться между двумя различными версиями куба (и до определенной степени контролировать, какую мы хотим видеть, направляя свое внимание на самый дальний угол). Но совсем избавиться от куба мы не можем. Как не можем и видеть две его разные версии одновременно.

Как бы мы ни осознавали, что фактом являются линии на бумаге, мы не можем не видеть куб. Наше сознание может выбрать одну из двух возможностей, но не может избавиться от них обеих.

Мы можем попытаться пометить куб, поставив точку на одной его стороне и сказав: «Это ближайшая». Но когда куб меняет свое пространственное положение, точка тоже сдвигается!

Мы видим не линии, которые затем интерпретируем в рисунок куба. Мы видим интерпретацию, а не данные, которые интерпретируем.

Посмотрите на фигуру ниже: вы видите треугольники? Они известны как треугольники Каниза по имени итальянского психолога Гаэтано Каниза из Университета Триеста6.

Здесь нет треугольников, а присутствует то, что известно под названием «субъективные контуры». Посмотрите на страницу; посмотрите ближе; действительно похоже на то, как будто внутри треугольников бумага немного белее. Но нет! Изучите стороны треугольников, их самые кончики. Нет никакого перехода. Это чистая иллюзия.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Треугольники Каниза

Но невозможно избавиться от треугольников, просто убеждая себя и свое сознание, что «на самом деле их здесь нет». Вы все равно их видите.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Фигуры вверху содержат геометрические иллюзии: мы видим геометрические фигуры не той длины или размера, какими они являются в действительности. Две линии в перевернутой букве Т имеют одинаковую длину, как и в иллюзии Миллера-Лайера. В иллюзии «Понзо» горизонтальные линии имеют одинаковую длину, но мы «читаем» в рисунке перспективу и думаем, что верхняя линия находится дальше, так что она должна быть длиннее, чем нижняя, в то время, когда они обе имеют одинаковую длину. Даже если мы знаем, что это неправда.

«Перевернутая Т» объясняет, почему Луна кажется больше всего, когда она находится ближе к горизонту: мы воспринимаем расстояния в вертикальном направлении не так, как воспринимаем расстояния на горизонтальном удалении. Тот же феномен относится и к созвездиям, которые кажутся больше, когда находятся в небе низко, так как в этом случае они не так далеко. Посмотрите, насколько велика разница между тем, как если мы переместимся на 100 метров вверх или на 100 метров по земле. Так что вполне понятно, что мы привыкли воспринимать предметы как более далекие, если наблюдаем их в вертикальном направлении. Это также означает, что мы воспринимаем их как более мелкие. Самое смешное насчет Луны заключается в том, что ее диаметр всегда составляет в небе половину градуса, неважно, находится ли она низко или высоко. Образ на нашей сетчатке (или на фотографии) всегда имеет один и тот же размер, находится ли Луна низко или высоко. Но в нашем восприятии размера Луны будет огромная разница: когда она стоит высоко в небе и выглядит маленькой и удаленной, и когда она прямо над горизонтом, нависшая и гигантская — такая близкая, что вы почти можете ее коснуться.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Иллюзии глубины

Посмотрите на картинку вверху. Она показывает, что мы живем на планете, которая вращается вокруг звезды! Обратите внимание на глубину изображений: они шаровидные или полые, выпуклые или вогнутые? Возможно, вы увидите, что четыре из них — это шары, а два — полые фигуры. Поверните книгу вверх ногами. Видите? Все изменилось. Это говорит нам о том, что наше зрение предполагает: свет падает сверху. Если тени находятся сверху, значит, изображения должны быть пустыми. Если тени снизу, они должны быть рельефными.

Когда на нашей планете светло, свет падает с неба, а не с земли. Нашему зрению это отлично известно, хотя эти великолепные примеры появились всего несколько лет назад благодаря психологу Вильянуру Рамачандрану из Университета Калифорнии, Сан-Диего. Эффект направления света определяет, будем ли мы видеть выпуклые или вогнутые формы, как было описано Дэвидом Брюстером в 1800-е годы.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Ваза Рубина

За фигуры на этой картинке мы можем поблагодарить датского психолога Эдгара Рубина или, что более правильно, американского фотографа Зика Бермана, который работал над двойным изображением, придуманным Рубином в 1915 году. Вы можете выбрать, увидите ли вы черные вазы — с белыми лицами в качестве фона. Или вы можете выбрать видеть лица — и тогда черные вазы станут фоном. Вы выбираете, что будет формой, а что — фоном. Но вы не можете выбрать и то, и то одновременно. Вам придется сделать различие между сигналом и шумом. Опять-таки, вы видите не необработанные данные — а интерпретацию, причем только одну интерпретацию за раз. Версия ваз Рубина Бермана — это не рисунок. Он использует силуэты реальных лиц. Картинка, приведенная здесь — это рисунок на основе работы Бермана.

Когда вы уделите минутку рисунку, который расположен ниже, можно угадать ваш возраст: если вы видите молодую женщину с повернутым в сторону лицом, скорее всего, вы и сами молоды. Если же вы видите старуху, возможно, вы и сами — вовсе не неоперившийся птенец.

Это вывод, к которому пришли в «Эксплораториуме» Сан-Франциско, где выставляется в настоящее время эта картина, придуманная американским психологом Е.Г.Борингом. Как правило, чтобы переключиться между двумя изображениями, требуется какое-то время. Но как только вам это удается, эффект поистине драматический. (Когда вы уже знакомы с картиной, довольно легко контролировать, что вы хотите увидеть. Просто направьте свой взгляд на то место, где должны быть глаза фигуры, которую вы хотите увидеть — и затем вы сразу увидите всю женщину целиком).

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Молодая или старая?

Британский нейропсихолог Ричард Л. Грегори всю жизнь собирал подобные зрительные иллюзии, так как они действительно очень много могут рассказать о том, как мы видим. Свое понимание иллюзий Грегори сформулировал так: наше зрение на самом деле предлагает нам гипотезу — интерпретацию мира. Перед своими глазами мы видим не информацию — мы видим интерпретацию.

В своем широко используемом учебнике по теме психологии зрения — «Глаз и мозг» (1966)

— Грегори писал: «Органы чувств не дают нам картины мира напрямую; скорее, они обеспечивают подтверждения для проверки гипотезы о том, что лежит перед нами. И действительно, мы можем говорить, что восприятие объекта является гипотезой:» И далее: «Неоднозначные фигуры» очень ясно демонстрируют, как одна и та же схема или стимуляция глаза может породить различные восприятия, и как восприятие объекта выходит за рамки ощущений».

Эти зрительные иллюзии сыграли огромную роль в нашем понимании не только ощущений и восприятий, но также науки и философии. Вызов, который бросили философы (Людвиг Виттгенштайн) и научные историки (Норвуд Рассел Хансон и Томас Кун) позитивистской вере в то, что мы можем объяснить знание безотносительно к тому, кто его произвел на свет, использовал подобные иллюзии в качестве точки отсчета.

Многие иллюзии изучались и исследовались в начале 20-го века как часть программы гештальтпсихологии.

Гештальт-психологи, такие, как Эдгар Рубин, настаивали на том, что мы не можем разделить ощущение на произвольные небольшие единицы, которые можно изучать по отдельности. Человеческие ощущения отличаются целостностью, с которой ничего нельзя поделать. Мы видим либо один куб Неккера, либо другой, даже несмотря на то, что смотрим всего лишь на рисунок. Мы воспринимаем целостность до того, как начинаем воспринимать части, мы видим конфигурацию (по-немецки «Gestalt») прежде, чем сможем увидеть элементы, из которых она состоит.

Гештальтпсихология переживала сложные времена во время доминирования бихевиоризма в начале века, но в настоящее время она восстанавливает свою честь и достоинство, так как стало ясно: зрение можно понять только в контексте целостности и гипотез.

Мы не видим то, что видят наши органы чувств. Мы видим то, что, как мы думаем, мы ощущаем. Наше сознание представлено интерпретациями, а не сырым материалом. Задолго до этой презентации подсознательная обработка отсеивает информацию, поэтому то, что мы видим, является симуляций — гипотезой, интерпретацией. И нам не дана свобода выбирать.

В случае куба Неккера мы можем выбрать между двумя возможностями — но наше сознание не может выбрать те две возможности, между которыми нам предстоит выбирать. Как не может выбрать и то, что должны быть две возможности.

Что самое интересное — зрительные иллюзии (Неккера, Понзо и др.) это тщательно усовершенствованные и исследованные примеры тех немногочисленных случаев, когда на самом деле мы можем выбирать — или понимать, что наше зрение нас обманывает.

А как насчет всех тех ситуаций, когда мы в состоянии увидеть только одну-единственную интерпретацию — или вообще не заметить, что мы искажаем геометрическую перспективу? Безусловно, должно иметь место определенное подсознательное отсеивание информации еще до нашего восприятия?

Конечно, оно происходит — но мы этого не видим. Иллюзии — это особые случаи, которые говорят нам: любое видение и любое восприятие базируется на громадной массе решений, отсеивания и интерпретаций, которые происходят задолго до того, как мы начнем осознавать, что же мы воспринимаем.

Мы не воспринимаем мир как сырой материал. Когда наше сознание воспринимает мир, подсознательное отсеивание сенсорной информации уже интерпретировало все за нас.

То, что мы воспринимаем, принимает значение еще до того, как мы это осознаем.

Подобные иллюзии возникают не только вследствие устройства нашей нервной системы. Большую роль играют и культурные факторы. К примеру, во многих незападных культурах в рисовании не используется перспектива. Следовательно, многие иллюзии включают в себя и культурные соглашения, касающиеся того, как мы «читаем» картинку. Но от этого данные соглашения не становятся менее подсознательными. Сложно отделить человека от его происхождения, так как ему приходится отсеивать огромное количество информации задолго до того, как он начнет сознательно «видеть» картинку.

Один из примеров того, как отсеивается информация, когда человек смотрит на визуальные иллюстрации, появился на основе антропологического исследования. Темой его было восприятие образов народностью «ме-ен» в Эфиопии. Антропологи давали им картинку и просили сказать, что это такое. «Они ощупывали бумагу, нюхали ее, мяли и слушали, как она шуршит; они откусывали небольшие кусочки и жевали их, чтобы попробовать на вкус». Фигуры на бумаге не интересовали ме-ен, так как рисунки, с которыми они были знакомы, были нарисованы на ткани. (Когда ме-ен предлагали рисунки в западном стиле на ткани, у них были проблемы с восприятием того, что они должны были увидеть согласно нашим стандартам).

Антрополог Колин Тернбулл изучал пигмеев Конго, которые всю свою жизнь проводят в лесу и, следовательно, не имеют опыта оценки размеров тех предметов, которые находятся на большом расстоянии. Однажды Тернбулл вышел из леса вместе со своим проводником-пигмеем Кенге.

«Кенге взглянул на долину и стадо буйволов, которое паслось в нескольких милях. Он спросил меня, что это за насекомые, и я ответил — буйволы, размером в два раза больше, чем известные ему лесные буйволы. Он громко засмеялся и попросил меня не рассказывать больше таких глупых историй … Мы сели в машину и поехали туда, где паслись животные. Он наблюдал за тем, как они становились все больше и больше, и несмотря на то, что он, как и любой пигмей, отличался смелостью, он подвинулся, сел поближе ко мне и пробормотал, что это волшебство. Когда он понял, что это были настоящие буйволы, он больше не боялся. Но он все же не мог понять, почему же они раньше были такими маленькими и действительно ли сначала они были маленькими, а затем внезапно стали большими или это был просто какой-то обман».

У западных людей также могут возникать проблемы с восприятием западных картин, особенно если они маскируются под искусство.

Пабло Пикассо однажды получил такой вопрос от соседа по купе в поезде: почему он не рисует людей такими, «какие они есть на самом деле». Пикассо спросил этого человека, что тот имеет в виду. Человек вынул из бумажника фотографию своей жены и сказал: «Это моя жена». Пикассо тут же ответил: «А не слишком ли она маленькая и плоская?».

То, что мы видим — это не воспроизведение исходного материала. А что же тогда воспроизводится?

Цветное зрение обеспечивает нас интересными доказательствами. Как всем известно, пожарные машины красного цвета. Утром, днем и ночью. Все согласятся с тем, что пожарные машины имеют замечательный красный цвет и он остается таковым круглые сутки. В принципе такой же цвет у них и ночью, просто по ночам их мало кто видит.

Но свет не является одинаковым в течение дня. Утром и вечером свет заметно краснее, чем в полдень. Когда солнце находится низко в небе, большая часть голубого света рассеивается, так как солнечному свету приходится пронизывать массивную толщу воздуха, когда он проходит через атмосферу «под углом».

Тем не менее пожарные машины остаются одинаково красными в течение всего дня. Но свет, который наши глаза получают от этих машин, не одинаков. Это известно как цветовое постоянство: мы видим один и тот же цвет, несмотря на то, что информация, на которой строится наше цветовосприятие, меняется. И это исключительно целесообразно. Было бы очень непрактично, если бы пожарные машины в течение дня меняли свой цвет (и было бы еще более непрактичным, если бы так же поступал и ядовитый мухомор),

Цвета, которые мы видим, являются результатом компиляции, которая выполняется в мозгу. Электромагнитные лучи, поступающие к нам от объектов, сравниваются с теми, которые приходят от других частей ландшафта. Цвет объекта вычисляется на этом фоне. Это значит, что один и тот же объект будет иметь один и тот цвет, даже если информация, которую получает от объекта глаз, меняется: цветовое постоянство. Цвет скорее можно назвать свойством мозга, а не самого предмета.

Из цветов мы можем создавать зрительные иллюзии. К примеру, окрашенные тени, в которых смешиваются желтый и белый свет, создавая голубой. Или смешанные цвета, где красный и зеленый прожектор создают желтое пятно света. Если же мы добавим еще и синий прожектор, пятно будет белым.

Цвета — это результат вычисления: те цвета, которые мы видим, во внешнем мире не существуют. Они возникают только тогда, когда мы их видим. Если бы цвета, которые мы видим, были принадлежностью внешнего мира, мы не смогли бы видеть иллюзию окрашенных теней.

Целесообразность этого кроется в постоянстве: объект видится в одинаковом цвете независимо от освещенности. То, что мы воспринимаем, видя красную пожарную машину — это результат вычислений, в ходе которых мозг старается приписать то же восприятие тому же самому объекту, даже если информация, которую он получает, меняется.

Вычисления выполняются мозгом на базе информации от трех различных видов зрительных клеток. Каждый из них является лучшим в своей способности «видеть» световые волны определенной длины. Аналогичная система применяется в видеокамерах, которые регистрируют три различных цвета. Затем эти цвета комбинируются в телевизионную картинку. Но видеокамера не столь умела, как человек, и потому она сама не может определить, как выглядит ее окружение. Нам приходится сообщать видеокамере, какой сейчас свет. В противном случае возникают цветовые искажения. Такое часто можно видеть в теленовостях, когда у человека берут интервью возле окна. Если камера адаптировалась к искусственному свету в помещении, которое имеет желтый оттенок, дневной свет будет выглядеть слишком голубым. Если же камера настроена на дневной свет, электрический будет смотреться как очень желтый.

На практике эта проблема решается так: перед тем, как начать запись, камере показывается лист белой бумаги. Зная, как должен выглядеть белый свет, камера затем может «просчитать» освещение для данной ситуации.

Именно эту балансировку белого и выполняет человеческое зрение каждый раз, когда оно видит пожарную машину. Посмотрев на что-то, что должно быть белым, к примеру, дом, оно заранее определяет, как должен выглядеть белый цвет. Таким образом, наше зрение может скорректировать то, что в данном контексте крайне незначительными деталями: например, реальную композицию отраженного цвета, которую глаз получает от пожарной машины.

Балансировка белого происходит бессознательно. Мы не воспринимаем, что вот это — пожарная машина в полуденном свете. Мы просто воспринимаем пожарную машину.

Но сознание может оказывать влияние на балансировку белого — или, что будет более точным, не сознание, а знание, которое у нас имеется относительно данной ситуации, как показывает пример ниже:

На веревке для сушки белья в подвале было много места. Когда он вошел туда с выстиранным бельем, на веревке висел только женский белый свитер. Когда он вешал на веревку свою нижнюю рубашку, он не мог не заметить, что свитер был не столько белым, сколько розоватым. Он рассеянно подумал, что, наверное, кто-то вместе с этим свитером кинул в машинку и красные носки. Такое случается.

Через несколько минут хозяйка свитера вошла в подвал. Еще до того, как он успел выразить ей свою симпатию, она воскликнула: «Боже, ваша одежда голубая!».

И действительно, именно он оказался растяпой, который положил что-то синее вместе с белым, отчего все белье приобрело льдистый голубоватый оттенок.

Баланс белого этого человека был подсознательно откалиброван в соответствии с белизной, что по определению и должно быть в белом белье. Поэтому он определил несколько голубоватый цвет как белый, а, следовательно, и белый свитер как розовый. Самое удивительное то, что когда он все это осознал, то легко смог это увидеть.

Несмотря на то, что цвета появляются у нас в голове, они не являются слишком субъективными и необоснованными, что и позволяет нам определить, кто же засунул носки не того цвета в стиральную машинку.

Ни одна палитра на Земле не может сравниться с небом. Какое буйство глубоких мерцающих цветов и хрупких теней играет над горизонтом, когда облака, закат и небо встречаются вместе, чтобы образовать сцену, за которой мы можем наблюдать часами! Изменения цвета день ото дня и область за областью могут пролиться бальзамом на отдыхающую душу, которая наконец освободилась от монотонного, эргономически выверенного искусственного света офиса. Всего один взгляд на небо — и наша голова снова оживает. Почему? Возможно потому, что наблюдение цветов — это активный процесс, вычисления, сортировка информации, которая и ведет к восприятию. Новое небо — это новый вызов, новый свет — это новые ощущения и переживания, мало зависящие от того, что именно мы видим в этом новом свете. Разве не глубокие, необъяснимо хрупкие и сложные, богатые оттенками и меняющиеся каждую секунду цвета природы на не знающей отдыха поверхности океана? Разве мы не радуемся, когда наши глаза начинают работать, когда имеется информация, которую нужно отсортировать, когда снижение количества воспринимаемых ощущений можно считать настоящим визуальным пиром, таким же приятным, как хрустящие овощи и свежая рыба? Небо редко бывает вялым и легко усваиваемым, как фаст фуд. И чем старше мы становимся, тем больше наслаждаемся идеальным небом.

Ричард Грегори — великий человек. Физически он был большим, высоким, широким, с выраженными британскими чертами. Весьма подходящая внешность для экспериментального психолога, который был экспертом по зрительным иллюзиям и вопросам восприятия как гипотезы — это точка зрения Грегори, которая базировалась на длительной экспериментальной работе. От предположения, что восприятие является интерпретацией, до того, чтобы рассматривать всю воспринимаемую нами реальность в качестве интерпретации, а не воспроизведения, совсем недалеко.

Когда я писал эту книгу и спросил Грегори, каково его представление о реальности, он просиял и ответил: «Реальность — это гипотеза. Вот как я это называю — гипотеза». Это утверждение отлично суммирует вклад Грегори в экспериментальную психологию.

Когда смех, вызванный возможностью получения еще лучшей гипотезы, затих, следующий вопрос был такой: «А можно ли рассматривать реальность как симуляцию?».

«О, так, пожалуй, даже лучше», — быстро ответил он. Великий человек.

Симуляция — это реконструкция, реплика, слепок чего-либо. Если вы можете симулировать процесс, это значит, что вы можете воспроизвести самые важные его аспекты, и без необходимости проводить сам процесс вы сможете выяснить, где этот процесс заканчивается. Симуляция — это динамическая интерпретация, гипотеза, а, следовательно, предсказание. Наше восприятие реальности — это в определенном смысле восприятие нашей симуляции того, что там происходит.

Важное открытие, которое дают нам зрительные иллюзии, заключается в том, что мы никогда не воспринимаем вещи напрямую — мы видим их как интерпретацию. Мы не можем воспринимать куб Неккера иначе как трехмерный, и нам приходится делать усилие, чтобы воспринять его просто как линии на бумаге. Сначала мы воспринимаем интерпретацию, симуляцию — не то, что именно мы ощущаем, а лишь нашу симуляцию того, что мы ощущаем.

Мы не ощущаем, затем воспринимаем и далее симулируем, интерпретируем, оцениваем и предполагаем.

Мы ощущаем, симулируем — а затем воспринимаем. Возможно. А иногда мы ощущаем и симулируем — а затем действуем, так как времени воспринимать нет.

Это урок, который дают нам зрительные иллюзии — ощущение, симулирование и только потом восприятие. Весьма радикальный урок.

«Что глаз лягушки говорит мозгу лягушки» — таким было название выдающейся научной работы, которая была опубликована в журнале «Proceedings of the Institute of Radio Engineers». Статья была посвящена тому, как видит мир лягушка — и более ничему, несмотря на тот факт, что ее авторы благодарили за финансирование проекта американскую армию, американские ВВС и американский флот (проект также поддерживала «Bell Telephone Labs, Inc.»). «Эта работа была проделана на лягушках, и наша интерпретация применима только к лягушкам», — написали четыре автора — Джером Леттвин, Умберто Матурана, Уоррен МакКаллок и Уолтер Питтс, сотрудники Массачусетского технологического университета.

Но результатам этой работы предстояло изменить взгляд на мир людей, а не лягушек. И не потому, что она черпала свое финансирование из подобных источников (в 50-е годы вооруженные силы были стандартным источником финансирования чистых исследований), а благодаря открывшимся для эпистемологии перспективам. Четырем авторам работы удалось доказать существование «синтетического априори», генетически встроенного в лягушек.

«Синтетические априори» — это термин, введенный Иммануилом Кантом для предпосылок знания, от которых мы не можем избавиться. Кант вызвал революцию в философии в 1700-е годы, указав на то (как описано в Главе III), что человеческое знание обязательно должно иметь какие-то предпосылки, определенные априорные суждения, которые предшествуют восприятию — время, место и причинность. Без подобных предпосылок мы вообще ничего не можем узнать — но когда они у нас есть, мы познаем не сам мир: мы познаем мир, который видим сквозь рамку, которую устанавливают наши априорные суждения. Мы никогда не сможем познать мир как таковой — мы познаем мир только таким, каким он является для нас. Кант проводит различие между вещами такими, какие они есть — Das Dingansich — и вещами такими, какими мы их знаем — Das Dingfuruns.

И вот теперь благодаря военному финансированию исследований четверо ученых набрели на Das Ding для лягушек.

Глаз лягушки сообщает мозгу лягушки всего четыре вещи об окружающем мире, когда он попадает в ее поле зрения: (1) четкие контрастные линии (которые определяют, к примеру, местонахождение горизонта); (2) внезапные изменения освещения (которые, к примеру, говорят о том, что приближается аист); (3) очертания движений (которые, к примеру, говорят о перемещении аиста); и самое важное, (4) контуры очертаний небольших темных объектов. Авторы пишут, что у них был соблазн назвать последний пункт «жуко-датчиками».

Мозг лягушки не получает информации о том, как выглядит окружающий мир — или получает, но только в той его части, которая представляет интерес: друзья, враги и поверхность воды. Лягушиный мозг не заботит проблема формирования «реалистичного» образа окружения. Он заинтересован в том, чтобы найти что-то поесть и не быть съеденным самому.

Эти черты способа видения мира лягушки встроены в ее анатомию. Каждое из нервных волокон, которые проходят от глаза к мозгу, соединяется со множеством зрительных клеток. Поэтому они не только сообщают, есть ли в данной клетке свет или нет. Они формируют модель. Мозг получает результат этих вычислений. Четверо ученых пишут об этом так:

«Каковы следствия этой работы? Главное — это то, что она показывает: глаз говорит с мозгом на языке, который уже является высокоорганизованным и интерпретированным, а не просто проводит более-менее аккуратную копию картины распределения света в рецепторах».

Вот почему лягушка поймет, что вы — принц, только после того, как вы ее поцелуете.

Четверо ученых были не первыми, кто изучал зрение лягушек. Хорейс Барлоу, британский ученый, опубликовал работу по зрению лягушек в 1953 году. Двадцать лет спустя он писал: «Результат неожиданно позволяет осознать, что значительная часть сенсорного механизма, который задействован в пищевых ответах лягушки, может на самом деле находиться на сетчатке, а не в таинственных «центрах», которые будет очень сложно исследовать физиологическими методами». — И далее: «Каждый отдельный нейрон может выполнять гораздо более сложную и тонкую задачу, чем мы ранее полагали … Если говорить проще, деятельность нейронов — это процесс мышления». Подсознание лягушки находится в ее глазах.

С тех пор подобный механизм отсеивания информации в глазах был обнаружен и у животных с более продвинутыми пищевыми привычками, чем у лягушек. У котов, обезьян, людей и многих других существ было обнаружено соответствующее разделение информации, поступающей от окружения.

У человека нервные импульсы проводятся от глаза к мозгу по сложному пути. Сигналы проходят через структуру, которая находится глубоко в мозге — таламус — откуда они проводятся в зрительные области коры головного мозга. В первой зрительной области, которой достигает импульс, находится сотня миллионов нервных клеток. Это довольно много, так как в глазу всего несколько миллионов зрительных клеток. В 60-е годы американец Дэвид Хубей и швед Торстайн Вайзель, работавший в США, показали, что у клеток коры есть специальные задачи: они могут обнаруживать определенные особые характеристики в поле зрения — угол, линию, контраст, направление и др.

Работы Хубея и Вайзеля породили определенную веру в то, что нам удастся объяснить, каким образом человек может видеть. Их вклад стал продолжением работ по лягушкам, которые проводили Барлоу и другие.

Поначалу открытие, что каждая клетка зрительной области коры головного мозга может принимать участие в интерпретации того, что мы видим, вызвала большой энтузиазм. Но постепенно ученые начали разочаровываться. В 70-е годы стало ясно, что не хватает чего-то очень важного.

В 1990 году, к примеру, Хорейс Барлоу написал о сотне миллионов нервных клеток в зрительной области коры, каждая из которых интерпретирует определенную характеристику поля зрения:

«Это очень интересный способ репрезентации образа, и тот факт, что каждая индивидуальная нервная клетка передает важный кусочек информации, заставляет нас чувствовать: мы добились определенного прогресса в понимании того, как «перевариваются» образы. Но в этом есть и кое-что глубоко неудовлетворительное: для каких таких целей нужны 100 миллионов клеток, каждая из которых отвечает за довольно специфические характеристики небольшой части поля зрения? Образы, которые являются для нас знакомыми, обладают целостностью и полнотой, которая отсутствует у этой репрезентации, фрагментированной на огромное число крошечных кусочков мозаики. Почему все представлено именно таким образом? Как в этой мозаике обнаруживается картинка, или, скорее, какие нейронные механизмы проводят дальнейший анализ образа и какова цель этих дальнейших шагов? Я могу предположить, что основным препятствием здесь является то, что мы не можем охватить истинную проблему». Возможно, истинная проблема заключается в том, что образа и нет, а имеется только мозаика. Барроу тактично предполагает, что сначала появляется образ, а затем этот образ разделяется между сотней миллионов нервных клеток, чтобы потом снова сложиться обратно и быть увиденным/воспринятым.

Можно возразить, что образ должен присутствовать, ведь то, что мы видим — это мир. Наши глаза составляют картину того, как выглядит этот мир. Отлично — но кто вообще видел мир иначе, чем пропущенным через сотню миллионов кусочков нашей мозаики? В конце концов, мы видим только Das Dingfuryou или вещь для себя, и мы никогда не видели Das Dingansich — вещь саму по себе.

Вы не можете видеть иначе, нежели через собственные глаза, а собственными глазами вы можете видеть только через сотню миллионов нервных клеток первичного зрительного центра мозга (который, кстати, находится в задней его части, а не непосредственно за глазами). Вы видите цвета, формы и углы, мух и лягушек. Но то, что вы видите — это результат вычислений и симуляции.

И нет совершенно никаких оснований верить, что то, что мы видим, схоже с тем, на что мы смотрим.

Но на это вы можете возразить: все мы видим одинаково. Мы видим одно и то же дерево, один и тот же автобус, одну и ту же пожарную машины. Ну да — постольку, поскольку нам удается об этом договориться. Но наш разговор будет происходить при очень низкой пропускной способности. Несколько бит в секунду — пропускная способность сознания. Эта способность не в состоянии передать, что такое воспринимать красный цвет. Она только может указать и заставить себя согласиться с остальными «уполномоченными лицами» насчет пожарных машин, деревьев и автобусов.

Мы можем нарисовать картину того, что видим. Тогда, безусловно, мы сможем увидеть, что видим одно и то же? Да — если только мы не имеем дела с ме-ен или с Пабло Пикассо, так как они могут задать вопросы, для ответа на которые нам придется призвать на помощь историю всей своей жизни.

Мы соглашаемся с тем, как выглядят вещи — но соглашаемся ли мы с тем, что такое «красный»? Будет ли ваш красный таким же, как мой?

Это классическая философская проблема, которую очень кратко выразил американский философ Томас Найгель: «Когда вы и ваш друг едите шоколадное мороженое, откуда вы можете знать, что он ощущает тот же вкус, что и вы? Вы можете попробовать его мороженое — но если на вкус оно такое же, как и ваше, это будет означать лишь то, что этот вкус для вас является таким же: вы не можете воспринимать вкус так же, как воспринимает его он». И далее: «Если мы будем продолжать задавать подобные вопросы достаточно последовательно, то мы можем продвинуться от умеренного и безопасного скептицизма насчет того, будет ли вкус шоколадного мороженого одинаковым для вас и вашего друга, к гораздо более радикальному скептицизму о том, имеется ли вообще хоть какое-то сходство между вашим и его восприятием …».

«Откуда вы вообще можете знать, что ваш друг обладает сознанием? Откуда вы можете знать, что существуют и другие умы помимо вашего собственного? Единственный пример, когда вы сможете наблюдать непосредственно связь между умом, поведением, анатомией и физическими обстоятельствами, будет вашим собственным», — пишет Найгель.

Эта штука известна как «проблема других умов». Есть ли вообще другие умы?

Проблема эта довольно упрямая, так как, безусловно, другие умы существуют. Если бы вы так не думали, вы бы не потрудились читать эту книгу.

Но на самом деле интересно не то, существуют ли другие умы — они существуют. Интересно то, что хотя философы обсуждают эту проблему сотни лет, они все еще не пришли к убедительному логическому подтверждению, которое позволило бы доказать: да, другие умы есть. Небольшая упрямая и в основном молодая группа философов постоянно поддерживает идеи солипсизма, которые заключаются в том, что человек — один: «Есть только я». Что, конечно, является чушью. «Если бы я был солипсистом, я, скорее всего, не писал бы эту книгу, так как я не поверил бы, что существует тот, кто может ее прочитать», — пишет Найгель.

Проблема существования других умов тесно соотносится с проблемой существования внешнего мира. Как мы можем утверждать, что он есть? Датский философ Петер Цинкернагель решает эту проблему, указывая: мы не можем говорить, что внешней реальности нет: язык полностью разрушается, если мы предположим, что языку не о чем будет говорить».

Соответственно мы можем утверждать, что общение полностью разрушается, если мы не признаем, что существуют другие умы. Все общение базируется на предпосылке, что с кем бы вы ни общались, они будут людьми и будут иметь внутри дерево речи. Без этой предпосылки общение не имеет смысла.

Но это не является доказательством того, что существуют другие умы (или, если уж на то пошло, внешняя реальность). Это просто раздражающее утверждение о том, что перед нами проблема, которую мы не можем обсудить. Так как само обсуждение предполагает, что ответом будет «да», есть кто-то еще помимо нас, с кем можно говорить.

Таким образом, если вы не признаете существование других умов, вам не с кем будет говорить об этой своей точке зрения.

Давайте еще раз рассмотрим путь, по которому оптические импульсы из глаза попадают в кору мозга. Для чего существует релейная станция в таламусе, глубоко в мозгу? Особая структура таламуса, который выступает в качестве передатчика импульсов по зрительному нерву, известна под внушительным названием «corpus geniculatum laterale», что переводится как «латеральное коленчатое тело» — LGN.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Информация от сетчатки проходит через LGNв таламус перед тем, как достичь зрительных центров мозга, которые находятся в задней части головы.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Таламус находится глубоко в головном мозге и служит воротами в кору мозга. Почти вся информация из окружающего мира проходит через таламус перед тем, как достичь коры.

Датским медицинским студентам говорят об этой очень важной анатомической детали таким образом: «Многие исследования позволяют предположить, что corpus geniculatum laterale — это не просто ретранслирующий центр, а структура, имеющая интегративные функции». Если говорить подобным образом, то это будет отличным примером того, как наши сравнительно небольшие знания о мозге могут привести к подобным хорошо звучащим, но пустым утверждениям. Выражение «интегративные функции», несмотря на традиции нейропсихологии, не слишком информативно: практически оно подразумевает, что имеется нечто, что мы не в состоянии объяснить».

Таламус и LGN играют основную роль в процессах обработки мозгом сенсорной информации из внешнего мира. В 1986 году Фрэнсис Крик писал: «Важная роль неокортекса заключается в том, что почти вся информация, которую он получает (как с сенсорной периферии, так и из других субкортикальных центров), за исключением определенной части обонятельной информации, проходит через таламус … О таламусе потому часто говорят как о «воротах» в церебральный кортекс».

Таламус — не просто ворота: он также получает обратную связь от коры головного мозга. Между таламусом и «высшими» функциями кортекса происходит интенсивный обмен «входящими» и «исходящими» сообщениями. В таламусе находятся много центров, или ядер, которые принимают участие в этом взаимодействии. В случае зрения это LGN.

Русский нейрофизиолог Иван Павлов более всего известен благодаря своим экспериментам с собаками в начале 20 века, у которых он провоцировал условные рефлексы, звоня в звонок каждый раз, когда собак нужно было кормить — и в конце концов они начали выделять слюну просто на этот звук.

Павлов указал на важность, которую имеют для коры мозга структуры, расположенные значительно глубже. Фактическая обработка информации из окружающего мира происходит в коре мозга, но уровень активности коры регулируется более глубокими структурами, такими, как таламус. Средний уровень активности кортекса (тонус) может меняться от бодрствующего к сонному состоянию; аналогично активность в бодрствующем состоянии может меняться локально вокруг коры, когда наше внимание переключается. Павлов описывал это перемещение внимания как «мобильный, концентрированный прожектор, который двигается по коре вместе с изменениями активности», как писал другой великий русский невролог Александр Лурия в своей работе, обобщающей идеи Павлова.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Отделы мозга по Лурия: весь мозг покрывает кора. Таламус и несколько других жизненно важных центров находятся глубоко в мозгу. Кора делится на задний отдел, который в основном обрабатывает сенсорную информацию, и на переднюю часть, которая имеет дело с планами и идеями.

Лурия продолжил ход мысли Павлова, разделив мозг на три блока: один для регулирования бодрствования/тонуса/внимания (глубокие структуры), один для обработки сенсорной информации (задняя часть коры) и один для планирования и познания (передняя доля коры). Таламус играет ведущую роль в работе первого блока.

Таким образом, мы можем рассматривать первый блок как прожектор, который определяет какая часть коры будет освещаться — и, следовательно, куда будет направлено наше внимание. Анатомическая версия метафоры сознания, с которой мы встречались ранее — фонарика, который движется в темной комнате. В середине 80-х годов Фрэнсис Крик попробовал уточнить эту модель, указав определенную область — ретикулярный комплекс с наружной части таламуса — в качестве оператора, который контролирует прожектор сознания. Но потом Крик понял, что эта идея слишком проста.

Но метафора все же достаточно хороша — метафора, которая сравнивает внимание и сознание с прожектором, который выхватывает что-то на сцене в то время, когда там еще много чего происходит.

Одним из авторов работы «Что глаз лягушки говорит мозгу лягушки» был Умберто Матурана. В прошедшие десятилетия он и другой чилиец, Франсиско Варела, стали ведущими сторонниками точки зрения, что наше восприятие окружающего мира не подразумевает представления или отражения нашего окружения. Эти два биолога готовы поспорить, что не происходит никакой репродукции. Правда тут намного более изящна.

В 1987 году Варела писал: «LGN обычно описывается как «релейная» станция к коре головного мозга. Однако при более пристальном рассмотрении большая часть того, что получают нейроны в LGN, исходит не от сетчатки (менее 20 %), а от других центров мозга … То, что поступает в мозг от сетчатки — не более чем небольшое возмущение на фоне протекающей внутренней активности, которая может модулироваться — в данном случае на уровне таламуса, — но не управляться. Это ключ. Чтобы понимать неврологические процессы с нерепрезентативной точки зрения, достаточно просто заметить, будет ли возмущение от внешней среды передано в соответствие со внутренней когерентностью системы».

Другими словами, тот факт, что мы можем видеть, не является в первую очередь результатом сообщений, которые поступают от сетчатки (которые, кстати, больше чем просто полученный свет). Это результат сложного внутреннего процесса, при котором информация извне соединяется с внутренней активностью и моделями. Но этот вывод искажен, так как Матурана и Варела отказываются признавать, что что-то поступает извне. Они говорят, что весь этот процесс представляет замкнутый круг, что нервная система не собирает информацию из окружающего мира. Нервная система является саморегулируемым целым, где нет «снаружи» и «внутри», а есть только согласованность импрессии и экспрессии — ощущений и поведений — с целью обеспечения выживания.

Это весьма радикальная эпистемология, и более того, два чилийца определяют ее как закрытую систему. Умберто Матурана особо славится тем, что отвергает любые дискуссии относительно того, каким образом его выводы соотносятся с тысячелетними традициями мышления, которые можно обнаружить в эпистемологии. Он создал полноценную теорию — и она не обсуждается.

Но как Матурана рассматривает дискуссию о Канте в статье про глаз лягушки? Без особого энтузиазма. «Описание внешнего мира вообще не касается внешнего мира — оно касается нас, — объясняет он в 1991 году. — «Нужно объяснить лишь ощущения и переживания. Говоря с точки зрения эпистемологии, больше ничего не существует», — говорит Матурана, который полагает: было бы чушью говорит о мире без нас, как о «вещи в себе» — иначе как мы вообще можем о нем говорить?

Для точки зрения Матурана и Варела можно предложить такую метафору: мы воспринимаем мир точно так же, как команда, которая проводит всю свою жизнь на борту подводной лодки. Члены команды могут манипулировать кнопками и регистрировать полученные эффекты, но у них нет никакого прямого восприятия того, что снаружи субмарины имеется целый мир. Мир может полностью отличаться от того, что они думали, пока он соответствует тщательно подобранному командой опыту.

Точка зрения Матурана и Варела является экстремальной в том плане, что ее не разделяют большинство ученых в этой области. Но она последовательна и целостна. По своей логической структуре она полностью напоминает то, что известно как Копенгагенская интерпретация квантового механизма в физике атомов: интерпретации, которая была представлена в основном Нильсом Бором. «Неверным было бы думать, что задача физики — выяснить, какова природа. Физика касается того, что мы можем сказать о природе», — говорил Бор, подчеркивая: мы не можем описать мир, не включая в свое описание тот факт, что мы его описываем. Сторонники Копенгагенской интерпретации сегодня проявляют не больший интерес к идеям Матурана, чем сам Матурана — к идеям квантовой механики, но сходство поразительно: большая проблема в описании нашего собственного описания заключается в том, что мы склонны рассматривать мир как то, что мы описываем, отражаем, воспроизводим, копируем и представляем в своей голове.

Но, возможно, подобным способом невозможно говорить ясно и однозначно. (Совершенно точно, что очень трудно говорить ясно и однозначно в рамках «снаружи вообще нет никакого мира»; в этой главе мы более или менее придерживаемся традиционного взгляда на то, что мир есть — в противном случае мы не смогли бы говорить об иллюзиях как об иллюзиях).

Все указывает на то, что сама идея «внутри» и «снаружи» обречена на поражение. От физики и нейропсихологии мы получаем одинаковое сообщение, наиболее изящно выраженное Джоном Уиллером и приведенное в Главе I: «Там нет никакого «там».

Не представляет никакой ценности то, что связь между Копенгагенской интерпретацией и точкой зрения Матурана/Варела вызывает вопрос: являются ли эти описания полными? Если мы признаем их логичными, то вынуждены будем спросить, включают ли они в себя все. Нет, не включают — да и не могут. Это доказал Курт Гедель: его теорема говорит, что превосходная теория не может быть последовательной и полной. Если она последовательна, в ней будут утверждения, правдивость которых не может быть установлена, даже если из других источников мы знаем, что они истинны.

В 1935 году Альберт Эйнштейн, который много лет был другом Геделя, задал следующий вопрос о квантовой механике: является ли она полной? С помощью хитро изобретенных примеров он пытался доказать, что нет. Это привело к продолжительной дискуссии, в которой его оппонентом был Нильс Бор. Бор настаивал, что квантовая механика является полной. И эксперименты, которые были проведены в 80-е годы, в конце концов доказали, что примеры Эйнштейна не выдерживают критики.

Квантовая механика является полной: мы не сможем узнать о мире атомов больше, чем он нам рассказывает. Насколько нам известно.

Такой же вопрос можно задать и точке зрения Матурана и Варела: является ли она полной? Конечно, нет. Это полное и тотальное описание жизни на подводной лодке, но это описание предполагает, что вне подводной лодки имеется мир — и не более. В противном случае теория теряет целостность.

Точка зрения Матурана и Варела может учитывать любой опыт, полученный внутри подводной лодки. Но она предполагает, что снаружи лодки существует мир — в противном случае это чистая чушь. Однако этого невозможно увидеть, находясь внутри лодки.

Точке зрения недостаточно быть последовательной — в жизни есть куча последовательных, но совершенно неинтересных точек зрения. К примеру, солипсизм: «Есть только я».

Точка зрения Матурана и Варела может и быть правильной, но на самом деле это не слишком и важно.

Нейронаука сегодня столкнулась с огромной проблемой, которая известна под названием «проблема связывания». Информация из нашего окружения разделяется и анализируется во многих различных центрах мозга. Дело не только в том, что импульсы различных сенсорных модальностей, таких, как зрение или слух, поступают для анализа в различные участки мозга. Дело еще и в том, что поступившее от каждой модальности также делится между мириадами нервных клеток, каждая из которых видит очертания, или форму, или движение, или цвет, или количество света, или контраст, или направление, или положение в пространстве.

Все эти аспекты не просто подлежат анализу, а затем воссоединению в единую картину лошади, которую оседлал человек; зрительные образы должны не только ассоциироваться с запахами, звуками, ощущениями и удовольствием — это должно произойти одновременно и еще до того, как человек свалится с этой лошади!

Человеческому мозгу приходится справляться с координацией обработки более чем 11 миллионов бит, которые поступают каждую секунду и делятся между сотнями миллионов нервных клеток, чтобы потом все эти различные импульсы составились в одну сознательную картину того, что происходит вокруг.

Все это должно происходить постоянно, до 16 часов в сутки. Безо всякой рассинхронизации.

Это и есть проблема связывания. Мы можем также называть ее проблемой фигуры/основания. Как удается мозгу вычислить, что есть ваза, а что есть лица, из той информации, которую он обрабатывает в случае двузначных фигур, таких, как ваза/лица, приведенная ранее? Как собираются вместе все эти различные аспекты одного объекта? В самом деле, как мозг вообще решает, что является фигурой, а что — основанием?

Проблема связывания очень глубока вне зависимости от того, существует ли окружающий мир или нет.

В 1989 и 1990 году впервые высказанная мысль о том, чтобы перенести феномен сознания в область естественных наук, вызвала значительный энтузиазм. Частично он объяснялся тем, что это позволяло поставить на обсуждение механизм решения проблемы связывания.

Это была совместная идея молодого немецкого физика Кристофа Коша, который возглавлял лабораторию вычислений и нервной системы при институте биологии Калифорнийского института технологии, и британского физика, биолога и специалиста в области нейрологии Фрэнсиса Крика, который работал в Институте Салка в Ла Джолла, Калифорния. Идея настолько смелая, всеобъемлющая и простая, что ее вряд ли можно было бы воспринимать серьезно — если бы не два замечательных обстоятельства.

Одним из них был сам Фрэнсис Крик — один из самых легендарных ученых 20 столетия, который получил известность в 1953 году благодаря раскрытию тайны наследственности. Он и Джеймс Уотсон открыли структуру молекулы ДНК — знаменитая двойная спираль, которая стала символом нашего времени. И с 1953 года Крик снова и снова выдвигал простые, дерзкие и — время от времени — правильные идеи, которые полностью меняли темы научных дискуссий.

Второе замечательное обстоятельство заключалось в том, что идея Крика и Коша, похоже, нашла экспериментальную поддержку. В 1989 году группа немецких ученых обнаружила, что нервные клетки кошек способны вибрировать синхронно, когда эти клетки видят тот же объект. Эти колебания происходят с частотой 40 раз в секунду и, по-видимому, являются выражением согласия клеток в том, что они видят один и тот же объект. Когда Вольф Сингер и его научные коллеги во Франкфурте опубликовали результаты своих исследований, уважаемый американский журнал «Science» сообщил об этой новости под заголовком «Тайна мозга раскрыта» и предварил статью вопросом: «Удалось ли Вольфу Сингеру открыть клеточную основу сознания?»

Идея Крика и Коша заключалась в том, что колебания, обнаруженные Сингером, являются основой сознания. Все клетки, которые получают раздражения, исходящие от того же самого объекта, «замыкаются» в синхронность, которая поддерживается в течение короткого промежутка времени.

Изначально эта теория применялась к сознательному видению, но ученые не скрывали своей веры в том, что она может объяснить и основу всего сознания. Первоначально идея колебаний, которые являются выражением совместной работы нервных клеток, была предложена немцем Кристофом фон дер Малсбургом в 1986 году.

Летом 1990 года энтузиазм достиг максимума — впервые за много лет результаты Сингера и смелые предположения Крика и Коша дали научной общественности ощущение того, что оно подходит к разгадке загадки сознания. Но эксперименты, проведенные с тех пор, давали не столь вдохновляющие результаты. Оказалось, что при проведении опытов с обезьянами очень сложно воспроизвести такой же эффект, поэтому оптимизм, с которым в течение нескольких лет связывалась эта идея, постепенно утих. В человеческом мозгу ученым удалось обнаружить только слабые признаки подобных колебаний — лишь 25 % клеток участвовали в подобной деятельности. А исследования на людях даже невозможно было начать.

Но изящество идеи заключалось в том, что одновременно она объясняла и внимание — сущность сознания во внешнем мире. Когда несколько нервных клеток начинают синхронно колебаться на 40 герцах — 40 раз в секунду — это называется вниманием.

Различные группы нервных клеток синхронно колеблются в соответствии с различными объектами нашего окружения (стол, стул, книга, рукопись, лошадь) — и одна из колебательных моделей одерживает верх. Это сознание.

Колебательная модель, которая доминирует в тот момент, когда мы что-то осознаем, соединяет вместе мириады нервных клеток — и формирует сознание. Мы можем осознавать только что-то одно в каждый момент времени (или, если быть более точными, 7 плюс-минус 2 объекта), так как одно из колебаний преобладает.

Каждый раз, когда какая-то вещь становится объектом подобных 40-герцевых колебаний, мы ее осознаем — и можем запомнить. Колебательные модели, которые соответствуют чему-то, что мы можем запомнить, одерживают верх чаще, чем совершенно новые колебания, представляющие новые объекты, так как во втором случае мы имеем модель нейронов, которые до этого никогда не колебались вместе.

Те объекты, которые вызвали колебания, но не стали преобладающими в данный момент, могут либо стать объектами внимания позже, когда будет преобладать соответствующее колебание — либо никогда ими не станут.

В любой момент времени в мозгу имеется очень большое количество нервных клеток, которые колеблются синхронно. И лишь очень немногие из них будут усилены до доминирующего 40-герцевого колебания даже на самое крохотное мгновение. Ни одно из этих колебаний никогда не станет объектом внимания.

Они представляют бессознательную обработку информации мозгом.

«В зрительной системе проходит также определенная нейронная деятельность, о которой мы не имеем полного представления, — пишут Крик и Кош. — Большая ее часть относится к вычислениям, которые необходимы, чтобы обеспечить наиболее полную интерпретацию всей входящей информации, сочетающейся с той, которая уже имеется — информации по различным категориям, накопленной в прошлом. И именно об этой «лучшей интерпретации» нам и становится известно».

Сила этой теории состоит в том, что она делает интуитивно понятным, почему сознание способно так быстро и эффективно переключаться между столь различными объектами: в нем постоянно наличествует огромная армия нервных клеток, которые колеблются синхронно. Но только один набор колебаний в конечном итоге одерживает верх и становится сознательным. Остальные ждут милостей от сознания.

Если придерживаться этой идеи, то колебания в 40 герц могут перемещать своеобразный прожектор, который просматривает различные виды деятельности мозга. Но заметьте, что эта метафора больше не является лишь пространственной, как сам прожектор. Согласованность между нервными клетками выражается и во времени, а не только в пространстве.

«Если существует несколько возможных интерпретаций поступающей информации, — пишут Крик и Кош, — тогда может потребоваться некоторое время, чтобы одна отдельная интерпретация одержала верх над своими конкурентами и возобладала. В случае «конкуренции», когда изменяются объекты восприятия, как в отлично известном случае куба Неккера, мы предполагаем, что колебания, которые установились первоначально, в конце концов каким-то образом подавляются, и в результате верх одерживает другая интерпретация, устанавливая соответствующие ей колебания, и в процессе этого она подавляет конкурентов. После определенной задержки подавляется и она — и так далее».

Так что мы возвращаемся к визуальным иллюзиям и гештальт-психологам, изучавшим зрение.

«Те роли, которые мы отводим колебаниям в 40 Герц, приводят на ум некоторые идеи гештальт-психологов. Тому, что мы называем «объектом», лучше дать термин «гештальт», — пишут Крик и Кош. Далее они продолжают: «То, что для психолога будет гештальтом, для ученого-нейрофизиолога будет выражаться определенным набором замкнутых в фазе колеблющихся нейронов».

Идея Крика и Коша вряд ли является правильной. Да она (почти) и не была никогда более чем мыслительной моделью, доказательством факта, что размышления о том, что такое сознание, имеют смысл.

Результаты от предложенной ими модели, возможно, мы еще получим в ближайшие годы, хотя сама теория не выдерживает критики.

Крик и Кош представили свою идею такими словами: «Примечательно, что большинство работ в изучении когнитивной функции и нервной системы не упоминают сознания (или «осознанности»), а также то, что многие из них рассматривают сознание как главную загадку, которая противостоит неврологической точке зрения. И действительно, в настоящее время оно остается глубоко загадочным для многих… Мы предполагаем, что подошло время для того, чтобы атаковать неврологическую основу сознания».

Путь к изучению сознания и внимания уже проложен — изучению предмета, который «настоящие» ученые до сих пор игнорировании, и который гуманитарные науки не пытались сблизить с естественнонаучным взглядом на мир.

But perhaps the most important aspect of the Crick-Koch theory is that it will make neuroscientists take the binding problem seriously. The natural science-oriented neuroscientists tend to ignore problems as “complicated" as the Necker cube and Rubin's vase. The idea of the forty-hertz oscillations shows that Gestalt psychology’s research into the world of human experience may be central to a “hard” science theory of nerve cells. Irrespective of whether one wants to grasp at radi¬cal solutions, like Maturana and Varela, and declare the outside world irrelevant, or whether one wishes to maintain a more traditional epistemology, one must inevitably face the fact that in the binding problem there is a very big problem indeed.

Но, пожалуй, самый важный аспект теории Крика-Коша заключается в том, что нейрофизиологам теперь придется всерьез озаботиться проблемой связывания. Ученые, ориентированные на естественнонаучный подход, пытаются игнорировать настолько «сложные» задачи, как куб Неккера и ваза Рубина. Идея колебания в 40 Герц показывает, что исследования человеческого восприятия, которые ведет гештальтпсихология, могут занимать центральное место в «настоящей» научной теории нервных клеток. И неважно, пытается ли кто-то использовать радикальные решения, как Матурана и Варела, и провозгласить весь внешний мир неуместным, или кто-то старается поддерживаться более традиционной эпистемологии — в любом случае придется неизбежно встать лицом к лицу с фактом, что проблема связывания — это действительно очень большая проблема.

Наиболее серьезной, пожалуй, является проблема времени: как все эти процессы колебания могут происходить синхронно, позволяя нам воспринимать различные аспекты событий одновременно, раз проводимый анализ происходит в нескольких разных участках мозга? Вкус, запах, вид, баланс и звук отлично сочетаются друг с другом, когда вы сидите на лошади. Каким же образом происходит эта координация во времени?

Сознание — это очень глубокий феномен: огромные количества информации должны быть отсеяны во время его создания. Как все эти процессы могут координироваться? И сколько времени они занимают? Наполовину рассмотрев этот момент, давайте остановимся и подытожим. В следующей главе мы найдем ответ на вопросы связи сознания и времени. И довольно тревожный ответ — так что давайте пока убедим себя, что это неизбежно.

Демон Максвелла сказал нам, что знание включает в себя мир. Что информация — это понятие, которое базируется на термодинамике, понимании тепла и паровых двигателей. Обретение знания о мире имеет свою цену: не обязательно потому, что цену имеет получение знания, а потому, что от него бывает сложно избавиться.

Ясное чистое сознание и есть истинная цена — и мы не можем познать мир без этого ясного сознания, которым, в свою очередь, мы не можем обладать, если не отсеем всю информацию, присутствовавшую в нашем сознании мгновением раньше.

Вычисление и познание представляют собой отсеивание информации: важное отделяется от неважного. Отсеивание информации — это термодинамический котел, который имеет свою цену.

Информация интересна, когда мы снова от нее избавились — приняли большое количество информации, извлекли из него то, что важно, и отбросили остальное. Сама по себе информация — почти мера случайности, непредсказуемости, неопределенности. Информация больше соотносится с беспорядком, нежели с порядком, так как порядок возникает в ситуациях, когда информации меньше, чем ее могло бы быть. Информация — это мера того, сколько других сообщений могло бы присутствовать взамен того, которое имеется на самом деле, или того, что могло быть, но не было сказано.

Сложность физического и биологического мира может быть описана как глубина: количество отсеянной информации. В жизни нас интересует не то, что содержит больше информации и, следовательно, требует больше времени для описания, так как это идентично беспорядку, неряшливости, хаосу. Но и не то, что исключительно хорошо организовано, так как это предсказуемо и в нем нет никаких сюрпризов.

Нас интересуют вещи, которые имеют историю, вещи, которые сохранились во времени не потому, что они статичны и закрыты, а потому, что они открыты и одновременны, потому, что они на своем пути отсеяли определенное количество информации. Вот почему мы можем измерить сложность — или глубину — как термодинамическую глубину (объем отсеянной информации) или применить близкородственное понятие логической глубины (вычислительное время, которое потребовалось для отсеивания информации).

Разговор включает в себя обмен информацией — но это не самое важное, так как в словах разговора очень мало информации. Наиболее важное — это отсеивание информации, которое происходит еще до того, когда все облачается в слова. Отправитель сводит массу информации в очень небольшой ее объем в форме того, что на самом деле говорится. Исходя из контекста получатель воспроизводит массив информации, которая была отсеяна. Таким образом, отправитель может создать эксформацию путем отсеивания информации, передать результирующую информацию и видеть соответствующее количество эксформации, которая формируется в голове получателя.

Пропускная способность языка — способность передавать определенное количество бит в секунду — очень низка: около 50 бит в секунду или меньше. Так как язык и мышление способны полностью поглощать наше сознание, пропускная способность у сознания не может быть больше, чем у языка. Эксперименты психофизики в 50-е годы показали, что производительность сознания очень мала: менее 40 бит в секунду, а предположительно даже менее 16 бит в секунду.

Эта цифра невероятно мала по сравнению с объемом информации, который мы принимаем через наши органы чувств — около 11 миллионов бит в секунду. Сознательное восприятие составляет очень небольшую порцию информации, которую постоянно принимают наши органы чувств.

Это означает, что наши действия в этом мире обязательно должны базироваться на информации, которая поступает через наши органы чувств — но никогда не достигает сознания. Несколько бит в секунду — это недостаточно для того, чтобы объяснить все разнообразие поведения, которое мы наблюдаем у людей. И действительно, психологи открыли существование подпорогового восприятия (даже несмотря на то, что исследования этого вопроса демонстрируют странные исторические пропуски, которые можно объяснить выраженным конкретным страхом, что подобное знание может эксплуатироваться в коммерческих целях, и абстрактными опасениями по поводу человеческой загадочности).

Сознание не может говорить посредством подсознательного восприятия именно потому, что оно является подсознательным. Но опыт иллюзий и других повседневных явлений доказывает: то, что мы воспринимаем — это симуляция того, что мы ощущаем. Отсеивание информации и, следовательно, интерпретация сенсорной информации происходит задолго до того, как она достигает сознания. Большая часть нашей ментальной жизни происходит бессознательно — не только как результат фрейдовского подавления, но и как нормальный способ функционирования.

Сознание можно понять изнутри — но если это так, то оно является закрытой и частично лживой системой, которая провозглашает: то, что мы воспринимаем — это то, что мы ощущаем. Иллюзии показывают, что истина не может быть столь простой. Сознание можно также рассматривать и извне — но в этом случае сложно понять, каким образом огромные количества информации, предлагаемой сознанию, превращаются в последовательную и полную картину воспринимаемой реальности. Отношения между сознанием, которое мы видим изнутри и снаружи — это фундаментальная проблема.

Человеческое сознание обладает высокой степенью сложности. Это феномен значительной глубины. При создании информации значительная ее часть отсеивается. Характерная черта сознания заключается в его запутанности при низком информационном содержании.

Физик Чарльз Беннетт определяет логическую глубину через вычислительное время, которое всегда сопровождает создание чего угодно. Чем больше это время, тем больше глубина, так как глубина — это выражение массы информации, которая была отсеяна. Отсеивание информации требует времени, точно так же, как требует времени высвобождение из мраморного блока прекрасной скульптуры.

Следовательно, мы должны теперь задать вопрос: «Создание сознания также требует времени? Отсеивание большей части сенсорной информации перед восприятием тоже занимает время?»

Да, должно занимать. Так что настоящий вопрос — сколько времени. И вопрос этот весьма неотложный, так как мы получаем ощущения постоянно, и мы находимся в сознании почти все время. И если сознанию требуется время, то оно всегда должно отставать!

Весьма странное предположение: мы вообще не живем в реальном времени — мы воспринимаем мир с задержкой. Это, конечно, дает нам время отслеживать все иллюзии и решать все проблемы связывания: координировать многочисленную сенсорную информацию, которая многочисленными каналами мозга перерабатывается огромным количеством способов в один мир, одно восприятие, один объект. Но тем не менее это означает: то, что мы воспринимаем — это ложь. Потому что мы не воспринимаем тот факт, что наше сознание отстает.

Подпороговое восприятие не уменьшает проблему вычислительного времени, так как оно сообщает нам: гораздо больший объем ощущений, чем мы можем осознать, способен влиять на наше сознание в процессе конечного анализа. Если бы теория фильтра Дональда Броудбента была верна, проблема не была бы такой значительной: вопрос заключался бы только в том, чтобы отсеять всю сенсорную информацию от той небольшой части, которая попадает в наше сознание. Но вся теория подпорогового восприятия говорит нам: теория фильтра Броудбента не работает. Вся масса из миллионов бит, которые попадают в нашу голову, на самом деле перерабатывается — тем или иным способом. Фактически сознание имеет доступ к значительной части того, что мы ощущаем — когда оно снисходит до того, чтобы обратить на это внимание. Правда, это никак не сказывается на ощущениях — мы можем за мгновение изменить объект своего внимания. Таким образом, огромные количества информации перерабатываются немедленно и постоянно.

Все это должно отнимать вычислительное время у нашего внутреннего компьютера. Иначе быть не может: сознание отстает.

Единственный вопрос — на сколько. И это — довольно тревожный вопрос.

Мозг и его методы отсеивания информации пока поняты недостаточно хорошо, чтобы позволить нам найти ответ на этот вопрос. Мы пока не можем ответить на него теоретически.

Но ответ был дан другой научной традицией, нежели та, которая дает нам возможность задать этот вопрос — он известен с 1983 года. И ответ этот не менее тревожен, чем сам вопрос.

На сколько отстает сознание? На полсекунды!

Часть III. Сознание

Глава 9. Задержка в полсекунды

Вопрос, поднятый американским нейрофизиологом Бенджамином Либетом, был необычайно хорош.

Он возник на основе того, что само по себе было удивительным открытием. Его сделали немецкий нейрофизиолог Ганс Корнхубер и его ассистент Людер Дееке, который включил его результаты в свою докторскую работу. Корнхубер и Дееке применили современные методы сбора и обработки информации, чтобы изучить, как они это назвали, «биоэлектрический феномен, предшествующий спонтанным событиям в нервной системе»: связь между обычными произвольными движениями рук и электрической активностью, возникающей вокруг мозга.

В 1929 году австрийский психиатр Ханс Бергер обнаружил, что информацию о церебральной активности можно получить, разместив электроды на голове испытуемого и таким образом измеряя электрическую активность обратной стороны черепа. Этот метод — электроэнцефалография, или ЭЭГ — отслеживает альфа-волны и другие схемы работы мозга: к примеру, альфа-ритмы могут сказать, что испытуемый находится в покое.

Корнхубер и Дееке хотели увидеть, существует ли возможность изучать более определенные явления, нежели общие состояния, к примеру, сон и бодрствование. Они пытались выяснить, можно ли с помощью ЭЭГ определить, что испытуемый совершает какое-то действие.

Работа нервных клеток базируется на электричестве: состояние нервной клетки, или нейрона, определяется электрическим потенциалом на его поверхности — это разница между напряжением между внутренней частью клетки и ее окружением. Когда клетка стимулируется, ее потенциал меняется. Это изменение распространяется по клетке и по нервным соединениям к другим клеткам. Связь между нейронами носит в основном химический характер, а вот язык самого нейрона преимущественно электрический.

Но ЭЭГ — это очень грубое измерение, так как прежде чем будут зафиксированы изменения электрического поля вокруг мозга, необходимо, чтобы началась деятельность большого количества нервных клеток. И то, что измеряется, необходимо измерять через череп.

Корнхуберу и Дееке удалось добиться успеха, применяя метод сложения. Они просили испытуемых повторять простые действия — к примеру, сгибать палец — снова и снова. Затем они складывали все результаты ЭЭГ. Если в то время, когда выполнялось действие, происходило всплеск активности на ЭЭГ, сигнал усиливался, когда суммировалось много измерений. Шум, который почти полностью поглощает сигнал, при сложении большого количества событий не будет увеличиваться, так как шум носит случайный характер.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Потенциал готовности — изменение в электрическом поле вокруг мозга, которое устанавливается за секунду до действия. (по Корнхуберу и Дееке).

Эта техника позволила Корнхуберу и Дееке показать, что простое действие, к примеру, движение руки или ноги, имеет в мозгу свое предзнаменование. Мозг демонстрирует то, что они назвали «потенциалом готовности» — сдвиг электрического потенциала, который показывает, что готовится действие. Изменение электрических схем отражается на активности нервных клеток мозга, в данном случае — в так называемой вторичной моторной области церебрального кортекса.

Наличие потенциала готовности логично: мозг готовится выполнить действие, просчитывая, каким образом оно будет выполнено. Удивляет только количество затрачиваемого на это времени.

Очевидно, что потенциал готовности должен предшествовать действию, которое он подготавливает. Но не столь очевидным было то, что это приготовление займет столько времени, сколько получилось в экспериментах Корнхубера и Дееке: целую секунду. (В среднем это на самом деле 0,8 секунд, но были зафиксированы и случаи, когда эта величина составляла полторы секунды). Это долго.

Корнхубер и Дееке записывали не реакции, а действия, которые инициировались самими испытуемыми. Испытуемые сами решали, когда сгибать пальцы. Но за секунду до того, как они это делали, их мозг указывал, что они готовятся к действию.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Потенциал готовности устанавливается за секунду до действия.

«Я начал об этом думать в 70-е годы», — говорит Бенджамин Либет о вопросе, который возник у него на фоне открытия потенциала готовности Корнхубером и Дееке. Этот вопрос был частью исследования Либета в качестве профессора нейрофизиологии Медицинского центра Университета Калифорнии в Сан-Франциско.

Много лет спустя, когда он уже изучил и закрыл этот вопрос, он говорил об этом так: «Длительный интервал времени (в среднем около 800 мс), который составляет потенциал готовности, предшествующий действию, выполняемому в произвольном ритме, заставляет задать критически важный вопрос: возникает ли столь же рано и сознательное понимание добровольного намерения действовать?

Другими словами, если такое простое действие, как движение пальца, начинается в мозгу за секунду до начала мышечной деятельности, когда же сознание принимает решение инициировать это действие?

Даже самая небольшая пауза для размышления — раз Либет уже поднял этот вопрос — показывает, что если мы сравним потенциал готовности с нашим собственным опытом повседневной жизни, что-то совершенно не стыкуется.

Никакой секунды ни проходит от момента принятия решения согнуть палец на руке или покачать пальцем на ноге и до того момента, когда мы это сделаем! Ни в коем случае! Секунда — это очень долго, и это время мы можем легко почувствовать. Если мы протягиваем для чего-то руку или пинаем кота, между действием и решением не может пройти целой секунды. Мы бы заметили.

Таким образом, сознательное решение не может происходить в тот же момент, когда начинается потенциал готовности. Потому что это значило бы, что от момента, когда мы приняли решение, и до момента, когда мы начали действовать, действительно прошла секунда. (Конечно, часто именно так и происходит. Иногда на это уходят годы. Но здесь мы говорим о решении щелкнуть пальцами — добровольно и потому, что нам так захотелось).

Таким образом, исходя из самонаблюдения мы можем исключить возможность того, что наше решение действовать появляется одновременно с началом потенциала готовности.

С нашим опытом гораздо больше согласуется предположение, что мы сознательно решаем реагировать за какое-то время до того, как действуем. Не за целую секунду, но, возможно, за 0,1 секунды.

Это, однако, ставит перед нами другую, скорее всего, непостижимую проблему: если мозг начинает работать за какое-то время до того, как я решаю двинуть пальцем, есть ли у меня свободная воля?

Шоу начинается еще до того, как мы решаем, что оно должно начаться! Действие инициируется еще до того, как мы решаем его совершить!

Очевидно, что это не слишком хорошо. Бенджамин Либет пишет об этом так: «Если сознательное намерение или решение действовать на самом деле инициирует произвольное событие, тогда субъективный опыт этого намерения должен предшествовать или по меньшей мере совпадать с началом специфических церебральных процессов, которые являются посредниками в этом действии!»

Любое предположение, близкое к нашему повседневному представлению о том, что мы сами определяем свои поступки, проявляя свободную волю, безусловно, требует, чтобы выполнение решений не инициировалось за секунду до того, как мы их примем.

Таким образом, нет очевидного ответа на вопрос, когда вступает в игру сознательное решение. Этот вопрос, на который мы не можем ответить, но который чрезвычайно нас смущает, является хороший базой для научных экспериментов — и именно этим и занялся Либет.

Его эксперимент был настолько же простым, насколько эпохальным оказался его результат. Он просил своих испытуемых выполнить простое действие: согнуть палец или двинуть рукой, когда им этого захочется. Они так и поступали.

Чтобы понять, что происходит, Либет и его коллеги Кертис Глисон, Элвуд Райт и Деннис Перл подготовили несколько аппаратов. Они записывали, когда двигались пальцы или рука, измеряя электрическую активность в руке. Они могли записать момент, когда начинался потенциал готовности, благодаря электродам, которые были подсоединены к рукам испытуемых. И наконец, они могли попросить испытуемого сообщить им, когда он сознательно решит выполнить действие.

Вооружившись этими тремя источниками информации, ученые могли их сравнивать — определять, когда сознание принимает свое решение, и сравнить это со временем начала потенциала готовности.

Окончательное измерение — измерение времени сознательного решения — является спорным — и оно же является жизненно важным. Либет не был новичком в изучении сознания. Напротив, он был одним из первых нейрофизиологов в мире, который провел серьезные эксперименты в этой области.

С середины 60-х годов, когда Бенджамин Либет начал изучение сознания, у него было ясное ощущение того, что сознание является первичным феноменом. Мы не можем уменьшить сознание до чего-то еще — к примеру, до каких-либо измеряемых характеристик мозга. Человек принимает сознательное решение, и лишь этого человека и только его мы можем спрашивать о восприятии этого решения. Мы не можем изучать сознание, соотнося его с чем-то «объективно» измеримым.

Сознание — это сознание, понял Либет. «Сознательный опыт, который понимается как осознание какой-то вещи или события, доступен только тому человеку, который его воспринимает, а не внешнему наблюдателю». Последствия этого знания заключаются в том, что «любое поведенческое доказательство, которое не требует убедительного интроспективного раппорта, не может считаться признаком сознательного, субъективного восприятия». Таким образом, мы никогда не сможем узнать, имеет ли место сознательное восприятие, пока человек сам нам об этом не скажет.

«Это случай, который никак не соотносится с уместностью действий или сложностью когнитивных процессов и процессов абстрактного решения задач, которые в него вовлечены, так как все они могут протекать — и часто протекают — бессознательно, и человек не имеет о них представления». Этого недостаточно для того, чтобы действие выглядело сознательным. Человек, который выполняет действие, должен сознательно его воспринимать, чтобы мы могли говорить о присутствии сознания.

Таким образом, мы не можем получить о сознании иной информации, кроме как от самого субъекта. Нам придется его спрашивать. Но проблема в том, что если мы спрашиваем, когда кто-то решил согнуть руку, мы не получим особо точного ответа. И, конечно, точного времени. Ведь чтобы сформулировать «Сейчас!”, тоже потребуется время.

Так что Либет придумал кое-что иное. Он посадил испытуемых перед телевизионным экраном, на котором демонстрировалось вращающееся пятно — как секундная стрелка на циферблате. Единственное отличие от обычных часов заключалось в том, что для совершения полного оборота пятну Либета требовалось не 60, а 2,56 секунд. Это давало Либету возможность точно установить время, спрашивая, где находилось пятно, когда произошло событие. Точность оказалась приемлемой, так как разница между «час» и «два часа», которая составляет 5 секунд на обычном циферблате, здесь соответствовала 0,2 секундам.

Была проведена серия контрольных экспериментов, доказавших, что определение времени подобным способом действительно возможно. Контрольное раздражение кожи показало, что этот метод был довольно точным.

Вращающееся пятно — это классический метод экспериментальной психологии. Немец Вильгельм Вундт применял его еще в 19 веке для изучения времени реакции, и он получил название «компликационные часы Вундта».

Сами эксперименты проходили таким образом: испытуемый усаживался в удобное кресло и его просили расслабиться. По сигналу ему нужно было смотреть в центр циферблата, подождать, пока пятно проделает полный круг и затем согнуть палец или двинуть рукой — как ему или ей было угодно. Испытуемых просили подождать, пока они не почувствуют, что готовы совершить движение — пока не почувствуют решимость, намерение, потребность. Им нужно было ждать, пока они ощутят подобную необходимость. Это позволяло Либету получить три вида информации: когда человек принял сознательное решение действовать, когда он или она совершили действие и когда начался потенциал готовности.

Эксперименты были проведены в марте и июле 1979 года на пяти испытуемых — студентах в возрасте от 20 до 30 лет.

«Я был удивлен точностью», — объяснял Либет несколько лет спустя. Результаты отлично совпадали, а цифры обретали значение в процессе анализа. И контрольные эксперименты с раздражителями кожи, и эксперименты, в которых нужно было указать время начала действия, и показатели времени сознательного решения отлично сочетались друг с другом статистически.

Результаты оказались весьма чёткими: потенциал готовности начинается за 0,55 секунд до выполнения действия, в то время как сознание начинает работать за 0,20 секунд до начала действия. Таким образом, сознательное решение возникает через 0,35 секунд после того, как начинается потенциал готовности. Да, это так — между тем, как запускается мозг и сознательным восприятием принятия решения проходит 0,35 секунд.

Если мы округлим цифры, что имеет смысл, раз они получены в результате надежного эксперимента, то приходим к выводу: осознание воли к выполнению действия, которое нами задумано, происходит почти через полсекунды после того, как мозг начинает выполнять это решение.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Измерение задержки сознания Бенджамина Либета.

Действие происходит во время, равное 0. Контрольное раздражение кожи предназначено для проверки способности испытуемого воспринимать время — в среднем она составляет 0,02 с. Для действий, которые требуют перепрограммирования, потенциал готовности определяется на уровне секунды до действия. В более простых действиях потенциал готовности составляет 0,5 секунд — это время –0,5. Но сознательное решение выполнить действие появляется на -0,2 с. Следовательно, более 0,3 секунд проходит до того, как сознание обнаруживает, что мозг уже выполняет сознательно выбранное действие!

Итак, происходят три события: сначала начинается потенциальная готовность, затем человек осознает, что он инициирует движение, и в конце концов это движение выполняется.

Желание совершить действие становится сознательным ощущением через какое-то время после того, как мозг уже начал инициировать это действие. Но до того, как это действие будет совершено, сознание все же появляется.

«Судя по всему, мозг «решает» инициировать или по меньшей мере приготовиться к инициации действия еще до того, как появляется субъективное понимание того, что данное решение имело место», — написали Либет и его коллеги в документе, где описывали свои выводы. Далее они продолжают: «Следовательно, можно сделать вывод, что церебральная инициация даже спонтанного произвольного движения того вида, которые здесь изучались, может проходить и обычно проходит бессознательно».

Или, как писал Либет несколько лет спустя: «Это ведет меня к предположению, что осуществлению любого сознательного произвольного движения предшествуют специальные бессознательные церебральные процессы, которые начинаются примерно за 500 мс до действия».

Наши действия начинаются бессознательно!

Даже если мы полагаем, что приняли сознательное решение действовать, наш мозг начинает действовать за полсекунды до нас! Наше сознание не является инициатором — им являются бессознательные процессы! Если читатель не прыгает вверх и вниз, горя желанием представить свои возражения этому заключению, то что-то не так. Так как этот результат, безусловно, идет против всех наших обыденных представлений о том, что такое быть человеком. Наше сознание нас обманывает!

Оно говорит нам, что мы можем решать, что нам делать. Но, по-видимому, сознание является лишь небольшой рябью на воде, маленьким оловянным божком, который полагает, что управляет вещами, которые находятся вне его контроля.

Наше сознание утверждает, что оно принимает решения, что оно является причиной того, что мы делаем. Но наше сознание даже не присутствует в тот момент, когда принимается решение. Оно плетется сзади — но не говорит нам об этом. Оно обманывает само себя — но как же мое сознание может обманывать себя, не обманывая при этом и меня? Это двойной обман сознания или мой собственный двойной обман?

Но давайте не будем уходить слишком далеко. В подобных сериях экспериментов должно быть много темных и сомнительных аспектов. Прежде чем мы перейдем к заключению, что весь наш воспринимаемый опыт построен на самообмане, нам нужно повнимательнее отнестись к вопросам, которые могут у нас возникнуть.

К примеру, первым делом мы можем возразить: все, о чем здесь говорится — это восприятие того, когда у нас возникает сознание. Безусловно, процесс начинает наше сознание — просто узнаем мы об этом несколько позже.

Да, конечно. Но что вы имеете в виду, когда говорите, что во время принятия сознательного решения вы его не осознаете? В конце концов самое интересное в сознании — это его первичность: если бы мы не осознавали, когда принимали решение, но все же его приняли, как мы можем называть такое решение сознательным?

Нам придется принять как факт: именно потому, что сознание является первичным феноменом, который нельзя взвесить или измерить ничем, кроме сознательного восприятия, критерием сознания будет просто осознанность. Если вы чего-то не осознаете, то вы этого не осознаете (как говорил Джулиан Джейнс, мы не знаем ничего о времени, когда не находимся в сознании). И на самом деле это очень хорошее правило, которое нужно вспоминать каждый раз, когда возникает необходимость в понятии сознания: только сознание сознательно. И не слишком велико, если вспомнить о производительности сознания.

Во-вторых, мы могли бы возразить, что испытуемым потребовалось около 0,3 секунд, чтобы засечь пятно, когда он почувствовали намерение действовать — и именно это может объяснить весь феномен. Но тогда нам придется объяснить, что испытуемые уже довольно хорошо наловчились вовремя определять и раздражение кожи уколом, и сами мышечные движения. И в случае Либета, и в истории экспериментальной психологии часы Виндта являются тщательно изученным методом, который обеспечивает достоверные результаты. Контрольные раздражения кожи действительно регистрируются практически в то же мгновение, что подтверждается изучением реакции на раздражители, которое до этого провел Либет (около 0,02 секунд после раздражения).

В-третьих, можно возразить: здесь точно есть что-то странное. Время человеческой реакции намного меньше, чем 0,5 секунд. Нам не требуется полсекунды, чтобы отдернуть пальцы, когда мы их обожжем. Как же может потребоваться полсекунды, если мы хотим двигать ими по собственному желанию? Как может потребоваться больше времени на то, что мы делаем сами, чем на то, что является реакцией на нечто извне? На самом деле может, так как реакции несознательны. Мы отдергиваем пальцы и лишь затем думаем «ой!» — а не наоборот. Время реакции намного короче, чем время, которое требуется для инициации сознательного действия.

В-четвертых, можно возразить, что сознание касается в основном умных материй, к примеру, походы в театр или чтение книг. А мы, безусловно, не решаем подобные вопросы за секунду! И возражение действительно имеет смысл: большинство важных решений принимается после длительного размышления. Когда мы решаем пройтись по магазинам, у нас есть время сознательно обдумать свое решение, прежде чем мы отправимся в путь. Эксперименты Либета касаются только вопроса, являются ли немедленные сознательные решения, которые мы принимаем постоянно (к примеру, вытянуть руку) действительно сознательными. Но если не являются, как же нам удается дойти до магазинов?

В-пятых, мы можем наконец сказать: «Ну и что тут вообще странного. Если само сознание является продуктом церебральной активности, конечно, нет ничего странного в том, что церебральная активность начинается еще до того, как появляется сознание». И добавим — на самом деле обязательно должно быть именно так. И ответ на это действительно будет «да» — если сознание не витает в воздухе, оно должно быть связано с процессами в мозге, а они должны обязательно начинаться еще до того, как появится сознание. Инициатором является не наше сознание, так как только сознание сознательно.

Это указывает на важный факт. Если мы хотим воспринимать сознание как определенную материально базирующуюся величину, вызываемую активностью мозга, сознание никак не может появляться первым. Что-то должно начинаться еще до того, как в дело вступит сознание. Странно только то, что наше сознательное решение осознается настолько позже того момента, когда оно было принято. И это возвращает нас к первому возражению: как же сознание может быть в ответе за все, если оно не является инициатором? Так как только сознание сознательно, а осознанность должна быть результатом настолько скучных церебральных механизмов, что они остаются в подсознании — сознание никогда не может за все отвечать.

Это и есть та точка, которая говорит нам: в нашем понимании сознания есть проблемы. Если мы предположим, что тело и ум держатся вместе (это значит, что ментальное и физическое не принадлежат к совершенно разным мирам, как это провозглашает дуалистичный подход к отношениям между телом и умом), то становится ясно: сознание не может быть первым. Эксперименты Либета не касаются холистической теории тела и разума или ее логических последствий. Они говорят нам, что осознанность выполнения движения ощущается через полсекунды после того, как мозг начинает это движение. Конечно, забавно по окончании эксперимента осознавать, что его результат был предопределен: сознание не может идти первым. Но почему же оно настолько отстает?

В-шестых, мы могли бы — как и нобелевский лауреат и дуалист Джон Экклз — возразить, что человек просто невероятно умен. Потенциал готовности вовсе не начинает действие — это делает наше сознание. Но сознание всегда выбирает сделать это после того, как секундой раньше начинается потенциал готовности. Этой теорией Экклз спасает свой дуализм, свою веру в том, что тело и ум — это две совершенно разные вещи. Это похоже на то, как если бы расписание определяло, когда прибудет пассажир, а не тот факт, что он сел на поезд. Проблема с объяснением Экклза заключается в том, что оно подразумевает целый набор допущений, которые мы в настоящее время не можем проверить.

К примеру, нам придется предположить, что в электрическом поле мозга должны быть определенные ритмические вариации, которые предпочтут начать действие, как только изменится поле — так же, как и в случае с потенциалом готовности. Если такие ритмические вариации действительно существуют, наше сознание могло бы «оседлать волну» электрических изменений у нас в голове, и просто бесплатно прокатиться на мозговых волнах. Таким образом, действие точно соответствовало бы волне, которая началась секунду назад. Сознание несется как сёрфер по волнам мозга.

Изящная теория, которая приводит Джона Экклза к заключению: «Не существует научного обоснования вере в то, что внутреннее восприятие начала добровольного действия является иллюзорным». Наше сознание не решает, когда что-то произойдет — оно решает только то, что это произойдет. Оно не информирует об этом своего владельца, но по меньшей мере выдает приказ, даже если и не выбирает точную долю секунды.

Эта теория объясняет открытия Либета, но делает это, полностью отказываясь от феномена потенциала готовности как фальшивого явления, которое возникает потому, что наше сознание всегда выбирает действие, когда в мозгу возникает подобная вариация.

Это возражение в принципе может оказаться верным. Смысл его заключается в том, что в тот день, когда мы поближе познакомимся с фоновым шумом мозговых волн (в настоящее время мы не умеем их измерять), мы увидим, что сознание всегда предпочитает инициировать действие, когда уже имеется волна, которую можно оседлать. Таким образом, мы не можем сделать вывод о том, что только вследствие наличия волны перед каждым решением — это решение принимается позже.

Но опять-таки проблема заключается в том, что это не вводит сознание в игру, если только оно не отслеживает все эти волны перед началом действия. «Сознание должно отслеживать все эти волны. В мозгу присутствует очень много шума и огромное количество волн, за которыми нужно следить, так что вряд ли это на самом деле так», — говорит Либет. Если решает действительно наше сознание, то оно должно быть сознательным. Даже самые простые эксперименты, при которых требовалось всего лишь согнуть палец, не позволяют нам увидеть этот фон. Как же сознанию удается отслеживать все эти волны посреди переполоха нашей современной жизни? В конце концов, мы говорим о целой секунде.

Объяснение Джона Экклза на практике оказалось таким сложным, что волосы встают дыбом: оно примерно такое же, как средневековое описание движения планет в небе в рамках эпицикличности — от этой системы отказались, когда Коперник предположил, что Солнце, а не Земля, находится в центре Вселенной.

Нет ничего необычного в том, что логически безупречные возражения, как у Экклза, направлены на научный эксперимент. На самом деле это вполне обычная в истории науки ситуация. Всегда существуют лазейки. Поэтому заключение по эксперименту базируется частично на логическом анализе, а частично на дальнейших наблюдениях, которые проводятся в одной плоскости с экспериментом. Более того, есть и другие, очень мощные аргументы в пользу теории о том, что большая часть происходящего в людских головах — происходит бессознательно. С разницей точно в полсекунды.

Многие приведенные выше контраргументы являются результатом продолжительной дискуссии по поводу результатов, полученных Бенджамином Либетом, которая развернулась в 1985 году в журнале «The Behavioral and Brain Sciences». Этот журнал — настоящая золотая жила. За обзорной статьей по важной теме следует серия ответов от других специалистов в этой области. Это позволяет получить представление о дискуссиях, которые обычно не ведутся в научной литературе открыто. Благодаря этому все мы можем получить представление об атмосфере, в которой все это происходит. Дискуссия по эксперименту Либета стала одной из самых интересных, когда-либо опубликованных в журнале. Она включает в себя полный набор мнений — от горячего признания до выраженного раздражения.

Как уже упоминалось ранее, Людер Дееке и Ганс Корнхубер совершили великое открытие, которое послужило основой для экспериментов Либета — потенциал готовности. Комментарии Дееке по работе Либета содержат такую ремарку: «Досознательное» появление, если таковое имеет место, потенциала готовности не слишком обеспокоило невролога, которому известны различные подсознательные операции мозга и … он спрашивает себя, почему филогенез (биологическая эволюция) мог изобрести сознание: для уменьшения количества информации. Вот почему метод интроспекции имеет свои ограничения. Интроспекция может терпеть неудачу, но это не означает, что все ей недостижимое является чем-то сверхъестественным».

И действительно, в результатах Либета нет ничего сверхъестественного, хотя нечто странное, возможно, присутствует. Но Дееке хотел удалить из результатов Либета метафизику. Сам Либет отрицает, что в его работе присутствует метафизика. (Среди ученых бытует правило, что «метафизика» — это термин для обозначения всего, что не может быть изучено научными методами, а может только предполагаться).

По тону ответа Дееке несложно прийти к выводу, что результаты Либета его раздражают.

Да, на базе исследований Дееке и Корнхубера Либет задал себе хороший вопрос. И с тех пор многие только удивлялись, почему больше никто об этом не подумал.

Конечно же, об этом вопросе многие задумывались. Но никто не пошел дальше и не поставил эксперименты. Или кто-то поставил? Как это часто бывает в истории науки, очень важные эксперименты ставятся неоднократно. Но не каждый осмелится представить их результаты в научной литературе.

В дискуссии 1985 года финский психолог Ристо Наатанен, который многие годы являлся известным исследователем в области вызванных электрических потенциалов, разместил такое соображение: «Прежде всего я убежден в обоснованности представленной информации на основе моих собственных ранних работ, которые были проведены более десяти лет назад. Я тоже был озадачен большой продолжительностью потенциала готовности перед совершением движения в сравнении с фактом, что даже непроизвольные моторные ответы в экспериментах со временем реакции происходили в гораздо меньшие после запуска раздражителя промежутки времени… В своих первых экспериментах с Т. Ярвилехто я пытался «обмануть» церебральный генератор потенциала готовности, читая книгу и внезапно реализуя решение о начале движения, которое возникает «ниоткуда» — я нажимал на переключатель. Подобным способом мы пытались вызывать движения, у которых не будет предшествующего им потенциала готовности или который будет очень коротким. Тем не менее, к нашему удивлению, потенциал готовности, и довольно длительный, присутствовал, хотя испытуемый ощущал, что он немедленно следовал своему внезапному и спонтанному желанию нажать на переключатель».

О другом удивительном эксперименте, предшествовавшем экспериментам Либета, сообщил ему выдающийся американских психолог Артур Дженсен (который в 60-е годы вошел в историю благодаря своей теории генетических причин, по которым черные американцы менее умны, чем белые). Дженсен провел несколько экспериментов на время реакции, в которых испытуемые демонстрировали время реакции около 0,25 секунд, что является нормальным показателем. Тем не менее у него остались сомнения по поводу того, не обманывали ли его некоторые участники эксперимента, действуя слишком медленно. Очевидно, они не слишком доверяли тому, каким образом Дженсен использует полученные результаты. Чтобы выяснить, не обманывали ли они, Дженсен просил их постепенно увеличивать время реакции. Но ни у кого из них это не получилось! Как только они пытались увеличить время реагирования более чем на четверть секунды, оно подскакивало по меньшей мере до полусекунды. Дженсен был изумлен — до тех пор, пока не услышал об экспериментах Либета.

«Он заявился ко мне и сказал: вы объяснили мои сумасшедшие результаты», — сказал Либет.

Либет с восторгом рассказывает эту историю, так как она ясно показывает, что человеческие существа могут реагировать исключительно быстро — но они не могут добровольно реагировать немного более медленно. Если они хотят реагировать чуть медленнее, чем они это делают инстинктивно, им приходится реагировать сознательно — и на это уходит намного больше времени.

То есть то, что должно совершаться быстро, совершается бессознательно. Сознание не может действовать немного медленнее — только значительно медленнее, ведь сознание — это нечто, чем мы пользуемся, когда не слишком — то спешим.

Эксперименты Либета повторяли и другие ученые, в том числе и те, кто не слишком благосклонно относился к его выводам — с тем же результатом. В 1990 году нейропсихологии И. Келлен и Х. Хекхаузен из Мюнхена опубликовали результаты исследования, в котором они воспроизводили результаты Либета. Сознательное решение появляется через 0,267 секунды после потенциала готовности.

Келлер и Хекхаузен не рады тому, как Либет интерпретировал их эксперименты. Они думают, что объяснение может заключаться в следующем: испытуемые начинают осознавать нечто, что в обычных условиях происходит на подсознательном уровне.

«Именно совет интроспективно отслеживать внутренние процессы приводил к тому, что испытуемые начинали ощущать, будто они «хотят совершить движение». Так что согласно Келлеру и Хекхаузену сознание, которое присутствует в экспериментах Либета, вовсе не «настоящее» — это псевдосознание, которое не стоит принимать во внимание.

Этот аргумент базируется на важнейшем и фундаментальном принципе, который лежит за экспериментами Либета: мы не можем обсуждать с людьми то, что они осознают — как не можем и лишить их осознанности. Если люди говорят, что у них имеется сознательное восприятие желания согнуть палец, мы не можем объявить эту сознательную потребность несостоятельной. Сознание — это первичный феномен, который экспериментатор не имеет права оспаривать.

Если говорить менее технически, этот аргумент можно выразить так: на самом деле неважно, если кто-то говорит, что именно совет экспериментатора заставил людей начать воспринимать ощущения, о которых в нормальных условиях они и не подозревали (действительно, мало кто из нас отдает себе отчет в том, сколько раз мы сгибаем палец). Имеет значения то, что испытуемый воспринимает свое сознательное действие — и что мы можем соотнести это сознательное действие с другими измерениями. И неважно, какова наша научная теория — мы не можем отобрать у людей их восприятие. Потому что в этом случае мы бы изучали не сознание, а нечто другое.

Но даже несмотря на то, что возражения Келлера и Хекхаузена не столь важны, результаты их экспериментов действительно являются важными: они воспроизводят результаты, полученные Либетом. На практике это означает, что ни одна незначительная деталь не подвела Либета в его исследованиях: деталь, которая значила бы, что он получил недостоверные результаты. Если другие смогли повторить те же эксперименты с теми же результатами, значит, есть основания им доверять.

Для феномена задержки сознания имеются довольно сильные экспериментальные аргументы. Без сомнений, это вызывает определенные философские проблемы для здравого смысла. Но прежде чем мы коснемся таких воздушных материй, возможно, стоило бы сначала повернуть часы вспять на три десятка лет назад и спросить, что Бенджамин Либет вкладывал в свой вопрос о том, насколько отстает сознание.

«Я не искал ничего конкретного, но когда я обнаружил полусекундную задержку, я тотчас же осознал: это должно быть важно, — комментирует свое открытие, сделанное в 60-е годы, Бенджамин Либет, которому сегодня уже за 70. — И я решил исследовать этот вопрос дальше».

Оказалось, что человек способен что-то ощущать только после того, как кора его головного мозга стимулируется электрическими импульсами в течение по меньшей мере половины секунды. Более короткие раздражители вообще не ощущаются.

Безусловно, человек не был создан для того, чтобы его мозг стимулировался электрическим током. Уж если эволюция нас и избавила от чего-то, так это от того, чтобы кто-то играл с нашим мозгом.

Но наш щит против подобных раздражителей может быть пробит: череп можно вскрыть. Нейрохирургия — это не то, что делается ради развлечения. В 60-е годы нейрохирурги разработали метод для уменьшения хронических болей и серьезных неконтролируемых треморов, вызываемых болезнью Паркинсона, который в настоящее время считается весьма грубым. Они вскрывали череп и помещали в мозг нагревательный элемент. Когда температура достигала 60 градусов по Цельсию, начиналось разрушение групп нервных клеток, что облегчало хроническую боль и другие серьезные состояния пациента.

Одним из ведущих специалистов в проведении подобных операций на мозге был ныне покойный Бертрам Файнстайн, хирург и физиолог госпиталя «Маунт Зион» в Сан-Франциско. Файнстайн согласился с тем, чтобы возможности, которые предоставляли подобные операции, были использованы для изучения того, каким образом мы функционируем. Он позволил своему хорошему другу Бену Либету из медицинского отделения Университета Калифорнии, Сан-Франциско, присутствовать во время операций.

«Ни один другой хирург, кроме Файнстайна, не дал бы мне такого шанса, — объясняет Либет. — Большинство нейрохирургов заботятся только о том, чтобы вскрывать и закрывать обратно людские головы. Их не интересует то, что находится внутри».

А вот Файнстайн позволил Либету туда заглянуть. «Я хотел выяснить, что нужно проделать с мозгом, чтобы пациент сказал: «Я это чувствую!».

Бенджамин Либет воздействовал на открытый мозг пациентов Файнстайна короткими электрическими разрядами. Эксперименты были тщательно подготовлены таким образом, чтобы они минимально увеличивали продолжительность операции. Пациенты во время операции и эксперимента находились в полном сознании. Они давали на это свое полное согласие, а операция проходила без крови и боли.

Тем не менее вряд ли это можно назвать особенно приятным видом исследований. Что вам за дело до человеческой головы? Почему бы не провести вместо этого те же эксперименты на животных?

«Есть одна вещь, которую можно делать с пациентами и нельзя делать с животными: задавать вопросы, — объяснял Либет однажды весенним днем 1991 года в небольшом офисе, который был в его распоряжении в медицинском центре Университета Калифорнии на Парнасус Авеню в Сан-Франциско. К этому времени Бенджамин Либет был почетным профессором в отставке — но он продолжал исследовать то, что ему удалось обнаружить во время работы с Файнстайном и его пациентами. Когда он задавал пациентам вопрос «Что вы ощущаете», он получал несколько очень интересных ответов.

Именно это и стало главной проблемой: не просто объективно наблюдать, как реагируют пациенты, но еще и выяснить, что сами они об этом думают и что они сами могут об этом сказать — сравнить мозг изнутри и мозг снаружи.

Существенные сложности в понимании функционирования мозга через интроспекцию или самонаблюдение, которые обнаружили ученые, первыми работавшие в этой области, к примеру, Гельмгольц и Фрейд в 19 веке, заставили многих ученых потерять интерес к интроспекции. Такие темы, как сознание и сознательность были убраны с повестки дня, так как мы не можем полностью доверять тому, что люди сами о себе говорят. Мозг не может понять сам себя изнутри, и потому многие ученые начали изучать его исключительно снаружи, наблюдая объективные признаки активности мозга.

Но тот факт, что мы не можем положиться на субъективное восприятие, не означает, что оно исчезает из жизни человека. Мало что в жизни может считаться более важным, чем субъективное восприятие того, что происходит (кто-то может даже сказать, что нет ничего важнее).

Таким образом, нерешенным остается жизненно важный вопрос: каковы отношения между функционированием мозга, если рассматривать его снаружи и изнутри. Каковы отношения между тем, как событие записывается объективно и тем, как оно воспринимается на субъективном уровне.

Поднять этот вопрос, не собираясь использовать одного, чтобы судить другого, было со стороны Либета настоящим мастерством гения. Именно поэтому невозможно было использовать животных: они не дают обратной связи о своем субъективном восприятии или дают ее в очень небольшом количестве.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Карте тела в мозгу: кора получает информацию от всего тела. Но не все части тела занимают в коре равное место. (По Рейнфильду).

Еще в 1956 году Либет внимательно и методично изучал вопрос, каким образом можно выразить отношения, существующие между тем, как разум видится снаружи, и тем, каким он выглядит изнутри. Больше всего он фокусировался на том, каков мозг изнутри: сознательные впечатления как первичный феномен, который не может быть сведен к чему-то еще. «Субъективное или интроспективное восприятие осознания чего-то — это первичный критерий сознательного восприятия», — написал Либет по поводу своих размышлений над результатами изучения пациентов Файнстайна. Другими словами, он не хотел рассматривать восприятие отдельно от человека: то, что человек воспринимает как сознательный опыт, непосредственно доступно только этому человеку. И это как раз то, что мы должны исследовать, когда хотим изучать сознание: разум, каким он видится изнутри.

Если рассматривать снаружи, то разум представляет собой мозг. Так что вопрос заключается в следующем: что ощущается изнутри, когда мы раздражаем мозг снаружи? Не глаза, уши или позвоночный столб, а сам мозг. Напрямую — и с помощью его собственного языка: электрических импульсов. Ведь если мы стимулируем мозг через обычные каналы — органы чувств — у нас не будет представления о том, что происходит в процессе, пока раздражения не превращаются в субъективное восприятие.

В конце 19 века наблюдения за пациентами позволили узнать, что электрическая стимуляция коры головного мозга ведет к физическим реакциям и ощущениям, к примеру, зуду в конечностях. Со времен первых варварских (и не пользовавшихся популярностью) исследований раненых солдат и лабораторных животных электростимуляция превратилась в очень важный метод изучения мозга. В 30-е годы группа ученых из Монреаля под руководством Уайлдера Пенфильда выполнила обширное исследование большого количества пациентов, целью которого было установить соответствие частей тела и областей коры головного мозга. Результатом исследования стала карта, показывающая, какие части коры получают информацию от различных частей тела, а какие используются для того, чтобы двигать этими же частями тела, и насколько велики эти области. Карта показывает, какие части тела занимают больше всего места в мозгу: рот, руки, лицо, ноги и гениталии. Именно в этом порядке. Каждая из этих частей является жизненно важной в своем роде.

Электрическое раздражение областей мозга, отвечающих за восприятие прикосновений, приводит к тому, что тело ощущает на себе воздействие. У нас отсутствует чувство, которое могло бы сообщить о раздражении коры головного мозга. Ведь в нормальных условиях мозг защищен от подобных воздействий черепом. Этого никогда с нами не случается, так что и биологического смысла в подобных ощущениях нет. Если же мозг открыт, у вас будет гораздо более важная проблема, нежели переживать о том, будет ли стимуляция коры вызывать щекотку в пальцах ног.

У коры головного мозга нет способности ощущать, так что на уровне восприятия любая стимуляция этой области будет проецироваться на тело. Мы ощущаем раздражители так, как будто стимулируется тело, а не мозг.

Результат электрического воздействия на кору соответствует активности нервных клеток коры, которая возникает в случае сенсорного восприятия. Мозг не может отличить укол на коже от электрического тока, который действует на сам мозг: и то, и другое он воспринимает как укол на коже (если стимулируется та часть мозга, которая содержит центр ощущений кожных уколов). Электрические сигналы — это язык, на котором разговаривает мозг.

Электрическая стимуляция позволила Бенджамину Либету воздействовать на мозг снаружи и в то же время задавать вопросы пациентам, у которых вскрыт череп и которые находятся в сознании, что именно они ощутили, когда он делал так и вот так.

На пациентов воздействовали короткими электрическими импульсами в той части мозга, которая отвечает за ощущения на коже. Каждый импульс был очень коротким — менее тысячной доли секунды — но пациенты получали серии стимулов продолжительностью до нескольких секунд.

«Я просто хотел узнать, что будет происходить. Я не пытался обнаружить ничего конкретного», — объяснял Либет. Но его ждал важный сюрприз. Если стимуляция коры происходила в течение менее половины секунды, пациент ничего не ощущал. «Они сообщали, что ничего не чувствуют, — говорил Либет, — даже когда сила отдельного импульса была достаточно велика, чтобы они могли ощутить серию подобных импульсов продолжительностью более половины секунды. Я сразу понял, что наткнулся на что-то важное».

Но ведь когда мы уколем кожу, нам не требуется половины секунды, чтобы это почувствовать? Через органы чувств мы ощущаем раздражение, даже если оно будет очень коротким. Почему же коре головного мозга требуется так много времени, чтобы у нас возникли ощущения?

Либет предложил этому объяснение: только когда кора стимулируется в течение половины секунды, ощущение становится сознательным восприятием. Сенсорный стимул вызывает каскад нейронной активности в коре мозга. Именно этот каскад ведет к сознательному восприятию полсекунды спустя.

Эта теория выглядит довольно странно — ведь раздражение кожи немедленно приводит к сознательному ощущению. Как же тогда получается, что сознательное ощущение возникает у нас только после того, как мозговая активность длится полсекунды?

Раздражение кожи ведет к возникновению электрической активности мозга. Эта электрическая активность соответствует раздражителю, которым Либет подвергал пациентов Файнстайна (они не ощущали разницы). Как же электрическая стимуляция мозга может соответствовать нейронной активности, которая возникает как результат сенсорного восприятия, если электрическая стимуляция должна продолжаться не менее половины секунды, прежде чем возникают ощущения? Раздражение кожи вызывает ощущения немедленно — а активность коры, которая необходима для передачи ощущения, должна длиться хотя бы полсекунды.

«Полученный результат имел довольно тревожный подтекст, — писал психолог Брюс Бриджман. — Если мы не можем получить сознательное восприятие до тех пор, пока время стимулирования коры не достигнет половины секунды, как сознанию удается оставаться «в реальном времени»? Ведь мы совершенно точно не отстаем от событий окружающего мира на полсекунды».

В 1979 году Либет и его коллеги опубликовали исследование, в котором сравнили непосредственную стимуляцию сенсорных областей коры головного мозга со стимуляцией кожи. Вопрос был таким: когда мы воспринимаем ощущение в результате раздражения кожи? В то время, когда это происходит? Или когда у нервных клеток сенсорного кортекса появляются эти полторы секунды, которые требуются, чтобы ощущение стало сознательным?

Был получен ошеломляющий ответ: да, действительно, активность сенсорных участков коры головного мозга может длиться полсекунды, прежде чем возникнет сознательное восприятие — но испытуемые ассоциируют его с более ранней точкой во времени — а именно с тем моментом, в который в реальности происходила стимуляция! Сознание отстает, а наше объективное восприятие — нет!

Основой для этого выдающегося открытия стало исследование, результаты которого Либет и его коллеги опубликовали в 1967 году. Когда происходит стимуляция органов чувств, в мозгу индуцируются потенциалы. Это изменения электрического поля мозга, и они отражаются на ЭЭГ. В норме ЭЭГ — это безопасная процедура, ведь электроды прикрепляются к наружной поверхности черепа. Но чтобы записать потенциалы, которые индуцируются очень маленькой стимуляцией, Либет размещал свои электроды непосредственно на поверхности мозга пациентов Файнстайна.

Выяснилось, что очень слабые раздражения кожи, которые не приводили к сознательному восприятию, могли привести к выработке потенциалов. Это значит, что мозг смог зарегистрировать стимуляцию — но сознание не получило этой информации. Более мощные раздражители, конечно, также приводят к появлению потенциала и к тому же вызывают и осознание.

Это очень мощное прямое доказательство того, что подпороговое восприятие действительно имеет место: Либету удалось продемонстрировать, что мозг зарегистрировал факт раздражения кожи — а сознание нет.

Пациенты также не сообщали ни о каких сознательных ощущениях, когда Либет привлекал их внимание к раздражителю. Но их вызванный потенциал показывал, что мозг зарегистрировал раздражение. «Этот факт можно использовать как указание на возможный физиологический базис так называемого подпорогового восприятия», — писал Либет и его коллеги в журнале «Science» в 1967 году.

В этих экспериментах Либету также удалось напрямую вызывать стимуляцию сенсорного кортекса. Было показано, что набор быстрых раздражителей на сознательном уровне не ощущался, в то время как более длинные раздражители ощущались. Это соответствовало тому, что было впервые обнаружено во время исследований пациентов Файнстайна.

Либет обнаружил две составляющих того способа, каким мозг получает сообщения из внешнего мира: 1) изменение ЭЭГ, которое происходит без осознания и 2) электрическая активность, которая после половины секунды ведет к осознанности.

Раздражитель, который ведет только к изменениям в ЭЭГ, не обязательно вызывает осознанность. Стимуляция, достаточно мощная или достаточно длительная, чтобы вызвать электрическую активность хотя бы на полсекунды, ведет к осознанности.

Первоначальная стимуляция кожи может быть очень короткой, но она ведет к каскаду активности в сенсорном кортексе, что полсекунды спустя ведет к осознанности.

Таким образом, все на сцене готово для интересного вопроса, ответить на который можно было бы в операционной Файнстайна: когда мы воспринимаем раздражение кожи, которое после полусекундной активности мозга ведет к осознанности? Воспринимаем ли мы его тогда, когда оно происходит, или через полсекунды?

Чтобы урегулировать этот вопрос, Либет представил очень изящно обставленный эксперимент, который привел к его открытию 1979 года. Он выполнял стимуляцию сенсорных зон коры мозга таким образом, что у испытуемого на одной руке возникало ощущение щекотки, и одновременно с этим подавал сигналы на кожу другой руки.

Это значило, что он мог просто спросить пациента: «Что вы ощутили сначала — левую руку или правую?». Пациент мог ответить: «Сначала правую», «Сначала левую» или «Одновременно».

Обстановка эксперимента позволяла Либету менять порядок подачи сигналов — кора мозга или кожа — и интервал между ними.

Во время эксперимента ни пациент, ни наблюдатель не знали, какой раздражитель давался первым. После огромного количества подобных попыток Деннис Перл, статистик, смог провести анализ того, сколько времени потребовалось каждому раздражителю, чтобы достичь сознания.

Изящество подобного подхода заключалось в том, что Либет просил пациентов дать информацию в размере всего одного бита — левая или правая (1,5 бит на самом деле, так как есть еще и третья возможность — одновременно). Восприятие сводилось к тому, в чем сознание преуспело — опознавании последовательности и ее обсуждению. Неразрешимая проблема указания точного времени восприятия была решена сравнением ощущений от покалываний на двух руках, которыми снабжен человек.

Либет предполагал, что ему удастся показать: коре головного мозга требуется активность на протяжении 0,5 секунд, прежде чем появится сознательное восприятие раздражителя безотносительно того, откуда он исходит — с кожи или от коры мозга.

Если сигнал подавался на левую руку, в то время, когда кора раздражалась в месте, соответствующем правой руке, восприятие кожного раздражителя должно было прийти в последнюю очередь. В конце концов потребуется же полсекунды, чтобы воспринятое достигло сознания.

Но оказалось, что это не так. Даже в том случае, когда подача сигнала на левую руку не начиналась ранее, чем через 0,4 с после подачи сигнала на кору в месте, соответствующем правой руке, пациент говорил: «Сначала левая». Странный результат: нам требуется 0,5 секунд, чтобы осознать подачу сигнала на кору головного мозга. Аналогичного можно было бы ожидать от раздражения кожи, так как необходимо возникновение определенного уровня нейронной активности прежде, чем стимул будет воспринят. Сигнал, который подается на кожу, может проскочить раньше стимуляции сенсорного кортекса.

Либету пришлось вносить в свою теорию изменения. Он мог либо отказаться от идеи, что когда раздражитель подается на кожу, ему требуется 0,5 секунд активности коры, чтобы быть воспринятым — а этого он делать не собирался — либо пришлось бы создать более широкую теорию.

Ему не слишком хотелось менять свою точку зрения на то, что сознательному восприятию предшествуют 0,5 секунд мозговой активности. Эта точка зрения имела мощное подтверждение. Либет уже продемонстрировал, что подача сильного сигнала на кору через 0,2 секунды после того, как сигнал был подан на кожу, приводила к тому, что пациенту так и не удалось ощутить сигнал на коже! Если задержка в 0,5 с между сигналом на коже и его осознанием отсутствует, сложно понять, почему более поздний сигнал, поданный на кору, приводит к тому, что кожный раздражитель вообще не осознается.

Тогда Либет решил расширить свою теорию: в регистрации кожного сигнала участвуют два элемента. Один отмечает время — а другой ведет к осознанности.

В 1967 году исследование показало, что «мозг выдает индуцированный ответ в виде изменения схем ЭЭГ в том числе и тогда, когда сигнал на коже не воспринимается сознанием, к примеру, потому, что он очень слабый. Этот индуцированный ответ сам по себе не ведет к осознанности, но он (или она?) появляется очень быстро после подачи сигнала на кожу — примерно через 0,02 с.

Теория была такой: осознанность наступает через 0,5 с после подачи сигнала на кожу. Но она воспринимается так, как если бы она происходила в тот момент, когда мозг выдавал индуцированный ответ. Происходит субъективная подвижка во времени, и раздражение кожи сознательно воспринимается так, как будто оно появилось в тот момент, когда осознанность еще не пришла, но мозг уже отреагировал подсознательно. И этот момент находится ближе к тому моменту, когда был подан сигнал на кожу, чем к тому, времени, когда мы его осознаем.

Субъективное восприятие отнесено назад по времени, и мы воспринимаем это так, как будто осознанность появилась в тот момент, когда ЭЭГ мозга показывает индуцированный ответ. Это происходит примерно через 0,02 с после того, как сигнал подан на кожу — намного раньше, чем те 0,5 секунд, которые необходимы для возникновения осознанности. Событие, которое используется в качестве маркера времени — ЭЭГ — само по себе не может вызывать осознанность. Только через полсекунды электрической активности осознанность устанавливается.

Другими словами, сознательное восприятие проецируется назад во времени точно так же, как и подача сигнала на сенсорные участки коры мозга проецируется на тело.

То, что мы воспринимаем — это ложь, так как мы воспринимаем это таким образом, будто мы воспринимаем это еще до того, как воспринимаем. Но в этом обмане есть и рациональное зерно, так как нам необходимо знать, когда нашу кожу укололи, а не когда мы смогли это осознать.

Подача сигнала на кору головного мозга, с другой стороны, не обладает подобным свойством перемещения во времени. Она воспринимается после того, как пройдут 0,5 секунд, и через 0,5 секунд после того, как она происходит. В субъективном времени сдвигается только реальное (в биологическом смысле — реалистичное) раздражение наших органов чувств, нашей кожи. Подобному редактированию не подвергается нечто столь неестественное, как подача сигнала на кору головного мозга.

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Электрическое поле мозга показывает «индуцированный ответ» очень быстро после подачи сигнала на кожу. Сам по себе он не может вызывать осознанность, но он нужен для определения времени стимуляции кожи (по Либету).

Такова была теория Либета. Но теория — это одно, а наблюдение — это другое. Либет придумал исключительно интересный эксперимент, который позволил бы выяснить, состоятельна ли эта теория. «Я бы никогда не осмелился опубликовать эти результаты, если бы не результаты контрольного эксперимента», — объяснял он много лет спустя.

У млекопитающих имеются два совершенно разных пути, по которым сигналы достигают коры головного мозга. Одна из этих систем очень стара и имеется у многих других живых существ.

Другая система моложе, и обнаруживается она в основном у людей и обезьян. Старая система известна как неспецифическая, в то время как другая носит название специфической системы, так как она соединяет сигналы определенного типа сенсорной модальности со специфической областью головного мозга.

Идея эксперимента Либета была такова: если подавать сигнал на область таламуса, который находится непосредственно под корой, через который проходит специфическая система, сколько пройдет времени, пока мы не начнем что-то ощущать — и когда мы начнем ощущать?

Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах

Специфическая и неспецифическая нервная система. Специфическая нервная система соединяет определенные части тела с определенными частями коры головного мозга. На своем пути эта система проходит через область таламуса, известную как вентробазальное ядро. Неспецифическая система собирает информацию со всего организма в таламус, который подает эту информацию на весь церебральный кортекс.

Хитрость этого метода заключается в том, что стимулирование соответствующей зоны таламуса является для организма столь же необычным и неестественным, как и стимулирование кортекса. Здесь также проходит полсекунды до того, как появляются первые ощущения. Но подача сигнала на эту область также приводит к появлению индуцированного ответа в схеме ЭЭГ коры мозга.

Другими словами, стимуляция специфической области таламуса, через которую проходит специфическая система, выглядит на ЭЭГ как стимуляция кожи, но в плане полусекундного отставания она сходна с подачей сигнала на кору.

Либет предполагал, что стимуляция таламуса будет напоминать стимуляцию кожи и в плане субъективного ощущения времени. В то же время мы говорим о неестественной стимуляции, которая вообще не может быть нами воспринята, если продолжительность ее составит менее половины секунды.

Такой подход позволяет избежать невозможности сравнения подачи сигнала на кожу и на кору: вот в чем заключалась идея Либета — и в том, и в другом случае прежде чем эти сигналы осознаются, потребуется половина секунды нейронной активности. Но сам сигнал, подаваемый на кожу, может быть очень коротким, даже если он запускает каскад активности, которая продолжается в течение половины секунды.

Стимуляция таламуса напоминает стимуляцию кортекса за исключением того факта, что она дает на ЭЭГ те же эффекты, как и стимуляция кожи.

Таким образом, задав вопрос «Относится ли это и к стимуляции таламуса?» Либет мог проверить идею о том, что обратный перенос субъективного времени происходит еще до момента сознательного восприятия. Если относится, пациент должен ощущать, что стимуляция таламуса начинается тогда, когда она начинается — даже если это становится сознательным восприятием только в том случае, если воздействие продолжается как минимум полсекунды. Если стимуляция продолжается менее 0,5 с, она никогда не станет сознательным впечатлением. Но если она длится дольше, она воспринимается так, как будто действительно начинается в тот момент, когда начинается воздействие.

Более нормальные факторы применимы к стимуляции кортекса. Через 0,5 секунды сигнал воспринимается так, как будто он начался через 0,5 секунд. И не раньше.

Таким образом, теория об обратном переносе субъективного восприятия времени может быть проверена так: нужно выяснить, имеет ли место при стимуляции таламуса тот же феномен, который мы наблюдаем при стимуляции кожи. Выяснилось, что да.

Пациенты Файнстайна воспринимали стимуляцию таламуса в то же самое время, когда она происходила — то есть в соответствии с моментом возникновения индуцированного ответа — через 0,02 секунды после подачи сигнала.

Эффект обращения во времени был доказан.

Невролог сэр Джон Экклз и философ сэр Карл Поппер в своей замечательной книге «Человек и его мозг» писали: «Эта процедура датирования прошлым не объяснима ни одним нейрофизиологическим процессом». Экклз и Поппер были не единственными, кто был изумлен. Многие философы попытались доказать несостоятельность результатов исследования 1979 года.

Патрисия Черчленд написала в 1986 году в журнале «Нейрофизиология»: «Согласно Экклзу и Либету, исследования показали, что ментальное событие по времени предшествует мозговому состоянию, которое является его причиной». Но Либет этого не утверждает. Он утверждает только, что это именно так воспринимается нами.

Другие называли результаты противоречащими сами себе, несоответствующими или доказывающими, что человек не обладает свободной волей, как будто все предопределено. Но все эти аргументы недостаточно серьезны, чтобы освободить нас от полученных Либетом странных результатов.

Среди попыток интерпретировать результаты Либета есть и мнение, что сознание вообще не может быть привязано ко времени. Эту идею предложил физик Роджер Пенроуз в своей книге «Новый ум императора», в которой он суммирует результаты Либета 1979 года и затем пишет: «Я полагаю, что мы на самом деле поступаем очень неправильно, когда применяем обычные физические законы времени, имея дело с сознанием!». Но Пенроуз не предложил никакого рецепта того, каким образом нам стоит рассматривать феномен сознания. Он просто указывает на то, что здесь могут крыться фундаментальные проблемы.

Другим ученым, который предложил интерпретацию, включающую отказ от идеи единства времени, воспринимаемого сознанием, был американский философ Дэниел Деннетт из Университета Тафта в Массачусетсе. В июне 1992 года Деннетт представил статью для обсуждения в журнале «The Behavioral and Brain Sciences». Он и его коллега Марсель Кинсборн предложили Модель множественных потоков, которая предполагает, что в сознании не существует определенного потока времени, а есть множество различных потоков, которые присутствуют одновременно. Деннетт полагает, что эта модель, которая также представлена в книге «Объяснение сознания», объясняет результаты Либета лучше, чем это делает сам Либет. Естественно, что Либет эту точку зрения оспаривает.

Главная проблема модели Деннетта заключается в том, что идея множества потоков сознания, существующих параллельно, не объясняет отчетливого ощущения единства, которое человек субъективно испытывает, находясь в сознании. Не объясняет она и реальную проблему: как все наши восприятия и мысли способны координироваться в иллюзию, что решения принимаются сознанием?

Отправная точка идей Деннетта и Кисборна заключается в проблеме связывания, о которой мы говорили в предыдущей главе. Их работа, в частности, по той причине, что Деннетт считается одной из главных фигур философии сознания в Америке, может служить знаковой: проблема связывания действительно вскоре включится в повестку дня и философов, и физиологов. Как вообще возможно, что информация из окружающего мира, которая требует различного времени обработки мозгом, складывается вместе в восприятие мягко синхронизированной реальности, которое мы все воспринимаем как должное — каждую из 2 миллиардов секунд жизни?

Задержка сознания, которую продемонстрировал Либет, дает нам время решить эту проблему: прежде чем мы можем воспринять окружающий мир, проходит немного времени. А мы просто переносим это восприятие назад во времени, и получается, что мы воспринимаем мир в нужное время. У млекопитающих есть способ передачи сигналов из окружающего мира в «восприниматель» — и таким образом они получают информацию о том, что происходит, хотя на самом деле воспринимают события несколько позже.

Это подобно слепому пятну глаза: в том, как мы ощущаем мир, могут быть определенные погрешности — однако мы их не воспринимаем. Наше сознание отстает и делает все возможное, чтобы скрыть этот факт — от себя самого. Сознание обманчиво. Сознание обманывает само себя. И это весьма хорошее средство. Конечно, когда для этого есть время.

Любой, кто когда-нибудь усаживался на кнопку, знает: нам вовсе не нужно полсекунды, чтобы среагировать. Но ведь большинство из нас вскакивают с кнопки еще до того, как успевают что-либо обдумать. Сознанием люди пользуются гораздо меньше, чем думают — и уж точно не тогда, когда им неудобно сидеть.

Исследования сознания, предпринятые Либетом, и их основа, лежащая прямо в мозге, включают в себя две части. Первая — это исследования пациентов Бертрама Файнстайна, которые привели к удивительному знанию: оказывается, прежде, чем возникает сознание, требуются полсекунды активности мозга. Эти исследования позже привели к еще более удивительному осознанию того, что сознание осуществляет обратную реорганизацию во времени, в результате чего осознание внешних раздражителей воспринимается так, как будто оно произошло немедленно после подачи сигнала, даже при том, что на самом деле до момента осознания проходит половина секунды.

После смерти доктора Файнстайна в 1978 году Либет начал применять другие методы: изучение нормальных ЭЭГ у здоровых людей. В качестве отправной точки этих исследований был использован потенциал готовности. Они показали, что сознательное восприятие сознательного решения предпринять какое-то действие появляется через 0,35 секунд начала работы мозга.

Вместе эти два набора исследований позволили получить замечательную картину: для того, чтоб появилось сознание, необходима активность мозга в течение почти половины секунды. Это касается как сенсорного восприятия, так и принятия решений. В первом случае субъективное восприятие переносится назад во времени, так что оно ощущается, как будто происходит в то же самое время, когда подается сигнал. Когда сознание принимает решение произвести действие, это решение воспринимается как первый шаг процесса. А та активность, которая происходит в течение почти половины секунды, вообще не воспринимается.

В 1991 году Бенджамин Либет и несколько его коллег опубликовали исследование в журнале «Мозг», которое разом подтвердило и теорию о половине секунды, необходимых для формирования сознания, и существование подпорогового восприятия.

В исследовании принимали участие пациенты, в мозг которых были помещены электроды для уменьшения болевых ощущений — как и в случае с пациентами Файнстайна. Когда Либета спросили, не считает ли он подобный способ получения научных знаний слишком жутким, он ответил, что пациентам нравилось подобное разнообразие методов лечения.

И действительно, исследования, в которых эти пациенты принимали участие, были довольно интересными. Им нужно было угадать, получают ли они удар током! Но это не имело ничего общего с болью: речь шла об ощущениях на самой грани подпорогового восприятия. Пациентов подвергали сериям коротких и длинных раздражений электрическим током через электроды, помещенные в таламус. Короткие длились менее половины секунды, остальные немного дольше. Сознательно воспринимались только длинные последовательности. Потом пациентам нужно было угадать, получают ли они разряд тока в данный момент.

Если они получали последовательности длинных разрядов, у них возникали сознательные ощущения — и неудивительно, что они давали ответ «да». Но если они получали короткие разряды, они все равно могли давать правильный ответ. Хотя они этого и не осознавали, их организм мог отреагировать на раздражитель, что вело к «правильному» угадыванию.

Стимуляции продолжительностью в четверть секунды оказалось достаточно, чтобы они могли угадывать правильно, сами не зная, как они это делали. Стимуляции в полсекунды было достаточно, чтобы они сознательно определяли, каким образом им удается дать правильный ответ.

Этот результат подтвердил идею Либета о том, что требуется полсекунды, чтобы человек начал осознавать, и что разница сознательного и подсознательного заключается в том, составляет ли продолжительность процесса именно половину секунды.

Сознание наделяет своего обладателя картиной мира и картиной себя как активного игрока в этом мире. Но обе эти картины подверглись существенному редактированию: картина ощущений отредактирована таким образом, что сознание не знает о том, что другие части тела уже, возможно, получили это ощущение за полсекунды до того, как возникло осознание. Сознание скрывает любое подпороговое восприятие — и реакцию на него.

Аналогично искажается и картина действий самого субъекта: сознание представляет себя как инициатора действий. Но оно таковым не является, так как события уже начинают развиваться к тому времени, когда появляется сознание.

Сознание — это обманщик, которому требуется достаточно сильная подтасовка наших мирских данных. Но как раз это и является сутью сознания: отсеиваются огромные количества информации, и то, что присутствует — это как раз то, что имеет значение. Нормальному сознанию совершенно все равно, начинается ли потенциал готовности за полсекунды до того, как появляется сознание. Для него важно знать, какие действия решено предпринять. Или что ощущается на коже. Как это выглядит, когда мы открываем череп пациента или заставляем студентов сгибать пальцы, почти неважно: важно то, что сознание возникает тогда, когда мы уже отсеяли всю ненужную нам информацию.

На самом деле задержка Бенджамина Либета в полсекунды для этих целей является весьма удобной. В конце концов, понятие логической глубины Чарльза Беннетта указало, что для обретения сознания необходимо заплатить определенную цену, и эта цена — время. И вот теперь Бенджамин Либет дает нам полсекунды, чтобы с ней поиграть. Половина секунды для самого мощного компьютера в мире (мозга), который должен уменьшить 11 миллионов бит ощущений до 10–15 бит сознания — и стереть все следы. Безусловно, это очень много времени. Блестящий теоретический вызов для области, которая называется «вычислительная нейронаука»: у нас есть тысяча миллиардов нейронов, полсекунды, и задача уменьшить 11 миллионов бит до 16 бит таким образом, чтобы эти 16 бит служили картой к этим 11 миллионам. В принципе эта задача может быть решена уже через несколько десятилетий. Половина секунды — это пограничное условие вычислительной задачи, что делает возможность решения этой проблемы интуитивно ясным. Так что все хорошо.

Но как же свободная воля? Забудьте о том, что нам удалось встать с кнопки без особых дискуссий: означают ли открытия Бенджамина Либета, что у нас нет свободной воли? Ведь что, кроме сознания, может демонстрировать свободную волю? Если мозг уже находится в действии к тому времени, когда мы полагаем, что это мы решили получить удовольствие — никакой особой свободной волей мы не обладаем.

Если вернуться к эксперименту Либета с потенциалом готовности, то здесь есть очень важная деталь, которую мы пока не обсуждали: сознание может появляться после того, как мозг уже начал действовать — но оно появляется еще до того, как начинает действовать наша рука.

С того момента, когда у нас возникает сознательное ощущение принятия решения, и до того, как это решение выполняется, проходит 0,2 секунды. Может ли наше сознание остановить действие еще до того, как оно начнет выполняться?

Это и есть спасение, которое Бенджамин Либет оставляет для свободной воли: право вето. У сознания есть достаточно времени, чтобы запретить действие, прежде чем оно будет выполнено. У Либета даже есть экспериментальное подтверждение того, как работает подобный механизм вето: когда его испытуемые сообщали о том, что они отказались от выполнения действия, которое ранее решили выполнить, у них возникал потенциал готовности. Но к концу он выглядел по-другому (когда приближалось время действия) по сравнению с тем, что фиксировалось, когда действие выполнялось. Испытуемые могли себя прервать. Так что они обладали свободной волей: сознание не может инициировать действие, но оно может решить, что его не стоит выполнять.

Либет развил теорию вето для свободной воли и работы сознания: «Процессы, которые ассоциируются с индивидуальной ответственностью и свободой воли, не инициируют добровольное действие — но выбирают и контролируют добровольные результаты».

Эта точка зрения особенно интересна, в том числе и не в последнюю очередь в историческом плане: свободная воля работает через выбор, а не через намерение. Свободная воля больше соответствует тому, как окружение формирует эволюцию живых организмов методом естественного отбора, чем сознание соответствует тому дизайну или схеме, которую большинство из нас спонтанно представляют, когда мы думаем о том, как принимаем сознательные решения в жизни.

Сознание не является высшим подразделением, которое посылает сообщения своим подчиненным в мозгу. Сознание — это инстанция, которая выбирает между множеством опций, которые предлагает нам бессознательное. Сознание работает путем отбрасывания предложений, отсеивания решений, которые делает подсознательное. Сознание отсеивает информацию, отвергает альтернативы — «нет, спасибо!»

Понятие сознания как вето отличается красотой и богатством содержания. Оно родственно дарвинизму, и естественный отбор — это не единственная параллель, которую оно приводит на ум.

Принцип вето всегда присутствовал в человеческой морали.

«Многие этические структуры, в том числе и десять заповедей, являются предписанием не поступать определенным образом, — писал Бенджамин Либет в 1985 году. Он добавлял: — Если окончательное намерение действовать возникает бессознательно, само по себе появление намерения нельзя предотвратить сознательно, хотя его проявление в виде моторного действия и можно контролировать сознательно.»

Либет проводит различие между физическим действием и нашим побуждением действовать как умственным феноменом. Мы можем контролировать свои действия — но не свои побуждения, заключает он.

И это очень глубокое различие, потому что есть большая разница между восприятием морали, которая говорит вам, что мы можем делать, и морали, которая говорит вам, какие желания у вас могут возникнуть.

Как говорит Либет: «Как еще могли бы работать подавленные потребности Фрейда? Если нет разницы между побуждением действовать и действием, подавления вообще никак бы не работали. Для подавления нужно время!».

Но Фрейд — не единственный, кого Либет поддержал своими открытиями. Есть еще и его собственная религия. Бенджамин Либет — американский еврей во втором поколении. Его родители, настоящая фамилия которых была Либецкие, иммигрировали из СССР в Чикаго, а затем переехали в Сан-Франциско, где Бенджамин мог удерживать под контролем свою астму.

Между иудаизмом и христианством существует очень большая разница в том, что можно и чего нельзя делать. Иудаизм выражается в запретах. Нельзя убивать, красть, прелюбодействовать и т. д. Десять заповедей из Старого Завета являются моральной основой иудейской веры.

А вот христианство выражается распоряжениями — оно осуждает само желание делать то, что запрещают делать десять заповедей. Грех хотеть чего-то, чего хотеть нельзя, даже если ты не будешь этого делать.

«Вы когда-либо слышали о рабби Хиллеле? — спросил меня Бенджамин Либет, когда мы обсуждали его теорию вето. — Еще за 50 лет до Христа он сказал: «Не поступай с другими так, как ты не хотел бы, чтобы поступали с тобой!». Это гораздо более ясное правило, чем христианское «Поступай с другими так, как ты хотел бы, чтобы они поступали с тобой». Если об этом задуматься, то значения совершенно разные!» — говорит Либет.

И действительно: мужчина может знать несколько женщин, которые вовсе не хотели бы, чтобы он поступил с ними так, как он хотел бы, чтобы они поступили с ним!

Бенджамин Либет ссылается на американского философа Уолтера Кауфманна из Принстона и его книгу «Вера еретика».

Кауфманн указывает на огромную проблему, которая стоит перед христианскими теологами уже много лет: они пытаются превратить идею «поступай так, как хочешь, чтобы поступили с тобой» в практическое моральное руководство. «Каждый, кто попытается жить по заповедям Иисуса, станет невыносимым наказанием для окружающих, — пишет он. — Попробуйте, к примеру, извлечь из заповедей Иисуса правила межполовой этики».

Рабби Хиллель создал свою формулу, когда язычник заявил ему, что он хочет изучить всю Тору — свод законов — «при условии, что ты сможешь научить меня Закону, пока я стою на одной ноге». Хиллель сказал ему: «То, что тебе не нравится, не делай другим — это и есть весь Закон; все остальное — комментарии, иди и учись!»

Хиллелю удалось сжать все десять моисеевых заповедей в одну формулу, которая сохраняет логическую структуру заповедей и их запретительную природу. Мораль — это вопрос того, чего нельзя делать. И опять-таки, это означает, что мораль — это не вопрос того, что человеку может захотеть сделать; мораль — это вопрос того, что человек делает.

Происхождение христианства тесно связано с отрицанием подобного способа мышления. В Нагорной проповеди Иисус говорит: «Вы слышали, что сказано древним: не убивай, кто же убьет, подлежит суду… Вы слышали, что сказано древним: не прелюбодействуй. А Я говорю вам, что всякий, кто смотрит на женщину с вожделением, уже прелюбодействовал с нею в сердце своем… И так во всем, как хотите, чтобы с вами поступали люди, так поступайте и вы с ними, ибо в этом закон и предзнаменование».

Нагорная проповедь вводит ментальную этику: не только нельзя возлежать с женой соседа — нельзя этого даже желать. Нельзя даже воображать ее.

«Это подбросило Джимми Картеру несколько проблем», — рассмеялся Бенджамин Либет, вспомнив об одном из самых сумасшедших эпизодов американской политики. Кандидата в президенты Картера во время интервью для «Плейбоя» спросили, был ли он когда-нибудь неверен своей жене. Нет — но хотелось, ответил он. Это не согласуется с христианской культурой, и его утверждение вызвало целую волну протеста.

Второй момент в Нагорной проповеди — это золотое правило: поступай так, как хочешь, чтобы поступали с тобой — то есть указание того, как действовать, а не запрет на действие.

Христианство говорит, что мы должны поступать правильно и даже не думать о том, чтобы поступить плохо. Иудаизм говорит: нельзя делать то, что плохо. Христианский запрет касается желания поступить плохо. Иудаизм же относится к самому действию. Затем христианство добавляет, что поступать нужно правильно.

В свете теории вето Либета разница между иудаизмом и христианством выявляется очень четко. Если ваше сознание не имеет возможности контролировать потребность в действии (так как оно даже не знает о том, что такая потребность возникла), сложно сказать, каким образом мы тогда можем отвечать за свои потребности и мечты. Если знания, полученные Либетом в результате эксперимента, верны, то выполнение христианского запрета желать жену соседа или не хотеть прикончить своего босса может оказаться под угрозой. Ведь наше сознание не может контролировать наши желания.

Вы можете возразить: чтобы это сказать, не нужны никакие научные эксперименты. Но не будет ли это с вашей стороны простой легкомысленностью? История христианства — это во многом история греха и спасения, людей, которые борются со своими греховными мыслями, и вечных попыток не быть введенными в искушение. Уолтер Кауфманн говорит об этом так: «Христианство потерпело моральное поражение не потому, что христиане были христианами в недостаточной степени, а вследствие самой природы христианства». Христианству всегда удавалось заставить людей ощущать себя так, как будто их греховные мысли были их собственной личной проблемой.

И вот появляется еврейский нейрофизиолог и говорит нам, что согласно его теориям, сознание вообще не в состоянии контролировать желания, которые ему предлагаются.

Бенджамин Либет и его эксперименты с исключительной точностью указывают на различия между Старым и Новым заветом, между иудаизмом и христианством. Разница между тем, что мы можем делать и что нам позволено хотеть делать — это старая традиция европейской культуры.

Если сознательное «Я» не имеет возможности контролировать свое желание действовать, как мы можем осуждать людей, которые испытывают похоть каждый раз, когда видят жену соседа? Но именно это — контролировать — нам нужно делать согласно Нагорной проповеди.

Верно и обратное: открытия Либета также указывают и на проблемы иудаизма: что люди имеют право думать и чувствовать друг насчет друга все, что хотят — постольку, поскольку они не облекают это в действие. «Только действия, совершенные в реальности, могут иметь практическое значение для других людей», — так говорит Либет о том, насколько моральным будет позволять людям думать о других все, что им угодно. На практике значение имеют не ваши намерения, а ваши действия — это сущность иудейской этики. Но верно ли это? И каковы будут последствия, если нет?

Иудаизм может легко стать духовной лицензией на возникновение жестоких и злых чувств и желаний относительно других людей. Но если вы не действуете так, как не хотели бы, чтобы действовали по отношению к вам (или делали что-то, что противоречит десяти заповедям), то что бы вы ни думали или чувствовали — все ОК. Отсутствие кода ментальной этики в иудейской традиции может привести к той форме внутренней жестокости и злобности, которую изображает Шекспир в образе Венецианского купца.

И это допустимо, так как иудаизм говорит: на других людей влияют только действия. Но это попросту неправда, хотя с научной точки для подобной веры не было оснований вплоть до последних десятилетий.

Проблема заключается в том, что если такие вещи, как подпороговое восприятие и прайминг, действительно существуют, на самом деле мы знаем гораздо больше о том, что думают и чувствуют другие люди, чем знает наше сознание. И потому то, что мы думаем о других людях и ощущаем по отношению к ним, имеет значение, даже если наш сознательный здравый смысл говорит нам: мы никому не делаем ничего плохого, хотя в глубине души знаем, что они заслуживают хорошего шлепка.

Если бы на других людей оказывало влияние только то, что мы говорим и делаем, мы могли бы думать все, что угодно и чувствовать себя как угодно — это не имело бы никакого значения. Но подобная точка зрения на человека не соответствует реальности. На самом деле открытия Либета можно сравнить с бумерангом для иудейского восприятия морали: как раз потому, что наше сознание отстает, сложно контролировать, сколько наших мыслей смогут претвориться в действие.

Проблема иудаизма заключается в том, что он разрешает внутреннюю жестокость, которую сознание на самом деле не в состоянии контролировать, так как изнутри нас исходит гораздо больше, чем нам известно на сознательном уровне. К примеру, через язык тела. Проблема же с христианством заключается в том, что оно требует внутренней чистоты — но требует ее от нашего сознания, которое не имеет возможности управлять тем, что происходит в уме человека.

Вместе эти две проблемы указывают на то, что в результате нашего вновь обретенного понимания значения сознания на повестке дня может появиться радикальная ревизия фундаментальных вопросов морали.

Но теория вето интересна не только в свете обсуждения высоких моральных материй. Она представляет исключительный интерес и в отношении самых рутинных вопросов.

Вето Либета — это очень красивое описание того, как работает сознание. Но это также, возможно, создает самую неверную картину того, что означает быть человеком в повседневной жизни.

Вспомните фундаментальное правило: только сознание сознательно. В данном контексте это означает, что сознательное вето может наложить только сознание. Мы, конечно, можем наложить бессознательное вето на различные бессознательные желания — но это не имеет ничего общего с сознанием.

Сознательное вето — это вето, о котором мы знаем. Так что мы можем спросить себя: как часто мы накладываем вето на решение за 0,2 секунды до того, как начнется его выполнение.

Ответ, конечно, будет таким: бывают определенные ситуации, в которых мы постоянно и сознательно накладываем вето на свои