Игорь Губерман - Чудеса и трагедии чёрного ящика

О мужестве в науке нам доведется говорить и ниже. Об этом написаны целые тома, совершенно не исчерпывающие проблему.

Мы вспомним еще одно его проявление, важное для темы книги.

Что изучению мозга положено лишь начало, сам Павлов прекрасно понимал. На одной из своих знаменитых сред, когда сотрудники, специально собираясь, свободно обменивались идеями, он говорил: «…Когда обезьяна строит свою вышку, чтобы достать плод, то это условным рефлексом назвать нельзя. Это есть случай образования знаний, уловление нормальной связи вещей…»

Физиолог Николай Александрович Бернштейн изучал механику движения, и найденные им закономерности объяснить одними условными рефлексами было невозможно. Калейдоскоп поступков, богатство движений и действий в новых условиях, при овладении сложными двигательными навыками не исчерпывались набором временных связей, никак ими не объяснялись. С какими инстинктами могла установиться временная связь, предполагающая прошлый опыт, когда человек впервые учился ездить на велосипеде, бежал по незнакомой пересеченной местности, осваивал балетный этюд, балансировал на канате?

Фактов для появления нового взгляда накопилось в самых разных лабораториях невероятно много. В пятидесятых годах Бернштейн объединил их теорией. Она была достойным продолжением, подлинно научным развитием идей Павлова, ибо в ряде вопросов шла против них. В науке это всегда означало движение вперед. И здесь была проявлена иная (и далеко не последняя) разновидность научного и человеческого мужества.

Нужно было мужество войти в противоречие существующим воззрениям. Заведомая небоязнь неминуемых нареканий, возможных преследований, гарантированных насмешек и упреков в подрыве основ, объявленных незыблемыми и монументальными. Одним словом, трудная отвага следовать только голосу своего разума и таланта. То, что филигранно четкий в определениях поэт назвал смелостью «ни единой долькой не отступаться от лица». Смелость сродни сеченовской.

Кстати, и сама идея на новом, сегодняшнем уровне развивала одну из догадок Сеченова: мозг активен. Мозг не пассивно воспринимает информацию из окружающего мира и по сотням тропинок временных связей отвечает на нее действием, а сам активно воздействует на мир, непрерывно создавая прогнозы возможного будущего и планы необходимых реакций. Мозг активен. Были сформулированы точнейшие представления об управлении в живом организме, в частности – о непрерывном сообщении с мест о ходе выполнения действия (без таких корректирующих сообщений ни одно действие не могло бы дойти до цели – теперь это прочно введенное в биологию инженерное понятие называется обратной связью). Ультрасегодняшние идеи кибернетики – в тридцать пятом году! Впрочем, ниже нам доведется говорить об этом подробней.

А пока вернемся к началу.

Мужество всегда оправдывает себя. Исследователь тратит жизнь, а человечество приобретает новый путь познания – движение это вечно, и конца ему, очевидно, не будет.

Итак, перед нами черный ящик.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ.

Бдительность, прогнозы и призраки

Мы слушаем, а не только слышим, смотрим, а не только видим.

Наш мозг – азартный игрок, за миллионы лет научившийся делать ставку.

В Монте– Карло, знаменитом игорными домами, издается единственная в мире газета, состоящая из одних только цифр. По утрам ее жадно читают люди с серыми от бессонницы лицами. Напечатанные в газете цифры -данные о вчерашних выигрышах и номера полей, против которых застывало накануне прихотливое колесо рулетки. Читатели стремятся найти закономерность счастья – номера, на которых выигрыш наиболее вероятен.

Вероятность! Это великое слово. Им пользуются самые разные люди – от прожигателей жизни до тех, кто спасает ее другим. Врач, ставящий диагноз, чаще всего не в силах бесспорно определить болезнь – обнаруженные им симптомы равновероятно могут сопутствовать нескольким расстройствам. Только установив повышенную вероятность какой-нибудь одной болезни, можно назначать лечение. Иначе приходится неприцельно бить сразу по нескольким мишеням. Врачебный опыт, таким образом, – умение взвесить вероятности.

Рыболовецкие флотилии водят опытные капитаны. Что это такое – рыбацкий опыт? Умение по десятку еле уловимых признаков установить высокую вероятность появления через короткое время косяков рыбы именно в месте, куда идут сейнеры (за исключением, конечно, случаев, когда косяк прямо выслежен с самолета или обнаружен эхолотом, – вероятность равна единице).

Конструкторы ракет и спутников рассчитывают вероятность выхода из строя почти каждого элемента и узла. Там, где вероятность возникновения скорого отказа повышена, узел надо дублировать, иначе впустую пропадет многомесячный труд сотен специалистов.

Даже метеорологи не гадают на картах. По движению масс воздуха, температурам, состоянию ионосферы и десяткам других непрерывно изменяющихся признаков они определяют погоду, которая наступит наиболее вероятно.

Прогноз будущего, основанный на вычислении вероятности, – метод работы и нашего черного ящика. Дальше пойдет речь об опытах, сравнительно недавно уверенно доказавших это.

В клетке сидит зверек – обезьяна, кошка, собака. Подается вспышка света – животное настораживается. Неожиданный звук – та же реакция. Работает ориентировочный рефлекс (Павлов называл его реакцией «Что такое?») – без него ни одно живое существо не сумело бы уберечься в этом мире, где опасность возникает стремительно и вдруг.

Вспышки следуют одна за другой. Через несколько повторов животное становится к ним равнодушным и уже не обращает внимания. Вспышка чуть изменилась, стала ярче или глуше, – животное насторожилось опять.

Теперь нам придется отвлечься на недолгое, но существенное отступление, ибо слова «внимание», «насторожилось» и «равнодушно» – очень неточные определения. Ни один ученый не стал бы сегодня пользоваться ими всерьез, не имея точных, записанных прибором объективных доказательств, что животное насторожилось, напряглось или потеряло интерес. Доказательства существуют.

Более сорока лет назад немецкий психиатр Бергер приложил к голове человека тонкие металлические пластинки, соединил их проводком с чувствительным гальванометром и обнаружил электрические волны ничтожной величины. Теперь каждый школьник знает, что нервные клетки мозга – крохотные электрические генераторы, а тогда открытие суммарного электрического шума миллиардов клеток показалось коллегам Бергера (и без того считавшим его чудаком) настолько неперспективным, что исследования он некоторое время продолжал в одиночестве. За пять лет он сделал довольно много: обнаружил, что по форме кривых этих токов можно знать, спит или бодрствует человек, и что, кроме беспорядочных всплесков, можно выделить какие-то регулярные колебания.

Открытие опередило время. Электрические волны мозга лежали у самого нижнего предела чувствительности тогдашних приборов, а биология уже вступила в прямую, жесткую зависимость от успехов техники, дарующей приборы наблюдения. Как бы ни были талантливы исследователи, результат поисков все же определяется наличием или отсутствием точной и соответствующей аппаратуры. Развитие экспериментальной науки не может порвать зависимость от успехов приборостроения, ибо, как точно заметил поэт, самый лучший всадник не приходит к финишу раньше своей лошади.

В конце тридцатых годов появились мощные усилители, и энтузиазм, охвативший биологов, трудно описать. Начали стремительно появляться тысячи работ о биотоках мозга, и поток этот не иссякает до сих пор (несколько лет назад список статей и книг уже составил том в десять тысяч названий). Что же касается печати, то профессионально необузданное воображение прессы еще тогда наметило ничтожные сроки, оставшиеся до полной расшифровки мыслей.

Увы, ученые знают сейчас, как печально мало сведений выдают кривые биотоков – общий результат сложения миллионов электроручейков, разносящих по мозгу сведения и приказы.

Как ни мало, но кое-что выдают. Скептикам полюбилось сравнение записи мозговой активности с разноголосицей, которую произвели бы все телефонные разговоры многомиллионного города, сумей мы через какую-нибудь отводную трубку слушать их одновременно. Разве можно в этом шуме разобрать что-нибудь связное, какой-нибудь привлекающий нас разговор? Нет. Самое обидное – что каждый из собеседников говорит интересные вещи.