Часть 1. Предсказывающий мозг

Инстинкт и интуиция

Венерина мухоловка – небольшое растение с двойными реснитчатыми листьями, напоминающими распахнутые глаза. Когда мы завели дома мухоловку, дети сразу решили проверить, как она работает. Но мухоловка не реагировала ни на детские пальцы, ни на брошенные в «пасть» кусочки бумаги. Тогда я предложил дочке взять карандаш и слегка подвигать бумажный клочок, лежащий внутри двойного листа мухоловки. И тут ловушка захлопнулась так быстро, что все отпрянули от испуга.

Да, это растение экономит силы путём минимизации ложных срабатываний: оно не набрасывается на каждую упавшую каплю или ветку, а ловит только движущихся насекомых. На листе мухоловки есть несколько чувствительных волосков, и ловушка срабатывает лишь в том случае, когда два волоска задеты с интервалом менее 20 секунд и с определённой силой.

Дальше происходит ещё одна проверка: осталась ли жертва внутри? Мухоловка начнёт выделять ферменты для переваривания только после того, как произошло ещё пять касаний волосков. Иначе она не будет тратить ферменты и просто откроется через некоторое время. Можно назвать всё это «электромеханическим детектором движения». А можно сказать, что растение умеет прогнозировать свой будущий обед.

В дискуссиях об искусственном интеллекте я обычно рассказываю про мухоловку, когда возникает вопрос, а что это вообще такое – интеллект? Точного определения нет ни у кого, поэтому можно дразнить оппонентов, сообщая им, что интеллект есть даже у растений. Вот смотрите, мухоловка занимается распознаванием небанальных паттернов активности, да ещё и реагирует с опережением на движущийся объект. Разве это не интеллектуальная задача?

Конечно, понятливый оппонент на это ответит, что мухоловка не может изменить свой предсказательный алгоритм, зашитый в генах (такие алгоритмы обычно называют безусловными рефлексами или инстинктами, хотя даже опытный биолог едва ли сможет объяснить вам разницу этих терминов в применении к растению, у которого нет нервной системы). Так или иначе, мухоловка не сможет начать ловить птиц, если её любимые насекомые вдруг исчезнут из региона. Хотя растение может адаптироваться, но не в рамках одного организма, а лишь через эволюцию вида, через мутации и отбор.

Более высокоразвитые существа умеют обучаться, то есть менять свои прогностические модели на ходу, не умирая за правое дело эволюции. Здесь уместно представить собаку Павлова, которую обучают реагировать на звонок. Сначала она не реагирует. Но если звонить каждый раз, когда собака ест, у неё выработается условный рефлекс – выделение слюны будет происходить даже без кормления, при одном только звонке. Как и мухоловка, собака пытается предсказать свой обед – но использует новый признак обеда, а не только врождённые подсказки.

То, что происходит при обучении, в очень грубом приближении выглядит так. Когда собака слышит звонок до обучения, в её мозгу активируется определённая группа нейронов (назовём их «звуковыми») Но эти нейроны не связаны (или очень слабо связаны) с теми, что отвечают за выделение слюны, поэтому возбуждение не передаётся. Однако, если в то же самое время собака чувствует запах еды, «слюнные» нейроны возбуждаются, поскольку между обонятельным стимулом и механизмом слюноотделения уже есть сильная связь. Таким образом, в мозгу появляется два очага возбуждённых нервных клеток – «звуковые» и «слюнные». За счёт одновременного возбуждения между этими группами нейронов возникает своего рода перекрытие: в мозгу буквально прорастают новые связи, и с каждым повторением опыта эти связи всё крепче. В конце концов возбуждение «звуковых» будет передаваться на «слюнные» даже тогда, когда оно не подкреплено запахом еды. Мозг запомнил новый признак обеда.

А теперь другая картина: два человека играют в настольный теннис. Один производит удар, шарик ещё только летит над сеткой, но второй игрок уже поставил руку туда, где шарик будет в будущем – через долю секунды. Заметьте, игрок не делает никаких математических расчётов, не говорит себе «он ударил в левый угол, значит, надо поставить туда руку» – нет, шарик летит гораздо быстрее, чем формулируется подобная мысль. Но предсказательная модель работает, обученная на многократном повторении опыта, как у собак Павлова. И такое происходит не только в теннисе, но и во многих ежедневных ситуациях, где наш мозг должен – или хотя бы пытается – работать на опережение.

Если такой резкий переход от собак к людям показался вам грубоватым – не беспокойтесь, у человека есть и другие методы прогнозирования. Кроме того, наш «опытный», или эмпирический разум применяется не только для координации движений – он может обучаться на самых разных данных (которых нет у собак). Врачи, лётчики, электромонтёры, специалисты по кибербезопасности и многие другие профессионалы используют подобное «чутьё», основанное на умении нашего мозга выявлять значимые комбинации данных из окружающего мира.

Такие способности часто проявляются несознательно, через специфические реакции и эмоции. Это может быть чувство тревоги, или наоборот, ощущение гармонии – как было с Коперником, который обосновал гелиоцентрическую систему мира просто «красотой». В конце 80-х британский математик Роджер Пенроуз обобщил подобный опыт своих коллег-учёных и заявил, что значительное количество научных открытий происходит именно в виде интуитивных озарений с определённым эстетическим чувством. А строгое доказательство – «это обычно последний шаг» [6].

Здесь самое время сказать о недостатках интуиции как предсказательного метода:

1. прогноз на основе «чутья» трудно обосновать и интерпретировать, ведь ваше решение представлено в виде миллиардов нейронных связей, а не в виде стройного логического вывода,

2. по той же причине эмпирическое знание трудно передавать другим: для обучения им нужно переживать тот же опыт, копировать и многократно повторять определённую деятельность «без понимания»,

3. эмпирический разум даёт сбои в ситуациях, выходящих за рамки прошлого опыта (очень редкое событие); его также можно обмануть с помощью специально созданных объектов, напоминающих уже знакомые (маскировка).

Кстати, все три проблемы характерны для того направления искусственного интеллекта, которое сейчас является самым модным – нейронные сети. Если вам хочется протестировать специалиста по машинному обучению, спросите его, как решаются эти три проблемы. Забегая вперёд, скажу, что для искусственных нейросетей самая неприятная проблема – третья, то есть неумение правильно реагировать на «странные случаи». У человеческого мозга на этот счёт есть интересные методы сброса противоречий и отказа от прогнозирования (мы ещё поговорим об этом в отдельной главе «Техники отказа»).

Язык и традиция

Моя кошка любит охотиться. Но в городской квартире ей некого ловить, и она охотится на меня. А вернее, на мою руку. Игра устроена так: я сжимаю кулак, отставляю в стороны большой палец и мизинец, и показываю кошке такого «противника», по силуэту похожего на кошачью голову.

При этом очень важно, какой у противника рост. Если мой кулак с «ушками» оказывается на одном уровне с головой кошки (или ниже), она активно атакует противника. Если же поднять руку повыше, кошка испуганно приседает, и может даже издать жалобное мяуканье – она боится высокого противника. Такую же технику рекомендуют использовать при столкновении в лесу с медведем: не паниковать и не бежать, а постараться показаться больше, чем вы есть на самом деле, подняв руки над головой, желательно с каким-нибудь предметом.

Некоторые животные тоже используют этот метод взлома системы распознавания. В начале лета можно наблюдать, как уже большие птенцы-воронята преследуют родителя и пытаются отобрать у него всех найденных червяков. В таких случаях взрослая ворона нахохливается и расставляет крылья, отчего кажется значительно крупнее. Когда наглый птенец испуганно отходит, родитель складывает перья, и со стороны опять непонятно, кто из них взрослый.

В 60-е годы прошлого века советский историк и социолог Борис Поршнев создал теорию, а вернее, целую новую науку «палеопсихологию», в которой он мечтал объединить множество наук, изучающих происхождение и поведение нашего биологического вида [7]. Теория была довольно смелой, поскольку опровергала известный принцип Энгельса о том, что «труд создал из обезьяны человека».

Но ведь и правда, пользоваться «орудиями труда» могут даже вороны. Согласно Поршневу, умели это и те предки людей, которые людьми ещё не были (палеоантропы, или неандертальцы). Основной их труд состоял в том, чтобы разбивать чужие черепа и кости для добычи мозга. Основным же методом ловли жертв была суггестия: научившись имитировать животных, неандертальцы управляли их поведением. Точно так же они управляли и предками современных людей – неоантропами, будущими сапиенсами. Сначала неоантропы были послушной едой, но потом научились бороться с внушением при помощи речи: символический язык стал системой кодирования, которая позволила «отвлекаться» от прямого суггестивного воздействия, строить коллективы, и в итоге победить своих гипнотизёров.

На этом Поршнев не остановился и развил свою диалектику дальше: всю историю человечества он рассматривал как последовательность массовых внушений, каждое из которых взламывается новым контр-внушением. Отсюда можно было сделать вывод, что коммунизм является очередном массовой манипуляцией – а такая теория не могла пройти советскую цензуру. В 1972 году готовую к печати книгу уничтожили, а сам Поршнев через год умер, так и не увидев публикацию главного труда своей жизни.

У этой теории много критиков. Но для нас она интересна тем, что показывает переход к альтернативному (хоть и не обязательно лучшему) методу предсказаний. Теперь у человека появились модели мира, которые можно передавать другим с помощью языка. Появились традиции – коллективные правила жизни. И вслед за Поршневым мы можем заподозрить, что традиционное знание – своего рода гипноз, не имеющий отношения к реальности, эдакий «опиум для народа».

Проблема такая действительно есть, но вначале давайте поговорим о положительных чертах этого метода. Значительная часть традиций – это вербализация знаний и умений, которые получены описанными ранее способами: либо в результате эволюционного отбора (инстинкты), либо в процессе обучения на опыте (чутьё, интуиция). Здесь этнографам и социологам очень помогла бы этология, наука о поведении животных, поскольку многие человеческие традиции имеют аналоги в животном мире: врождённые реакции на кресты, жесты властителей и позы подчинения, брачные отношения и бандитские иерархии, шумные концерты и многое другое [8].

Рассмотрим для примера патриархальную традицию, согласно которой женщины не могут занимать некоторые посты в социуме. Сейчас многие считают это устаревшим религиозным стереотипом. Однако исследования показали, что даже без религии женщины чаще становятся «внутренними» лидерами коллектива, а мужчины – лидерам «внешними», которые отвечают за столкновения с враждебным внешним окружением. Причём схема эта очень древняя, даже у шимпанзе всё как у людей: самцы верховодят в набегах на земли соседей, а урегулированием внутригрупповых конфликтов чаще занимаются самки [9].

Мне довелось видеть аналогичный эффект во время бума интернет-стартапов в конце 90-х – начале 2000-х. Когда молодая компания только выходит на непонятный и агрессивный рынок, ею руководит мужчина; но через пару лет, когда бизнес «встал на орбиту» и коллектив вырос, его уже возглавляет женщина. На основе подобных наблюдений в моём первом романе была даже предсказана женщина-мэр Петербурга [10]. Прогноз сбылся спустя четыре года, когда закончились бандитские 90-е и Питер стал более спокойным городом.

# # #

Обычно мы используем традиционные знания для предсказания повторяющихся явлений. А для людей прошлого, чья жизнь была крепко связана с природными циклами, календарные приметы были вообще основной футурологией. Каждый год кто-нибудь из моих знакомых удивляется снегу, выпавшему в середине октября, когда многие деревья ещё зелёные. Я же рассказываю в ответ, что этот снег давным-давно «предсказан» в русском месяцеслове, который собрал в XIX веке Владимир Даль [11]. В этом народном календаре есть сразу несколько примет и поговорок про первый снег, выпадающий около 14 октября (Покров).

Многие современные сервисы прогнозирования погоды тоже используют календарный принцип: на основе базы данных о погоде в прошлом можно вычислить среднюю температуру заданного дня, и этот прогноз будет не так уж плох. Но у народного календаря примет есть ещё одна отличительная особенность: прекрасный русский язык. Ведь устная передача традиций требовала такой формы, которая обеспечивает запоминание. Поэтому календарь-месяцеслов стал ещё и сборником народной поэзии, где имена святых (названия дней) сопровождаются яркими образами и рифмовками: «Дарьи грязные проруби» (будет оттепель), «Варюха – береги нос и ухо» (грядут сильные морозы).

К слову сказать, культурологи любят придумывать навороченные объяснения всему тому символизму, что встречается в традициях и ритуалах, но они редко анализируют формат передачи знаний с точки зрения вирусного эффекта. Например, исследователи мифологии замечают частое использование в мифах табуированных отношений (инцест, убийство родственников), однако трактуются эти «продукты коллективного сознания» почти как целенаправленная деятельность по выработке общественной морали. А вот современный специалист по массовым коммуникациям предложил бы объяснение попроще: благодаря «шок-контенту» мифы лучше зацепляются в памяти людей.

В итоге традиционные знания представляют собой парадоксальную смесь, где полезная информация об опыте предков сочетается с описаниями странных или вовсе фантастических событий. Здесь возможен негативный эффект: искажение знаний в угоду впечатлению. История о том, как ваш предок расправился со змеёй, будет гораздо популярнее и запомнится лучше, если сделать змею огромной и трёхголовой (Змей Горыныч).

Подобное развитие традиции может привести к совершенно бредовой модели мира; но, если идея обладает сильным воздействием на психику – она закрепляется в социуме. Именно такая меметическая эволюция отобрала сценарии и архетипы сказок древнего мира.