Часть первая. Введение

Глава 1. Мозг, поведение и метафора

Скалы "успешно борются за существование" на протяжении миллиардов лет, хотя они не относятся к живому миру, а дерево может прожить века, хотя у него и нет мозга. Дерево тянется к солнцу, а ловушка венериной мухоловки захлопывается, если к ней прикоснуться. Но дерево не может спастись от лесного пожара - оно не обладает ни подвижностью, чтобы убежать от огня, ни возможностью заранее узнать о его приближении. Огонь оставляет ожоги на стволе дерева, но дерево не может использовать эту "память", чтобы лучше подготовиться к следующему пожару, если он снова возникнет. В отличие от растений животное ощущает происходящие вокруг него изменения и может соответствующим образом реагировать на них, с тем чтобы использовать их в своих интересах или уменьшить их вредные последствия. Это возможно потому, что у животных есть мозг и они обладают подвижностью, благодаря чему они способны взаимодействовать с непрерывно изменяющейся средой или приспосабливаться к ней. Более того, они, или во всяком случае человек, способны строить свое поведение на основе обширного фонда индивидуального и культурного опыта, действовать с расчетом на будущее, планируемое далеко вперед, а также пользоваться артефактами^* и языком.

^* (Артефакт - всякий (в том числе и абстрактный) продукт деятельности человека, нечто, чего бы не было если бы не было людей. - Прим. перев.)

Наша цель состоит в том, чтобы изучать мозг, стараясь лучше понять закономерности человеческого мышления и поведения. И там, где иные психологи стали бы изучать законы мышления и поведения, не вдаваясь в рассмотрение механизмов этих процессов, а иные биохимики стали бы изучать химические изменения в нейронах (которые мы считаем важнейшими клетками мозга), не касаясь роли этих изменений в функционировании системы в целом, мы - назовете ли вы нас кибернетиками, специалистами по моделированию или по теории мозга - будем стараться перекинуть мостик между этими двумя крайностями и займемся поисками принципов организации, которые помогли бы понять, как взаимодействие нейронов слагается в сложные картины поведения. Многие психологи и биохимики также строят модели, а самые хорошие работы по кибернетике стоят на прочном фундаменте экспериментальных данных. Но большинство психологов и большинство биохимиков не умеют строить модели, и когда такой психолог говорит о функциях мозга, а такой биохимик - об организации памяти, их "объяснения" остаются весьма туманными и неопределенными, что не способствует ни детальному их пониманию, ни точной оценке.

Бесполезно строить теории, если нет опытных данных, которые вводили бы рассуждения в определенное русло и контролировали их. Но в свою очередь опытные данные могут оказаться бессмысленной кучей хлама, если нет концепций и гипотез, которые направляли бы и ограничивали экспериментальные исследования. Необходимо доводить наши теории до достаточной логической глубины, чтобы они были достойны всей истории развития живых организмов, но при этом мы не должны терять возможности проверять действенность наших теорий. В связи с этим мы часто будем пользоваться следующей стратегией. Мы будем строить наши теории в виде некоего автомата (который можно выполнить "в металле", моделировать на вычислительной машине или просто исследовать на бумаге как математическую абстракцию) и будем пытаться показать, что допущения, принятые относительно элементов такого автомата и их взаимосвязи, хорошо согласуются с нашими данными, полученными на биохимическом или нейрофизиологическом уровне, а их поведение достаточно хорошо соответствует данным психологии и этологии. Таким образом, мы будем стараться придерживаться следующего принципа: "Если я понимаю, как происходит тот или иной процесс, я могу "построить" автомат, имитирующий этот процесс". В этой книге мы приведем несколько примеров, для которых удалось получить такое строгое объяснение. Однако, если мы хотим преодолеть тормозящую нас уверенность в том, что одна только психология или одна только биохимия в состоянии привести нас к подлинному пониманию человеческого поведения, число таких примеров нужно сильно увеличить.

В разд. 1.1 мы познакомимся с двумя метафорами, которые организуют ход наших рассуждений. Одна из них - "человек - это машина" - выражает наше кредо. Из него вытекают два подхода, которые мы станем называть теорией мозга и теорией искусственного интеллекта в зависимости от того, будем ли мы настаивать на том, что элементы наших моделей имеют свои прототипы в элементах или областях мозга. Другая метафора - "человек - это животное" - напомнит нам, какое богатство теоретических построений и эмпирических данных предоставили нам эволюционные и сравнительные исследования. В разд. 1.2 мы постараемся выяснить, что означает понимание функционирования мозга; это позволит нам увидеть перспективы нашей теории и очертить широкий круг вопросов, на которые она должна помочь ответить.