Инстинкт и интеллект

Сложные нейронные схемы сформировались у многих животных, однако распространенный образ того, как животные восходят по некоей лестнице интеллекта, совершенно ошибочен. Общепринятым является мнение, что у низших животных есть некоторое количество врожденных рефлексов, в то время как у высших рефлексы могут связываться с новыми стимулами (как в экспериментах Павлова), а реакции – с поощрением (как в опытах Скиннера). С этой точки зрения, способность к ассоциациям улучшается от низших к высшим организмам и в конечном итоге освобождается от телесных мотиваций и физических стимулов и реакций и трансформируется в способность непосредственно ассоциировать идеи друг с другом, достигающую своей кульминации в человеке. Тем не менее на самом деле реализация интеллекта у реальных животных ничего общего с этим представлением не имеет.

Живущие в Тунисе пустынные муравьи выходят из своего гнезда, проходят некоторое расстояние, а затем возвращаются по раскаленном песку в поисках тела насекомого, погибшего от жары. Найдя мертвое насекомое, муравей откусывает кусочек и возвращается коротким путем к гнезду – отверстию диаметром в один миллиметр, находящемуся метрах в пятидесяти от него. Как ему удается найти обратный путь? Он ведь не чувствует расположение гнезда, как радиомаяк; для навигации он использует информацию, собранную во время путешествия за добычей. Если поднять муравья с земли, как только он выйдет из гнезда, и положить его на некотором расстоянии, муравей будет блуждать беспорядочными кругами. Если кто-нибудь сдвинет муравья с места после того, как он нашел пищу, он побежит по линии, проходящей примерно в двух-трех градусах от гнезда по отношению к месту похищения, немного промахнется мимо гнезда, быстро развернется на 180° и начнет искать несуществующее гнездо. Это доказывает, что муравей каким-то образом измерил и сохранил расстояние до гнезда и направление, в котором оно расположено; такая форма навигации известна как интегрирование по траектории, или навигационное счисление пути.

Данный пример переработки информации у животных, обнаруженный биологом Рудигером Венером, – одно из многочисленных доказательств, которые использовал психолог Рэнди Галлистел, чтобы заставить людей перестать думать об обучении как о формировании ассоциативных связей. Он так объясняет этот принцип:

Интегрирование по траектории – это интегрирование вектора скорости с учетом времени для получения вектора положения, либо тот или иной дискретный эквивалент данного вычисления. Дискретным эквивалентом в традиционной морской навигации будет регистрация направления и скорости движения с определенным интервалом, умножение каждой зарегистрированной скорости на интервал, истекший со времени последней записи, с целью получения поинтервального перемещения (например, если корабль идет в северо-восточном направлении со скоростью 5 узлов в течение получаса, он окажется в 2,5 морских милях к северо-востоку от того места, где он находился) и сложение последующих показателей перемещения (изменения положения) с целью получения чистого изменения положения. Текущие значения суммы по широте и долготе и представляют собой счисление положения корабля[195].

Слушатели не верят своим ушам. Как могут все эти вычисления уместиться в голове крохотной козявки вроде муравья? Вообще-то, если смотреть с точки зрения вычисления, это достаточно просто; устройство, способное на такое, можно собрать из деталей, которые есть в любом магазине электроники, и обойдется это всего в несколько долларов. И все же интуитивные представления о строении нервной системы так обеднил ассоциационизм, что любого психолога, который попытался бы сказать, что подобный механизм содержится в человеческом мозге – не говоря уже о мозге муравья, – обвинили бы в досужих домыслах. Способен ли муравей действительно определять расстояние и даже производить арифметические вычисления? Не явно, конечно, но ведь и мы не делаем этого явно, когда используем свою способность навигационного счисления пути – наше «умение ориентироваться». Навигационное счисление пути осуществляется бессознательно, и его результат фигурирует в нашем сознании – ив сознании муравья, если у него оно вообще есть, – как неопределенное чувство, что до дома еще вроде бы далековато.

Другие животные выполняют даже более сложные последовательности операций из области арифметики, логики, хранения и поиска данных. Многие перелетные птицы пролетают ночью тысячи миль, определяя направление полета по созвездиям. Когда я был бойскаутом, меня учили находить Полярную звезду: найти кончик ручки Малого Ковша или отсчитать от переднего края Большого Ковша семь раз его глубину. Птицы не рождаются с этим знанием – не потому, что оно просто не может быть врожденным, а потому, что если бы оно было врожденным, оно бы очень скоро атрофировалось. Ось вращения Земли – а следовательно, и ее полюс мира (точка на небесной сфере, соответствующая северу) – совершает колебательные движения с циклом в 27 000 лет; это явление называется предварением равноденствий. С точки зрения эволюции это короткий цикл, и птицы отреагировали на него формированием особого алгоритма, позволяющего им обучиться тому, где на ночном небе находится полюс мира. Обучение происходит, пока они еще в гнезде и не могут летать. Птенцы часами смотрят на ночное небо, наблюдая за медленным вращением созвездий. Они находят точку, вокруг которой, как нам кажется, движутся звезды, и запоминают ее положение относительно нескольких соседних созвездий, получая туже самую информацию, которую я получил из учебника бойскаутов. Через несколько месяцев они уже могут использовать любое из этих созвездий, чтобы выдерживать постоянный курс полета – например, лететь на юг, оставляя за спиной Северный полюс, а следующей весной возвращаться на север, следуя к полюсу мира.

Пчелы исполняют танец, который показывает их собратьям по улью, в каком направлении относительно Солнца и на каком расстоянии расположен источник пищи. Но и этого мало: в процессе эволюции у них сформировался целый ряд систем калибровки и поддержки, которые позволяют им справиться с техническими проблемами ориентирования по Солнцу. Танцующая пчела с помощью биологических часов компенсирует движение Солнца за период, прошедший с того времени, как она обнаружила источник пищи, до того момента, когда она передает информацию. Если на улице облачно, другие пчелы оценивают направление по поляризации света в небе. Все эти удивительные умения – всего лишь верхушка айсберга изобретательности пчел, которую в подробностях описывают Карл фон Фриш, Джеймс Гулд и другие. Один мой коллега-психолог считал, что пчелы с точки зрения педагогики представляют собой отличную возможность донести идею о сложности нейронных вычислений до наших студентов. Он посвятил первую неделю своего вводного курса когнитивистики некоторым из этих оригинальных экспериментов. На следующий год лекции об этом захватили и следующую неделю, а затем и третью, и так далее, пока студенты не начали жаловаться, что его курс теперь называется «Введение в когнитивные способности пчел».

Можно привести десятки подобных примеров. Многие виды вычисляют, как долго они могут кормиться на каждом участке, чтобы оптимизировать коэффициент возврата калорий относительно энергии, затраченной на добычу корма. Некоторые птицы научаются выполнять функцию эфемериды: они знают траекторию Солнца над горизонтом в течение дня и года, что необходимо для ориентирования по Солнцу. Сипуха способна спикировать прямо на зашуршавшую внизу мышь в кромешной темноте, проанализировав задержку в доли миллисекунды между временем поступления сигнала в левое и правое ухо. Животные, делающие тайники, помещают орехи и семена в самые непредсказуемые места, чтобы их не разворовали, однако даже месяцы спустя помнят все свои тайники. В предыдущей главе я упоминал, что североамериканская ореховка запоминает десять тысяч тайников. Оказывается, даже павловское и оперантное обусловливание – хрестоматийные примеры научения путем формирования ассоциаций – на самом деле не просто некое «слипание» совпадающих стимулов и реакций в мозге, а сложные алгоритмы многопараметрического анализа нестационарных временных рядов (прогнозирование того, когда произойдут события, исходя из их распространенности в прошлом)[196].

Мораль всего этого шоу с участием животных – в том, что мозг животных столь же специализирован и хорошо сконструирован, как и их тело. Мозг – это точный инструмент, который позволяет его обладателю использовать информацию для решения проблем, с которыми он встречается при своей жизни. Поскольку у каждого организма свой образ жизни и поскольку они связаны друг с другом, как ветви одного раскидистого дерева, а не как звенья цепи, виды животных нельзя ранжировать по коэффициенту интеллекта или по тому, в какой степени (в процентном соотношении) они догнали человека по уровню интеллекта. Какими бы особыми характеристиками ни отличалось человеческое мышление, оно не может представлять собой более совершенный или более гибкий животный интеллект, потому что не существует такой вещи, как интеллект, общий для всех животных. Каждое животное выработало механизмы обработки информации, чтобы решать собственные проблемы, а мы выработали механизмы для решения наших проблем. Сложнейшие алгоритмы, присутствующие даже в мельчайших кусочках нервной ткани, как и проблемы, связанные с разработкой роботов, ограниченные последствия травмы мозга и сходства между воспитанными порознь близнецами – все это указывает на то, насколько сложные механизмы таит в себе человеческий разум.

* * *

Мозг всех млекопитающих, как и тело всех млекопитающих, устроен по одному и тому же общему плану. Одинаковые типы клеток, химические вещества, части органов, промежуточные станции, пути метаболизма имеются у самых разных представителей класса, а самые крупные и заметные изменения бывают связаны с тем, что некоторые части различаются по размеру. Под микроскопом, тем не менее, сразу становятся видны все различия. Так, широко варьируется количество кортикальных зон: от двадцати (или меньше) у крыс до пятидесяти (и более) у людей. Приматов отличает от других млекопитающих количество зрительных зон, связи между ними, их соединение с участками лобных долей, ответственных за двигательную активность и принятие решений. Если у того или иного вида есть какой-то особенный талант, то это отражается в макроскопической анатомии мозга, своеобразие которой иногда может быть видимо невооруженным глазом. Тот факт, что большую часть мозга обезьян (около половины его площади) занимают зрительные зоны, отражает – а точнее говоря, делает возможной – их способность к восприятию глубины, цвета, движения и зрительно-опосредованному хватанию. Летучие мыши, использующие эхолокацию, имеют дополнительные зоны мозга, отвечающие за ультразвуковой слух, а пустынные мыши, прячущие семена в тайники, рождаются с более крупным гиппокампом (в котором формируется когнитивная карта), чем у близкородственных видов, которые не прячут еду в тайники[197].

Человеческий мозг тоже может поведать нам историю о своей эволюции. Даже беглое сравнение показывает, что мозг приматов, по-видимому, пришлось значительно реконструировать, чтобы получился человеческий мозг. Наш мозг примерно в три раза больше, чем у средней обезьяны с подобным нашему размером тела. Это резкое увеличение достигается за счет того, что внутриутробный рост мозга переходит в постнатальный, в течение года после рождения. Если бы наше тело в течение этого периода росло пропорционально мозгу, мы все были бы три метра ростом и весили бы полтонны.

Основные доли и зоны мозга тоже подверглись реконструкции. Обонятельные луковицы, которые отвечают за наше восприятие запахов, уменьшились до одной третьей от среднего размера у приматов (по стандартам млекопитающих это вообще крошечный размер), основные кортикальные зоны, отвечающие за зрение и движение, тоже уменьшились в своих пропорциях. Первый пункт обработки информации в зрительной системе – первичная зрительная кора – занимает менее значительную долю от общего размера мозга, в то время как зоны последующей обработки комплексных форм расширились, как и височно-теменные области, которые направляют визуальную информацию в языковые и концептуальные зоны. Области, отвечающие за слух (особенно за понимание речи) увеличились, а переднелобные доли, предназначенные для намеренного обдумывания и планирования, стали вдвое больше, чем можно было ожидать от примата наших размеров. Мозг у обезьян слегка асимметричен, но вот человеческий мозг – особенно в областях, посвященных языку— настолько перекошен, что в лабораторной склянке полушария можно даже различить по форме. Кроме того, некоторые области мозга приматов получили новые функции. У зоны Брока, задействованной в речевых процессах, имеется гомолог (эволюционный эквивалент) у обезьян, но они явно не используют его для речи. Более того, они даже не используют эту зону, когда кричат, ревут или издают другие звуки.

Эти различия очень интересны, однако человеческий мозг мог бы радикально отличаться от мозга обезьяны даже в том случае, если бы внешне они были похожи, как две капли воды. Реальное различие заключается в паттернах связей между нейронами, как и различия в содержании между компьютерными программами, микропроцессорами, книгами или видеокассетами заключается не в форме, а в комбинаторном расположении мельчайших составляющих. Мы почти ничего не знаем о микроэлектронике функционирования человеческого мозга, потому что у нас не так уж много желающих пожертвовать свой мозг науке уже при жизни. Если бы мы могли как-то расшифровать код нейронных сетей людей и обезьян, мы бы наверняка обнаружили существенные различия[198].

* * *

Действительно ли чудесные алгоритмы деятельности животных – просто «инстинкты», которые мы, люди, либо утратили, либо «переросли»? Часто говорят, что у людей нет инстинктов помимо вегетативных функций; говорят, что мы обладаем гибкостью рассуждений и поведения, мы свободны от управляющих нашими действиями специальных механизмов. Двуногое животное без перьев уж конечно понимает астрономию лучше, чем двуногое животное с перьями! Бесспорно, но это не потому, что у нас меньше инстинктов, чем у других животных; это потому, что у нас их больше. Нашей хваленой гибкостью поведения мы обязаны огромному количеству инстинктов, образующих программы и конкурирующих друг с другом. Дарвин называл человеческий язык, воплощение гибкости поведения, «инстинктом приобретения искусства» (именно это вдохновило меня назвать свою книгу «Язык как инстинкт»), а его последователь Уильям Джеймс продолжил его мысль:

Почему же различные животные производят действия, которые кажутся нам столь странными и возникают, по-видимому, под влиянием столь несоответствующих стимулов? Почему, например, курица обрекает себя на скуку, принимаясь высиживать яйца, по-видимому, в крайне непривлекательном для нее гнезде? Неужели потому, что она обладает пророческим предвидением результатов высиживания? Мы можем дать на это ответ лишь ad hominem – сообразуясь с нашей собственной психикой. Почему мы предпочитаем обыкновенно ложиться на мягкие постели, а не на голый пол? Почему, находясь в комнате, мы из 100 раз 99 норовим быть лицом к середине комнаты, а не к стене? Почему мы предпочитаем порцию баранины с бутылкой шампанского куску твердого сухаря с грязной водой? Почему известная барышня так увлекает собой молодого человека, что для него все, относящееся к ней, становится дороже всего на свете? На это можно только сказать, что таковы человеческие влечения, и каждое существо имеет свои влечения и без всяких рассуждений руководствуется ими в своих поступках. Можно анализировать влечения с научной точки зрения и найти, что почти все они полезны для данного существа. Но мы следуем им, не имея в виду их полезности, но чувствуя, что это единственный присущий нам от природы образ действия. Из биллиона людей не найдется и одного, который, садясь за обед, принимался бы размышлять о пользе кушаний. Люди едят, потому что пища приятна на вкус и вызывает желание продолжать есть. Если вы кого-нибудь спросите, почему он ест то, что имеет такой именно вкус, а не иной, то он не отнесется к вам как к мудрецу, заслуживающему уважения, а осмеет вас как глупца[199][200].

Вероятно, так же воспринимает и любое животное те конкретные вещи, которые они склонны делать в присутствии конкретных объектов. Курице-несушке, вероятно, показалась бы чудовищной идея о том, что в мире есть существа, для которых гнездо, полное яиц, не кажется восхитительным и бесценным объектом, на котором можно сидеть, не сходя с места, целую вечность (каким оно представляется ей).

И все же реакции человека, описанные в приведенном отрывке, могут показаться вам вариациями животных инстинктов. А как же наше гибкое и рациональное мышление? Разве его можно объяснить как совокупность инстинктов? В предыдущей главе я показал, как наш точный интеллект можно разбить на мельчайшие агенты и сети обработки информации. На самых нижних уровнях каждый наш шаг оказывается таким же автоматическим и не поддающимся анализу, как и реакции самого примитивного животного. Вспомните, что сказала черепаха Ахиллу. Ни одно разумное создание не может все делать по правилам; это дорога к бесконечному регрессу. В какой-то момент думающий должен выполнять то или иное правило, потому что иначе нельзя: так устроен человек, это само собой разумеется, это единственное, что будет естественно и уместно, – одним словом, это инстинкт. Когда все идет хорошо, наши мыслительные инстинкты соединяются в сложные программы рационального анализа, но это не потому, что у нас есть некая связь со сферой истины и разума. Те же самые инстинкты могут соблазняться софистикой, спотыкаться о парадоксы вроде предложенного Зеноном привлекательного доказательства невозможности движения, или заставлять голову идти кругом, размышляя о тайнах вроде чувственного восприятия и свободной воли. Точно так же, как этологи раскрывают инстинкты животного путем хитроумных манипуляций с его образом жизни (например, помещая в улей механическую пчелу или выращивая цыпленка в планетарии), психологи могут раскрыть инстинкты человеческого мышления, выбирая хитрую формулировку проблемы, как мы увидим в главе 5.