Страница 26 из 72
В масштабах целой жизни святой Игнатий Лойола («Дайте мне на воспитание ребенка не старше 7 лет, и я покажу вам мужчину»), Фрейд и марксисты правы. Усвойте с малолетства определенные паттерны, и позднее на их основе возникнут новые паттерны. В сфере науки история нашего опыта и исследований в определенной области знаний задает свои собственные паттерны. Иногда это хорошо, иногда плохо. Александер Флеминг смог распознать значение пенициллина, по недосмотру занесенного в питательную среду, благодаря своему продолжительному опыту в области борьбы с бактериями. Мой собственный опыт работы в медицине сыграл большую роль в формировании интереса к самоорганизующимся системам. Если бы я изучал философию, логику, математику или кибернетику, то заразился бы привычкой манипулировать символами и стал бы апологетом настольной модели.
В иных случаях опыт может играть сдерживающую роль, поскольку мы оказываемся пленниками существующих концепций. Возможно, идеальным подходом было бы прочесть ровно столько литературы по интересующей нас теме, чтобы познакомиться с предметом в целом, а затем просто заниматься своей работой, черпая знания из опыта. Однако может возникнуть потребность в изучении всех эффективных методов и инструментов, используемых в данной области знания. Но даже это может таить свои опасности: если у вас есть молоток, тогда каждая проблема будет восприниматься вами как гвоздь.
Мы руководим авиалиниями, как привыкли руководить железной дорогой, просто перенося железнодорожные концепции на авиационные. С авиалиниями же определенные концепции (фиксированные маршруты, собственный парк воздушных судов) оказываются не только ненужными и неэффективными, но еще и дорогими.
Даже кратковременные системы паттернов зависят сугубо от последовательности. Рассмотрим следующее объявление по интеркому в полном пассажиров самолете, еще не оторвавшемся от земли: «Говорит командир экипажа. Боюсь, что у меня плохие новости. Вы все слышали о перегрузках на местных линиях воздушных сообщений. С сожалением должен сообщить о пятиминутной задержке нашего вылета». Это правдивая история. Итак, первая часть сообщения командира приводит пассажиров в состояние трепетного ожидания, что скоро может случиться нечто плохое, например серьезная техническая неполадка. Затем упоминание о перегрузках путей сообщения снимает страх, но подразумевает длительную задержку. Путешествие самолетом и без того достаточно стрессовое мероприятие, чтобы пилоты в довершение всего не умели делать объявления. Командиру следовало начать свое сообщение с того, что задержка займет не более пяти минут.
Хорошие новости всегда сообщайте в первую очередь.
Водосбор
Однажды я обедал на берегу реки Миссисипи, находясь примерно в ста километрах от канадской границы. Мы привыкли считать эту реку сугубо южной достопримечательностью, хотя на самом деле водосборной площадью Миссисипи является значительная часть США.
На западе Швейцарии есть интересный горный кряж. Если вы взберетесь наверх в дождливый день и плюнете на восток, ваш плевок постепенно доберется до устья Дуная вместе с бегущей дождевой водой. Но если вы плюнете на запад, ваш плевок доберется аж до устья Рейна в Голландии. Здесь важно отметить два момента: один — это четкая граница, разделяющая две огромные водосборные площади, а другой — размер этих площадей. Миссисипи, Дунай и Рейн обладают огромными водосборными площадями, и водосборная площадь есть предмет, о котором я хотел бы поговорить в этом разделе.
Представьте себе трубу диаметром 2,5 сантиметра, выходящую вертикально из земли. Вы пробуете попасть маленьким шарикоподшипником в отверстие трубы. Чтобы попасть, вам надо либо подойти очень близко, либо прицелиться весьма точно. Теперь возьмем большую воронку диаметром раструба 30,5 сантиметра и опустим ее в отверстие трубы. Задача весьма упростилась. Уже не надо целиться слишком старательно. Вместо отверстия диаметром 2,5 сантиметра имеется отверстие диаметром 30,5 сантиметра. Результат же при этом будет один и тот же.
Воронка — это система, которая позволяет получать один и тот же результат от множества различающихся входных данных. Теперь достанем воронку из трубы и подержим ее над подносом с песком. В каком бы месте ни попадал шарик в воронку, он будет оказываться в одном и том же месте в песке. Если же убрать воронку, случайно брошенный шарик будет приземляться в песок в различных точках.
Какое это имеет отношение к паттернам у нас в мозге? Самое прямое: имеют ли паттерны обширную водосборную площадь (как у воронки и реки) или малую (как у трубы без воронки наверху)?
Если положить большую коробку из-под кукурузных хлопьев на стол и начать ходить вокруг нее с фотокамерой, вы получите снимки, весьма отличные друг от друга. Как так выходит, что мозгу не представляет труда узнать во всех этих формах и фрагментах целого коробку из-под кукурузных хлопьев?
Многие годы исследователи в области искусственного интеллекта ломали бы головы над этим свойством мозга и зрения и разрабатывали бы очень сложные схемы, включающие операции сканирования и сравнения. В самоорганизующейся же паттерн-системе ответ очень прост. Паттерны, соответствующие коробке из-под хлопьев (и объекты, имеющие форму коробки, в целом), имеют очень широкую водосборную площадь — попадающее в нее оказывается «в плену» одного и того же паттерна. В этом нет ничего особенного или экзотического, все это — естественное поведение простой паттерн-системы, которую я описал выше. Иным образом такая система не могла бы работать.
На некоторое время оставим в покое конкурирующие паттерны и эффект различения по острию ножа и обратимся к водосборной площади произвольного паттерна. Если она обширна, тогда множество разных паттернов, имеющих отношение к нему или каким-то образом схожих с ним, рано или поздно окажутся воспринимаемыми в точности как рассматриваемый паттерн. С точки зрения практического выживания это очень полезный момент. Вместо того чтобы изучать множество различных паттернов, мы сможем обойтись сравнительно небольшим числом обширных паттернов. Большинство вещей окажутся в пределах водосборной площади того или иного паттерна. Вспомните об упрощенных паттернах грудного ребенка и о том, как большинство вещей легко умещаются в эти простые, но обширные паттерны.
Как же это происходит? Нарисуйте на листе бумаги несколько небольших окружностей. Каждая из них представляет конкретное состояние активности в мозге. Каждое состояние (при прочих равных условиях — позднее мы увидим, как условия могут различаться) постепенно потеряет активность вследствие утомления, и на смену ему активизируется новое состояние. Сообразно этому соединим первую взятую нами окружность с какой-нибудь другой посредством прямой линии и пометим линию двумя параллельными короткими штрихами, которые будут означать, что это предпочтительный маршрут перехода от состояния к состоянию. Однако если рассматриваемое второе состояние, в свою очередь, только что уже было активным, оно может быть слишком усталым, чтобы отреагировать на возбуждение, посему нам нужен альтернативный переход от состояния к состоянию. Соединим первую окружность с любой третьей окружностью и пометим соединительную линию одним штрихом. Теперь соединим все окружности случайным образом. Необходимо лишь следить за тем, чтобы к каждой окружности подходило по крайней мере две линии: одна должна быть помечена двумя штрихами (первый маршрут перемены состояний), а другая — одним (второй маршрут). Начинать можно с любой окружности. Переход от одной окружности к другой следует осуществлять по первому маршруту, однако если к текущей окружности вы также подходили по первому маршруту, тогда следует избрать второй маршрут.
Как бы мы ни соединяли окружности, наше путешествие от окружности к окружности всегда рано или поздно закончится циклом, или петлей (иногда двумя). Иными словами, все состояния в рассматриваемой системе переходят в стабильное (циклическое) состояние. В этом нет ничего удивительного. Это естественное поведение самоорганизующихся систем в деле перехода от нестабильных состояний к стабильным. Результатом становится стабилизация большого многообразия входных сигналов в качестве одного и того же паттерна. Это и называется широкой водосборной площадью.