К счастью для вас, мозг не полностью изолирован от внешнего мира. Он вооружен множеством инструментов и приспособлений, которые помогают ему чувствовать и измерять сигналы окружающей среды. Глаза, например, ловят электромагнитные волны, которые мы называем светом. А есть еще уши, кожа. Слизистые оболочки, выстилающие язык и внутреннюю поверхность носа, отвечают за вкус и обоняние. Все эти сложные органы измеряют вибрации воздуха, давление на тело, силу тяготения, химические градиенты, рассеянные вокруг и внутри нас.
Результаты всех этих измерений отсылаются в лабораторию к ученому, живущему внутри черепа. Тот всегда готов начать процесс интерпретации и анализа, который мы называем восприятием.
Ваш мозг изучает физическую реальность, но неспособен сделать последний шаг: он имеет доступ не к ней самой, а лишь к результатам измерений. А проблема в изучении мира через измерения состоит в том, что последние порой неоднозначны.
Тень на органах чувств
Возьмем для примера зрение. Представьте, что вы смотрите на что-то знакомое, например, лицо лучшего друга. При этом вы составляете картинку его внешности с помощью света, отражающегося от поверхности лица: вы видите форму челюсти, надбровные дуги, возможно, морщинки на лице. Свет, отражающийся от лица, — единственная входящая информация, которую получают глаза, «сырые данные», которые органы чувств собирают, чтобы нарисовать для вас картинку.
Но даже в этом невинном примере таится острая проблема. Лицо вашего друга — трехмерный объект, но поверхность сетчатки вашего глаза — той его части, которая ловит входящий свет, — двумерная. Плоская. Когда с радостью смотрите на вашего друга, вы видите не его, а двумерную тень, отбрасываемую его лицом на поверхность ваших глаз. А эти тени неоднозначны на фундаментальном уровне.
Вспомните детскую игру в «театр теней»: вы особым образом складываете пальцы перед источником света, чтобы получилось изображение завывающего волка или порхающей птицы на стене. Когда теневая фигурка хороша, действует принцип обманчивого сходства. Мастер может изобразить дикое животное, крадущееся по стене, хотя на самом деле эту тень отбрасывают хитро согнутые и расставленные пальцы.
Такое же обманчивое сходство действует и на ваш разум. Вы можете вообще никогда не увидеть истинного источника сигналов, которые получаете, — например, пальцы возле абажура лампы. Вы будете видеть только тени. И мозг при этом вынужден строить догадки о том, каков их источник.
Проблема с восприятием теней состоит в том, что упрощенное изображение, которое доходит до глаза, не позволяет четко отследить его источник. Зрение — это, как сказали бы инженеры, «некорректно поставленная обратная задача». Существует бесконечное множество физических объектов, которые могут отбрасывать такие же тени на наши органы чувств. Сопоставление «много к одному» означает, что по одной только тени мы не в состоянии понять, как на самом деле выглядит предмет.
Например, если бы лицо вашего друга удвоилось в размерах, но он встал вдвое дальше от вас, на вашей сетчатке отпечаталось бы ровно такое же изображение, как от его нормального лица. Так же было бы, если бы его голова уменьшилась, но он подошел поближе, или для любого другого сочетания расстояний, размеров и углов, которое придет вам в голову.
Но хотя, строго говоря, тень лица вашего друга, падающая на сетчатку глаза, неоднозначна, нашему мозгу все равно удается решить эту обратную задачу. Если вы сидите с ним в кафе и смотрите на него, у вас не возникает ощущения, что его голова быстро меняет форму и размеры, пока ваш мозг рассматривает различные интерпретации неоднозначного изображения. Когда вы смотрите на друга, то каждый раз видите одно и то же лицо, а не одну из бесконечного набора искаженных возможностей, которые могли бы отбросить ту же тень на органы чувств. Как же мозг выбирает правильную интерпретацию из бесконечного множества? Как он осмысливает результаты сделанных измерений?
Смотрите как ученый
Ученые — и люди, думающие о науке, — давно знают, что сырые данные измерений порой невозможно интерпретировать. Чтобы распознать среди шума сигнал, нужно сначала научиться понимать, что измерения обозначают.
Томас Кун утверждал: ученые способны осмыслить данные своих измерений только потому, что им была привита парадигма, объясняющая их значение. Научиться понимать взаимоотношения сигналов с их источниками — ключевой шаг к обретению «научного зрения». Сам Кун писал, что, глядя на контурную карту, студент видит линии на бумаге, а картограф — изображение рельефа местности. Изучая фотографию пузырьковой камеры, студент замечает беспорядочные ломаные линии, а физик — запись знакомых субъядерных событий. Лишь после ряда преобразований сигналов в мозге студент превращается в обитателя научного мира, начинает видеть то же, что и ученый, и реагировать так же, как он [7].
Ваш мозг работает с беспорядочными ломаными линиями собственных измерений точно так же. Он может увидеть источники сенсорных теней, сформировав собственную парадигму и выдвинув свои теории устройства мира.
Бессознательные выводы
Идея, что восприятие работает именно так, была выдвинута минимум в XIX веке, и ее часто приписывают немецкому эрудиту Герману фон Гельмгольцу. Он был настоящим «человеком эпохи Возрождения», рядом с которым современные ученые могут почувствовать себя слегка неполноценными. Он внес значительный вклад в теорию электромагнетизма, гидродинамики и тепловой смерти Вселенной. Кроме того, он написал трактат «Физиологическая оптика», который до сих пор оказывает большое влияние на ученых, исследующих процессы восприятия в мозге [8].
Гельмгольц понимал, что результаты измерений внешнего мира, которые мы получаем от органов чувств, безнадежно испорчены и неоднозначны. О глазе он писал: «Если бы оптик захотел продать мне инструмент, обладающий всеми описанными дефектами, то я считаю, что имел бы полное право отругать его за безответственность последними словами» [9].
Он считал, что у нашего мозга есть «противоядие» от всех этих дефектов. Его ученый назвал бессознательными выводами. Идея состояла в следующем: зрительная система преодолевает неоднозначность необработанного, «низового» визуального изображения, добавляя определенные «верховые» познания, негласные допущения, что объекты в окружающем мире с наибольшей вероятностью расположены именно так. Эти наборы допущений превращаются в своеобразную бессознательную теорию работы визуального мира, которой придерживается мозг и которая позволяет зрительной системе делать обоснованные предположения о том, что происходит вокруг.
Согласно этой теории, вы, глядя на друга, не видите, что его голова вдруг стала вдвое больше или вдвое меньше, потому что ваша зрительная система уже заранее имеет определенное представление, как он выглядит. И эти гипотезы — закопанные глубоко в вашем разуме, ниже сознательного понимания, — определяют, как ваши системы восприятия интерпретируют неоднозначные сенсорные данные, полученные органами чувств.
Идеи Гельмгольца снова обрели популярность в 1970-х, особенно благодаря работам британского психолога Ричарда Грегори. Он провел явную аналогию между тем, как ученые выдвигают