12. Зрительное восприятие и знание

Органы чувств возбуждаются специфическими формами энергии, организованной в определенные структуры, но, если речь идет о зрении, мы редко видим структуры, мы видим предметы. Структура — это бессмысленный набор признаков, предметы же имеют множество характеристик, которые выходят за пределы сенсорно воспринимаемых признаков. Они имеют прошлое и будущее, они меняются и воздействуют друг на друга, они имеют скрытые аспекты, проявляющиеся только в особых условиях.

Кирпич и кусок взрывчатки могут выглядеть и восприниматься на ощупь как очень похожие, однако они будут «вести себя» совсем по-разному. Мы обычно определяем предметы не по их виду, а скорее по назначению или по их основным свойствам. Стол может иметь различную форму, но это предмет, на который можно положить другие предметы; он может быть квадратным или круглым или иметь неправильную форму, но при этом оставаться столом. Для того чтобы восприятие соответствовало предмету, то есть было «истинным», надо, чтобы оправдались наши ожидания. Если мы решили, что положили книгу на стол, а этот стол внезапно исчез бы или превратился в слона, мы сказали бы прежде всего, что это был не стол, а также что это не восприятие, а, возможно, сон или галлюцинация. Значение постоянных, закономерных зависимостей в восприятии исследовалось профессором Мишоттом из Лувена, который посвятил много лет изучению восприятия причинных связей.

Мишотт исследовал те скорости перемещения объектов и те временные задержки, которые необходимы для того, чтобы «увидеть» причинную зависимость между ними. Он использовал движущиеся цветовые пятна, которые создавались, как правило, с помощью аппарата, показанного на рис. 12, 1. Опыт состоял в том, что одно окрашенное пятно двигалось по направлению к другому до соприкосновения с ним, затем, обычно после небольшой за данной задержки, начинало двигаться второе пятно. При некоторых комбинациях скоростей и отсрочек у наблюдателя возникает непреодолимое впечатление, что первое пятно ударилось о второе и толкнуло его, как будто это биллиардные шары. Фактически тот же самый эффект возникает в мультипликационных фильмах, где нарисованные фигуры могут быть абстрактными, но последовательность кадров создает впечатление причинных взаимоотношений реальных вещей.

Рис. 12, 1. Аппарат Мишотта для исследования восприятия причинности. На вращающемся диске нанесены линии. Небольшой отрезок каждой линии виден через фиксированную прорезь экрана. Видимые отрезки движутся в прорези по траектории, которая зависит от формы линий, нанесенных на диск. (Таким образом, совпадающие по осям крути будут казаться неподвижными, любая другая форма линий будет двигаться.) Мишотт обнаружил, что, когда одна мишень двигается и соприкасается с другой, которая в свою очередь начинает двигаться, кажется, что это движение вызвано толчком первой мишени.

Мишотт склонен думать, что восприятие причинности является врожденным, и эта точка зрения, по-видимому, основана на том, что различные наблюдатели дают сходные словесные отчеты о своих зрительных впечатлениях. Строить аргументацию на подобных словесных отчетах явно затруднительно, что безусловно признал бы в первую очередь и сам Мишотт. Если мы имеем дело с одинакового рода объектами, мы вправе ожидать, что сходные скорости и задержки во времени будут отражаться на перцептивной оценке причинности, однако подобное совпадение вряд ли является указанием на то, что восприятие причинности дано нам от рождения, а не возникает в результате обучения. Исследования наблюдателей, которые долгое время имели дело с необычными по виду объектами, свидетельствуют о важности фактора обучения.

Хотя восприятия, получаемые посредством зрения, осязания и обоняния, существенно отличаются друг от друга, мы не сомневаемся в том, что во всех этих случаях мы имеем дело лишь с различными образами одного и того же мира предметов. И наши знания об этом мире, конечно, не ограничиваются лишь нашим сенсорным опытом: мы знаем о магнитных свойствах предметов, хотя не можем их воспринять непосредственно, — мы знаем об атомах, хотя они невидимы.

По-видимому, сетчатка лягушки способна сигнализировать лишь о нескольких признаках объекта, главным образом о его движении и наличии в нем углов. Она быстро реагирует на определенный тип объектов, важных для ее существования, — в частности на мух, однако, несомненно, ее зрительный мир должен быть значительно беднее, чем наш. Ограничен ли наш зрительный мир возможностями нашего глаза и мозга?

Существуют рыбы, которые могут воспринимать слабые электрические поля и определять местонахождение предметов, которые искажают поля, созданные ими самими. Эти рыбы имеют органы чувств, совершенно отличные от наших, и тем не менее мы знаем значительно больше об электрических полях, чем они, и научились создавать инструменты, которые определяют местоположение объектов тем же самым способом, но более успешно. Наш мозг значительно превосходит возможности наших сенсорных аппаратов. Так, исходя из весьма скудных сенсорных данных, мы многое узнали о звездах и их строении, пользуясь методом дедукции и строя предположения и гипотезы на основании незначительного числа фактов. Наши глаза являются универсальным инструментом, снабжающим мозг относительно необработанной информацией, в то время как глаза животных, обладающих более простым по организации мозгом, более сложны, поскольку они отфильтровывают информацию, не имеющую существенного биологического значения или не пригодную для их простого мозга. Именно эта способность делать новые выводы, основываясь на сенсорных данных, и позволяет нам совершать открытия и видеть значительно больше, чем другие животные. Благодаря большому мозгу у млекопитающих и особенно человека прошлый опыт и предвидение будущего расширяют сенсорную информацию, так что мы не только воспринимаем мир, исходя из сенсорной информации, доступной нам в данный момент, но и используем эту информацию, чтобы проверять гипотезы относительно того, что находится перед нами. Восприятие становится основой для формулирования и проверки гипотез. Особенно ясно этот процесс проверки гипотез проявляется при рассматривании многозначных рисунков, как, например, куба Неккера (рис. 1, 4). В данном случае сенсорная информация постоянна (изображение может быть даже стабилизировано на сетчатке), и тем не менее восприятие время от времени изменяется, когда подвергается испытанию каждая из возможных гипотез. Каждая из этих гипотез принимается мозгом, но ни одна из них не становится окончательной, так как лучшей среди них нет.

Рис. 12, 2. «Невозможные фигуры». Хотя их можно нарисовать, реально они не существуют и их нельзя воспринять как изображения отдельных объектов. Причина этого состоит в том, что перцептивная система должна создать мир в трех измерениях на основании информации, являющейся, по существу, двумерной. Здесь глазам дана несовместимая информация в трех измерениях, и поэтому нет единственного решения.

Непрерывный поиск наилучшей интерпретации фактов указывает на то, что расширение возможностей наших органов чувств путем включения других знаний носит всеобщий характер; однако многозначные рисунки ставят эту систему в особо неблагоприятные условия, потому что эти рисунки не дают ответа на вопрос, на какой же из гипотез следует остановиться, так как лучший выбор сделать нельзя. Большим преимуществом такого рода активной системы является то, что она часто может функционировать при отсутствии надежной информации, как хороший офицер в ситуации боя. Однако иногда это приводит к неправильному решению. Ведь можно нарисовать нечто, что будет несомненно изображать предметы, но тем не менее не будет соответствовать реальным вещам. Несколько таких фигур было предложено Пенроузом, две из них показаны на рис. 12, 2. На первый взгляд они кажутся правильными, однако такого рода предметы невозможны, глаз блуждает по ним, пытаясь понять, что же это такое, но не находит ответа, так как такие предметы не существуют.

Чрезвычайное эмоциональное напряжение может вывести эту систему из строя, подобно тому как при стрессе может нарушаться интеллектуальная оценка событий, и тогда возникает состояние ужаса и нереальности происходящего, что лучше всего выражено в монологе Макбета:

Что в воздухе я вижу пред собой?

Кинжал! Схвачу его за рукоять.

А, ты не дался! Но тебя я вижу!

Иль ты, зловещий призрак, только взору,

А не руке доступен? Или ты

Лишь детище горячечного мозга,

Кинжал, измышленный воображеньем?

Но нет, я вижу, чувствую тебя,

Как тот, что мною обнажен.

Меня ведешь ты тою же дорогой,

Какой я шел и сам с оружьем тем же.

Тупей ли зренье у меня иль лучше

Всех чувств, не знаю. Но тебя я вижу!

Вон капли крови на твоем клинке.

Там не было их раньше… Нет, я брежу,

И наяву мой замысел кровавый

Моим глазам мерещится…[3]

Почему перцептивная система должна быть столь активной в поисках альтернативного решения, как мы это видим в многозначных ситуациях? Отказываясь постоянно придерживаться только одного из многих возможных решений, эта система, по-видимому, более активна и более разумна, чем мозг в целом, если судить по живучести убеждений и верований, подчас нерациональных. Перцептивная система была биологически важной гораздо дольше, чем рассудочная интеллектуальная система*. Области коры больших полушарий, имеющие отношение к мышлению, сравнительно молоды. В своих заключениях, они более самостоятельны, чем древняя стриальная кора, связанная со зрением.

Перцептивная система не всегда соглашается с решением рассуждающих интеллектуальных отделов коры. Для этих отделов Луна находится от Земли на расстоянии порядка четырехсот тысяч километров, но для зрительных отделов мозга оно порядка нескольких сот метров. Несмотря на то что правильным является расстояние, которое нам подсказывает рассудок, зрительная область мозга ничего не знает об этом, и мы продолжаем видеть Луну так близко, как будто до нее можно достать рукой.

Зрительные отделы мозга имеют свою собственную логику, свои предпочтения, которые не принимаются высшими отделами коры. Некоторые предметы воспринимаются нами как красивые, другие — как безобразные, по мы не знаем, почему это так, несмотря на все теории, которые выдвигались на этот счет. Ответ кроется где-то далеко в истории зрительных отделов мозга, и он потерян для новых механизмов, которые создают интеллектуальную картину мира.

Мы рассматриваем восприятие как активный процесс, использующий информацию для того, чтобы выдвигать и проверять гипотезы. Безусловно, он включает в себя обучение, и каков бы ни был окончательный ответ о значении перцептивного обучения в развитии восприятия ребенка, по-видимому, ясно, что знание особенностей предмета, воспринимаемых не зрительно, а посредством других органов чувств, влияет на наше восприятие предметов. Это справедливо и в отношении нашего восприятия человеческого лица: друга или любимого человека мы воспринимаем совершенно иначе, чем других людей; улыбка — это не просто определенная мимика, но и приглашение оценить шутку. Слепой С. Б. (глава 11) никогда не учился интерпретировать выражение лица; оно ничего не значило для него, хотя по звуку голоса он легко мог узнавать о настроении человека. Охотники могут узнавать птиц с невероятных расстояний по полету; они научились использовать небольшие различия для определения объектов, которые для других людей выглядят одинаковыми. То же самое наблюдается у врачей, рассматривающих рентгенограммы или микроскопические препараты, чтобы найти признаки патологии. Нет сомнений в том, что и в этом случае имеет место перцептивное обучение, однако, несмотря на все доказательства, мы до сих пор не знаем точно, как далеко распространяется влияние обучения на восприятие.

Нетрудно представить себе, почему в зрительной системе развивается способность использовать внезрительную информацию и выходить за пределы непосредственных показаний наших органов чувств. При построении и проверке гипотез мы руководствуемся не только тем, что дают нам наши органы чувств, но и тем, что вообще может произойти, и в этом-то и заключается суть дела. Мозг в значительной степени представляет собой вычислитель вероятности, и наши действия основаны на вероятностном анализе данной ситуации. Человеческий мозг весьма успешно использует довольно ограниченную сенсорную информацию, подобно тому как астрономы узнают расстояния и структуру звезд путем умозаключений. В самом деле, научные представления создаются в результате совместной работы разных органов чувств.

Если бы мозг не был способен заполнять пробелы и делать выводы на основании скудных данных, при отсутствии сенсорной информации прекратилась бы всякая активность. В действительности же мы можем медленно продвигаться и осторожно действовать в темноте или в незнакомой обстановке, мы продолжаем жизнь, и мы не беспомощны. Конечно, вероятность ошибок в такой обстановке возрастает (и галлюцинаций или иллюзий — тоже), но это небольшая плата за полученную свободу от непосредственных стимулов, детерминирующих поведение; иной тип поведения свойствен, например, насекомым, которые совершенно беспомощны в незнакомых условиях. Лягушка умрет от голода, окруженная мертвыми мухами.

Большинство механизмов управляется той энергией, которая поступает к ним на вход. Автомобиль, у которого неисправно рулевое управление, акселератор и тормоза, опасен. Мы конструируем большинство механизмов как запрограммированные устройства, которые действуют в соответствии с заложенными в них программами, и только тогда они полезны и надежны. Однако, когда мы создаем машины, которые должны выносить решения самостоятельно, дело обстоит иначе. Автопилот получает разного рода информацию, и он может выбирать курс в соответствии с целым рядом критериев. Можно сделать машины, которые будут играть в шахматы и выигрывать партии у своего конструктора. Короче говоря, в тех случаях, когда машины должны быть способны самостоятельно решать проблемы, не всегда нужно делать их «поведение» предсказуемым или точно управляемым посредством входной энергии.

Можно ли сделать машину, которая бы «видела» предметы? Уже создана машина, отвечающая на буквы алфавита или другие очертания, и это не слишком трудно. Гораздо интереснее то, что некоторые из таких машин могут правильно узнавать буквы или другие очертания, даже если они предъявляются им в необычном положении или если некоторые их детали отсутствуют. Можно даже сделать машины, которые будут различать формы путем выделения их отдельных признаков.

Конструирование перцептронов еще только начинается, они еще несовершенны и очень дороги. Возможно, что тщательное изучение глаз и мозга может подсказать более эффективные пути конструирования подобных машин, а это было бы очень ценно. В механизированных конторах и банках уже применяются машины, распознающие шрифты, но, как правило, в лих используются специальные шрифты, чтобы обеспечить процесс узнавания и сделать его более надежным. Возможно, что со временем машины смогут «воспринимать» необычные объекты и передавать нам информацию о них. Это было бы очень важно для исследования других миров.

Трудность создания машин, которые могли бы «воспринимать» объекты так, как мы, заключается в том, что для формулирования и проверки гипотез они должны быть снабжены большим количеством знаний о мире объектов и особенностях их «поведения». Недостаточно сделать «глаз» и электронный «мозг», этот «мозг» должен хранить большое количество информации, с тем чтобы он мог воспринимать поступающую к нему сенсорную информацию и отбирать наиболее существенную. Процесс такого отбора хорошо известен ученому. Сделать новое наблюдение чрезвычайно трудно, но когда оно уже сделано, оно становится очевидным, и каждый тогда может увидеть его без труда. Сконструировать машину, способную «воспринимать» новые объекты и сообщать о них точные сведения с использованием заложенной в нее информации, — трудная, но выполнимая задача, она может быть успешно решена благодаря достижениям вычислительной техники.

И последний вопрос: что произойдет с перцептивной системой человека в незнакомой ситуации? Этот вопрос имеет отношение к дедукции в науке, где объектом наблюдения могут быть лишь единичные события. Этот вопрос имеет также отношение к космическим полетам, где от человека потребуется принимать решения в то время, когда его органы чувств будут получать необычную информацию. Это все равно что ждать от вычислительной машины правильного ответа на вопрос, решение которого не было предусмотрено его программой. Нет сомнения в том, что человеку будет не по себе, когда он неожиданно окажется в незнакомой обстановке, но по мере накопления опыта он сможет научиться воспринимать новый тип информации. Мы видим это на стажерах-пилотах и студентах-медиках, начинающих пользоваться микроскопом. Сначала они совершенно растеряны, но постепенно начинают принимать правильные и падежные решения. Однако все имеет свои пределы. Что произойдет с нашей перцептивной системой, если не будет гравитационного поля, то есть не будет «низа» и «верха»? Что случится с нашей оценкой расстояния, если не будет теней, как, например, на Луне? B высшей степени опрометчивым было бы ожидать от человека правильных суждений без соответствующего опыта в необычной среде; поэтому важно моделировать эти необычные условия для того, чтобы космонавты могли получить этот опыт прежде, чем их жизнь будет зависеть от решений, принимаемых их глазом и мозгом. В крайне необычной среде, которую нетрудно создать в лабораторных условиях, информации недостаточно, чтобы перцептивная система работала надежно и была способна к какому-нибудь обучению; и тогда перцептивная система, в течение длительного времени работавшая в условиях земного существования, может оказаться совершенно несостоятельной.