Как мы учимся. Почему мозг учится лучше, чем любая машина… пока - Станислас Деан

На первый взгляд не может быть никаких сомнений в том, что мозг новорожденного младенца начисто лишен всяких знаний. И правда: разве не разумно полагать, как это делал Джон Локк, что ум ребенка – «чистый лист», который приобретает свое содержание исключительно под влиянием окружающей среды? Похожую точку зрения высказывал и Жан-Жак Руссо (1712–1778) в своем трактате «Эмиль, или О воспитании» (1762): «Мы рождаемся способными к учению, но ничего не понимающими, ничего не сознающими»[15]. Почти два столетия спустя Алан Тьюринг, отец современной информатики, выдвинул следующую гипотезу: «Предположительно мозг ребенка – это нечто вроде блокнота, какие покупают в магазине канцелярских товаров: простой механизм, зато множество пустых листов».

Теперь мы знаем, что эта точка зрения в корне ошибочна. Внешность бывает обманчива: несмотря на свою незрелость, новорожденный мозг уже обладает значительными познаниями, унаследованными вследствие долгой эволюционной истории. По большей части, однако, эти знания остаются невидимыми, ибо никак не проявляются в примитивном поведении малышей. Ученым-когнитивистам потребовалась немалая изобретательность, чтобы продемонстрировать огромный репертуар способностей, с которыми рождаются все дети. Объекты, числа, вероятности, лица, речь… диапазон первоначальных знаний младенцев поистине широк.

На интуитивном уровне все мы знаем, что мир состоит из твердых объектов. На самом деле, он состоит из атомов, но на макроуровне, где живем мы, эти атомы часто объединяются в более крупные сущности, которые движутся как единое целое и иногда сталкиваются, не утрачивая при этом своей внутренней связности. Эти большие скопления атомов и есть то, что мы называем «объектами». Существование объектов является фундаментальным свойством окружающей среды. Должны ли мы этому специально учиться? Нет. Миллионы лет эволюции, похоже, запечатлели это знание в самых глубинах нашего мозга. Ребенок, родившийся всего несколько месяцев назад, уже знает, что мир состоит из объектов, которые движутся, занимают пространство, не исчезают без причины и не могут находиться в двух разных местах одновременно38. В некотором смысле мозг младенца уже знает законы физики: он ожидает, что траектория движения объекта будет непрерывной как в пространстве, так и во времени, без каких-либо внезапных скачков или исчезновений.

Откуда нам это известно? Дело в том, что младенцы выказывают явное удивление в определенных экспериментальных ситуациях, нарушающих законы физики. В современных лабораториях исследователи превращаются в настоящих волшебников (см. цветную иллюстрацию 5). В маленьких театрах, специально созданных для малышей, они показывают всевозможные фокусы: предметы на сцене появляются, исчезают, множатся, проходят сквозь стены… Скрытые камеры зорко следят за движением глаз ребенка. Результаты не вызывают сомнений: к магии чувствительны даже те младенцы, которым едва исполнилось несколько недель. Эти крохи уже обладают глубокими интуитивными представлениями о физическом мире и, как и все мы, удивляются, когда их ожидания не оправдываются. Увеличив изображение глаз, ученые определяют, куда смотрят дети и как долго. После этого они могут точно измерить степень удивления и установить, что именно рассчитывали увидеть малыши.

Спрячьте какой-нибудь предмет за книгой, а затем внезапно «уроните» ее на стол, как будто скрытой вещи больше не существует (она упала в специальный люк): дети будут просто ошеломлены! Они не понимают, как твердый предмет мог буквально раствориться в воздухе. Их потрясению нет границ, когда предмет исчезает за одним экраном и вдруг появляется за другим или когда игрушечный поезд, катящийся вниз по склону, беспрепятственно проезжает сквозь стену. Кроме того, дети знают, что предмет – это нечто целое: увидев два конца палочки, которые синхронно движутся по обе стороны экрана, они, естественно, полагают, что за экраном скрывается одна палочка. Вообразите себе их удивление, когда экран опускается и они видят не одну, а две палочки (см. рисунок ниже).

Таким образом, можно утверждать, что младенцы с самого начала обладают обширными познаниями о мире, хотя и не знают всего. Конечно, нет. Обычно им требуется несколько месяцев, чтобы понять, как два объекта могут поддерживать друг друга39. Поначалу они не знают, что если предмет уронить, то он упадет. Лишь очень постепенно дети осознают все факторы, которые заставляют объект падать или оставаться на месте. Прежде всего малыши обнаруживают, что предметы падают, когда теряют опору. Сперва они полагают, что любого контакта достаточно, чтобы игрушка оставалась неподвижной – например, можно положить ее на край стола, и никуда она оттуда не денется. Со временем они выясняют, что игрушка должна находиться не только в контакте со столом, но и на нем, а не под ним или сбоку от него. Наконец, спустя еще несколько месяцев дети понимают, что и этого правила недостаточно: главное, чтобы над столом оставался центр тяжести предмета – вот тогда игрушка точно не упадет!

Младенцы обладают чрезвычайно ранними интуитивными представлениями об арифметике, физике и даже психологии. В ходе экспериментов исследователи исходят из того, что на неожиданные события дети смотрят дольше, чем на ожидаемые. Например, малыши очень удивляются, когда из коробки с черными шарами вдруг выкатывается белый шар (интуитивные представления о числах и вероятностях) или когда за ширмой оказывается не одна палочка, а две (интуитивные представления о физических объектах). Увидев шар, который катится сам по себе, перепрыгивает через некое препятствие, а затем сворачивает вправо, дети делают вывод, что шар – живое существо с собственными целями и намерениями, а потому несказанно изумляются, если он продолжает прыгать даже тогда, когда никаких препятствий нет (интуитивные представления о психологии).

Вспомните об этом в следующий раз, когда ваш ребенок в десятый раз уронит ложку со стола: он просто экспериментирует! Как и всякому ученому, детям необходимо провести целую серию испытаний, чтобы последовательно отвергнуть все неправильные теории. Обычно это происходит в следующем порядке: (1) предметы висят в воздухе; (2) они не упадут, если коснутся другого предмета; (3) они не упадут, если будут лежать на другом предмете; (4) они не упадут, если большая их часть будет находиться выше другого предмета, и так далее и тому подобное.

Данный экспериментальный подход сохраняется и в зрелом возрасте. Мы все с интересом наблюдаем за предметами, которые, как нам кажется, нарушают обычные законы физики (гелиевые шары, мобили, неваляшки со смещенным центром тяжести), и смотрим волшебные представления, в которых кролики исчезают в шляпах, а женщин распиливают пополам. Такие вещи развлекают нас, ибо не согласуются с интуитивными представлениями, которых наш мозг придерживался с рождения и которые активно совершенствовал в первый год жизни. Джош Тененбаум, профессор искусственного интеллекта и когнитивистики в Массачусетском технологическом институте, выдвинул любопытную гипотезу: по его мнению, мозг ребенка содержит своеобразный игровой движок, ментальную симуляцию типичного поведения объектов, подобную тем, которые используются в видеоиграх для моделирования виртуальной реальности. Задействуя эти симуляции в своей голове и сравнивая их с реальностью, младенцы быстро обнаруживают, что физически возможно или вероятно.