Как нас обманывают органы чувств

Глава третья. Реальность. Шалости невидимого солнца

Эволюционно говоря, зрительное восприятие полезно, только если оно достаточно точное… В самом деле, зрение полезно ровно потому, что оно такое точное. В общем и целом, что ты видишь, то и получаешь. Когда это правда, мы имеем то, что называется достоверным восприятием… восприятием, которое согласуется с действительным положением дел в окружающем мире. Это справедливо почти всегда для зрения.

«Не понимаю, почему ты придираешься к нейронам, – писал Фрэнсис Крик 13 апреля 1994 года. – Ты же наверняка веришь, что Солнце существовало и до появления тех, кто мог его наблюдать. Так почему же нейроны должны быть другими?» За несколько недель до этого Крик любезно прислал мне подписанный экземпляр своей новой книги «Удивительная гипотеза». Я ее прочитал и 22 марта написал письмо с благодарностью за книгу, в котором также поднял вопрос насчет этой гипотезы:

«Возможно, вы поможете разрешить то, что кажется мне парадоксом. Я целиком и полностью согласен с вами в том, что „зрение – это активный, созидательный процесс”, что мы видим „символическую интерпретацию окружающего мира” и что „на самом деле у нас нет достоверных знаний об объектах окружающего мира”. Более того, я думаю, что восприятие похоже на науку: процесс построения теорий дает имеющиеся доказательства. Мы видим теории, в которые верим. Как вы говорите, увидеть – значит поверить».

По этим вопросам мы с Криком согласились. Но они противоречат здравому смыслу, а потому требуют обсуждения. Большинство из нас не утверждает, что в точности знает, как работает зрение. Но если надавить, мы можем предположить, что оно очень похоже на видеокамеру. Мы верим, что есть трехмерный мир, который существует даже тогда, когда на него никто не смотрит, и он содержит реальные объекты, такие как яблоки и туманные водопады. Когда мы смотрим, мы просто снимаем этот мир на видео. В этом нет ничего сложного, и большую часть времени все это прекрасно работает – наши видеоснимки точны.

Но здравый смысл ждет сюрприз. Нейроученые уверяют, что каждый раз, когда мы открываем глаза, за дело берутся миллиарды нейронов и триллионы синапсов. Порядка одной трети коры головного мозга, одной трети нашей наиболее развитой вычислительной мощности, задействовано в процессе зрения – не совсем то, что ожидаешь, если зрение всего лишь вопрос съемки видео. В конце концов, камеры снимали задолго до эры компьютеров. Так что именно вычисляет мозг, когда мы смотрим, и почему?

Стандартный ответ нейроученых таков: мозг в реальном времени конструирует наше восприятие объектов, таких как яблоки и водопады{88}. Он конструирует их, потому что сам глаз не видит яблок и водопадов. Зато в глазу есть около 130 миллионов фоторецепторов, и каждый из них видит только одно: сколько фотонов света он только что уловил. Так что фоторецепторы – это счетоводы фотонов, и они выдают скучные отчеты, что-то вроде этого: фоторецептор 1 – двадцать фотонов; фоторецептор 2 – три фотона… фоторецептор 130 000 000 – шесть фотонов. Там, в фоторецепторах глаза, нет сочных яблок и нет ослепительных водопадов. Только ошеломительный ряд чисел, не несущих очевидного смысла. Разобраться в этой абстракции, понять, что безжизненные цифры говорят о живом мире, настолько сложная задача, что мобилизуются миллиарды нейронов, включая много миллионов в самом глазу. Это не перевод с греческого на английский. Это больше похоже на работу детектива: цифры – зашифрованные улики, а мозг должен идти по следу, как Шерлок Холмс. Или это как теоретическая физика: цифры – экспериментальные данные, а мозг работает Эйнштейном. Если работа детектива или создание теории прошло хорошо, ваш мозг интерпретирует кучу цифр в понятный мир, и эту интерпретацию вы видите – лучшую теорию, которую смог собрать ваш мозг.

Вот почему Крик утверждал, а я согласился, что «зрение – это активный, созидательный процесс», что мы видим «символическую интерпретацию окружающего мира», что «на самом деле у нас нет достоверных знаний об объектах окружающего мира» и что увидеть – значит поверить в вашу лучшую теорию.

Но затем я сформулировал свой парадокс. Если мы конструируем все, что видим, и, если мы видим нейроны, значит мы конструируем нейроны. Но то, что мы конструируем, не существует, пока мы это не сконструируем (очень жаль; было бы гораздо дешевле въехать в особняк моей мечты до его создания). Поэтому нейронов не существует, пока мы их не сконструируем.

Но этот вывод, как написал я в том письме 22 марта, «похоже, противоречит Удивительной гипотезе, а именно тому, что нейроны существуют изначально и каким-то образом каузально ответственны за наше восприятие».

Я не ожидал, что Крик согласится с моим доводом. Но мне было интересно узнать почему. Он ответил 25 марта 1994 года: «Это приемлемая гипотеза, что реальный мир состоит из того, о чем наши знания ограничены, и что нейроны существовали до того, как кто-то наблюдал их как нейроны». (Выделено Криком, что он обозначил подчеркиванием.)

Крик рассуждал, и большинство нейроученых согласились бы, что резонно предположить существование нейронов и без того, чтобы кто-то воспринимал их как нейроны. Но мне хотелось лучше понять его мысли касательно взаимосвязи между восприятием и реальностью. Так что в письме от 11 апреля 1994 года я продолжал настаивать: «Мы можем, как вы сказали, выдвигать гипотезы, что нейроны существуют в мире до любых представлений о них. Но эта гипотеза, хоть и приемлемая, непроверяема. Как нам тогда ее опровергнуть?»

Это побудило Крика ответить в том письме от 13 апреля: «Не понимаю, почему ты придираешься к нейронам. Ты же наверняка веришь, что Солнце существовало и до появления тех, кто мог его наблюдать. Так почему же нейроны должны быть другими?» Но затем, как я и надеялся, он поделился своими мыслями по поводу восприятия и реальности. «Мне кажется, следуя Канту, надо различать вещь саму по себе (Солнце из примера выше), которая в принципе непознаваема, и „представление о вещи”, которое создает наш мозг. Тогда возникает такой аргумент: то, что мы воспринимаем, является условными конструкциями. Солнце само по себе может быть объектом восприятия. Наше представление о Солнце – условная конструкция. Представление о Солнце не существует до его создания, но само Солнце существует!»

Справедливо. Крик забраковал, и я вместе с ним, метафизический солипсизм, который гласит, что существуем только я и мой опыт. Согласно этому солипсизму, если я вас вижу, то вы существуете, но только в виде моего опыта. Когда я закрываю глаза, вы перестаете существовать. Я пребываю в созданной мною Вселенной, Вселенной моего опыта. Я один. Я не могу присоединиться к Обществу солипсистов или поинтересоваться, без иронии, почему другие люди не солипсисты.

Крик являлся сторонником метафизического реализма. Солнце само по себе существует, даже когда на него никто не смотрит. Я лишь конструирую свое восприятие этого Солнца – мое представление о Солнце.

Большинство из нас метафизические реалисты. Похоже, эти взгляды приходят естественно. Предположим, как мы обсуждали в первой главе, вы открываете глаза и испытываете опыт, который описываете как красный помидор на расстоянии одного метра. Затем вы закрываете глаза, и ваш опыт меняется на серое поле. Правда ли, что, пока вы видите серое, в метре от вас все еще лежит красный помидор? Большинство из нас скажут «да». Вот этот помидор, в существование которого мы верим, даже если никто не смотрит, Крик и назвал бы «помидор сам по себе». Он не такой же, как ваш опыт помидора (или, как любезно говорят философы, «помидор в вашем восприятии»), ваше «представление о помидоре».

Крик сказал в своем письме, что вещь сама по себе – помидор сам по себе или нейрон сам по себе – «в принципе непознаваема». Но большинство из нас считают наоборот. Мы верим, например, что помидор сам по себе, как и в нашем восприятии, красный, имеет форму помидора и лежит на расстоянии метра. Мы верим, что опыт достоверно отображает вещь саму по себе.

Подозреваю, что и Крик в это верил. Он верил, что наше представление о нейроне достоверно отображает нейрон сам по себе. Трехмерная форма нейрона, опыт которой получает нейроученый, когда смотрит в микроскоп, сообщает ему истинную форму нейрона самого по себе. Щелчки, которые он слышит от микроэлектрода, сообщают ему истинную активность нейрона самого по себе. В своей книге Крик писал: «Удивительная гипотеза заключается в том, что „Вы”, ваши радости и горести, ваши воспоминания и амбиции, ваше чувство личностной тождественности и свободная воля в действительности не более чем результат поведения огромного сообщества нервных клеток и ассоциированных молекул… Вы всего лишь пучок нейронов». Крик явно имел в виду пучок нейронов самих по себе, а не пучок представлений о нейронах.

Поэтому 2 мая 1994 года я написал ему еще одно письмо.

«Удивительная гипотеза все еще не проверяема. Поскольку во время экспериментов наблюдается только представление о нейронах, а не нейроны сами по себе. И единственный способ преодолеть этот провал, как я его вижу, выдвинуть гипотезу, что нейрон сам по себе, в ключевых моментах, аналогичен нашему представлению о нейроне. (Эти высказывания, если верны, относятся к Солнцу самому по себе и так далее. Давай назовем ее гипотезой моста…)

Если вкратце, я думаю, что даже в исправленном виде Удивительная гипотеза не проверяема. Точнее, она проверяема, если допустить гипотезу моста, которая, поскольку декларирует взаимосвязь между воспринимаемым и непостижимым, сама по себе не проверяема и сомнительна. Вещь сама по себе – онтологический багаж, бесполезный для научного общества».

Про кусок с багажом я написал не всерьез и догадывался, что Крик тоже на него не купится, но мне хотелось узнать его мысли.

Крик ответил 4 мая 1994 года: «Я не думаю, что разумно отбрасывать „вещь саму по себе”, поскольку идея не лишена пользы, она предупреждает нас о том, что мы не можем знать. Однако, это гипотеза, которую мы можем с пользой обсуждать, но это стандартная гипотеза, лежащая в основе всей науки, даже (я думаю) квантовой механики. Проблема становится острой, только когда мы обсуждаем квалиа».

Термин квалиа иногда используется философами в отношении субъективного, сознательного опыта – каково видеть красность красного или нюхать аромат кофе. Я буду избегать этого термина, потому что он часто порождает дебаты по поводу его точного определения. Вместо него я буду употреблять сознательный опыт.

Крик продолжал: «На самом деле, наш современный робкий взгляд на способы работы мозга подсказывает, что некоторые аспекты квалиа невозможно передать. Проблема, скорее, как объяснить, почему квалиа вообще существуют. Общая линия такова, что нам надо попытаться определить НКС (нейронные корреляты сознания), прежде чем слишком сильно беспокоиться об этом аспекте квалиа».

Крик с прагматизмом относился к вещи в себе: это гипотеза, которую мы можем с пользой обсуждать (он подчеркнул «гипотеза» и «с пользой»). Он честно говорил о проблеме сознательного опыта. Само его существование, считал он, слишком сложно объяснить в наше время. На попытки Крика понять ДНК знатно повлияли мысли Шредингера о генах в книге «Что такое жизнь?». Очевидно, на Крика также повлияли мысли Шредингера в той же книге о сознательном опыте. «Объективная физическая картина световых волн не объясняет чувство цвета. Смог бы объяснить ее физиолог, если бы обладал более полными знаниями о процессах, протекающих в сетчатке, и запускаемых ими процессах в зрительном нерве и головном мозге? Вряд ли»[7].

Крик, однако, полагал, что вещь сама по себе может быть описана при помощи словаря наших представлений о вещах, об объектах, перемещающихся в пространстве и времени. Например, жара сама по себе есть движение молекул в пространстве и времени; нейрон сам по себе есть объект, обладающий формой и активностью, которая меняется в пространстве и времени. Он полагал, что наши представления о вещах достоверно описывают вещи сами по себе, поэтому и то и другое можно описать, используя одну и ту же лексику. Я отверг это предположение как неправдоподобное. Но Крик считал, что оно применимо даже к объектам, пространству и времени.

Взгляды Крика поддерживал молодой нейроученый Дэвид Марр, совершивший революцию в нашем понимании зрения в конце 1970-х и начале 1980-х. Крик познакомился с Марром в Англии. Потом Крик перебрался в институт Солка в Сан-Диего, а Марр – в МТИ. В апреле 1979 года Марр с коллегой Томазо Поджио провели месяц у Крика в Солке, обсуждая визуальную нейронауку.

Марр утверждал, что наше восприятие обычно совпадает с реальностью, что наши представления о вещах верно описывают вещи сами по себе. Он писал в 1982 году в своей книге «Зрение»: «Обычно в процессе восприятия обработка данных ведется правильно (она обеспечивает получение правильных описаний типа что где находится)»[8]. Он считал, что это совпадение восприятия и реальности стало результатом долгого процесса эволюции: «…совершенно очевидно, что человек действительно в явном виде определяет характеристики реальных наблюдаемых им поверхностей. Интересно, что одной из особенностей эволюции зрительных систем является постепенный переход к решению трудной задачи представления все более существенных аспектов наблюдаемого мира».

Зрительная система человека, рассуждал Марр, развила свои представления о вещах, чтобы они соответствовали истинной структуре вещей самих по себе, хотя соответствие не всегда идеально: «Обычно в процессе восприятия обработка данных ведется правильно (она обеспечивает получение правильных описаний типа что где находится), и, хотя эволюция обеспечила возможность вести обработку при различных типах изменчивости (например при переменном освещении), возмущения, порожденные преломлением света в воде, к их числу не относятся». Но Марр делает вывод, что естественный отбор в результате сформировал наше восприятие, чтобы оно соответствовало реальности: «Вознаграждением служит рост пластичности зрительной системы, который достигается за счет роста сложности анализа и, следовательно, роста затрат времени и размеров мозга, необходимых для его осуществления».

Крик уверял, что вещь в себе полезная гипотеза. Марр пошел дальше и заявил, основываясь на эволюции, что наше восприятие, наши представления о вещах изображают реальность, вещь в себе, точно. В переписке с Криком в 1994 году у меня не нашлось возражений эволюционным аргументам Марра, чтобы опровергнуть гипотезу моста.

Действительно, мои мысли по поводу восприятия и реальности были сформированы Марром. Впервые я столкнулся с его идеями на последнем курсе искусственного интеллекта в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в 1977-78 учебном году. Я учился на четвертом курсе и готовился получить степень бакалавра по количественной психологии, но профессор Эдвард Картеретт любезно позволил мне посещать его выпускной курс. Одна из работ, которые мы обсуждали, принадлежала Марру. Я нашел ее зажигательной по стилю и содержанию. Марр строил модели зрения, которые были достаточно точными, чтобы их можно было запрограммировать в компьютер. Если затем подсоединить компьютер к видеокамерам, эти программы смогут анализировать изображения, полученные с камер, и делать вывод о важных характеристиках окружающей среды, например о ее трехмерной структуре. Цель Мара была ясна: создать точные модели человеческого зрения и использовать их, чтобы создавать компьютеры и роботов, которые могут видеть.

Меня зацепило. Кто этот парень и как с ним поработать? Я с удивлением узнал, что Марр работает на факультете психологии МИТ. Психология в МИТ? Я считал МИТ бастионом математики и точных наук, не психологии. Позже я узнал, что Марр также работал в лаборатории искусственного интеллекта. Я решил подать заявление в МИТ, чтобы быть его студентом. Холодная война была в самом разгаре, и я, как холодный воин, совмещал учебу в университете с работой на «Хьюз Эйркрафт»[9], где писал симуляторы полета и бортовые индикаторы для реактивных истребителей, таких как F-14, на машинном коде процессора с названием AN/UYK-30. В июне 1978 я закончил университет, еще год проработал в «Хьюз» и поступил в МИТ осенью 1979 на магистратуру к Марру.

Скоро я узнал, что у Марра лейкемия. Он умер спустя четырнадцать месяцев, в ноябре 1980 года, в возрасте тридцати пяти лет. Но эти четырнадцать месяцев превзошли все ожидания. Марр воодушевлял лично так же, как через книги. Он был центром притяжения сообщества энергичных студентов и гениальных коллег. Обсуждения были оживленными, многодисциплинарными и революционными.

Были взлеты. У Марра наблюдалась ремиссия, и он женился на Лусии Вайна. Были падения. Джереми, аспирант психологии, той весной получил степень философии, а на следующий день лишился жизни – по слухам, цианид. Все аспиранты были потрясены. Через несколько дней, когда я проходил мимо кабинета Марра на восьмом этаже лаборатории искусственного интеллекта, он помахал мне, приглашая войти. «Если тебе когда-нибудь захочется покончить с жизнью, сначала приди ко мне. Жизнь стоит того, чтобы жить».

Скоро Марр стал приходить на собрания в лабораторию заметно ослабленным, закрывая нос и рот носовым платком. А затем и вовсе перестал приходить. Уитман Ричардс, гениальный психофизиолог и сторонник идей Марра, бывший моим вторым научным руководителем, стал моим единственным руководителем после его смерти и оставался близким другом до собственной смерти в 2016 году.

Я получил свою докторскую степень весной 1983 года и осенью был принят на работу на кафедру когнитивных наук в Университете Калифорнии в Ирвайне. К 1986 году я усомнился в утверждении Марра, что мы эволюционировали, чтобы видеть «правильные описания типа что где находится». Я также усомнился в том, что язык нашего восприятия – язык пространства, времени, форм, цветов, текстур, запахов, вкусов и так далее – может создать достоверное описание типа что где находится. Просто это неправильный язык. Но в 1994 году я не смог предложить Крику убедительный довод против утверждения Марра.

Правда в том, что существуют, наоборот, множество доводов в его пользу: наши предки, которые видели реальность точнее, имели конкурентное преимущество перед теми, кто видел ее менее точно. Они с большей вероятностью передавали гены, ответственные за более точное восприятие. Мы потомки тех, кто поколение за поколением видели более точно. Так что мы можем быть уверены, что после тысяч таких поколений мы видим реальность такой, какая она есть. Не всю реальность, конечно. Только те части, которые важны для выживания в нашей нише. Как сформулировали Билл Гейслер и Рэнди Дьель: «В целом, оценки (восприятия), которые ближе к правде, имеют большую полезность, чем далекие»{89}. Таким образом, «В целом, правда, что большая часть человеческого восприятия достоверна [точна] в естественных условиях»{90}.

Эволюционный биолог Роберт Триверс, чьи открытия в области эволюции изменили наше понимание социальных отношений, приводит похожий довод. «Наше органы чувств эволюционировали, чтобы давать нам на удивление подробную и точную картину окружающего мира… наши системы чувств устроены так, чтобы давать нам подробную и точную картину реальности, как и ожидается, если истина об окружающем мире помогает нам эффективнее ориентироваться в нем»{91}.