systemity

Известно, что сон является естественным физиологическим процессом пребывания в состоянии с минимальным уровнем мозговой деятельности и пониженной реакцией на окружающий мир, присущий млекопитающим, птицам, рыбам и даже некоторым насекомым. На тему сна и сновидений написаны горы научной и ненаучной литературы, что вполне естественно, поскольку, человек стремился понять, что такое сновидение даже не с того времени, как стал человеком, а с того времени, как обезьяна, превратившаяся потом в человека, научилась задавать себе вопросы и пытаться на них отвечать. Таким образом, без больших натяжек можно считать, что это - древнейший из вопросов, который человечество пытается разрешить. Нетрудно доказать, что этот вопрос даже древнее вопроса "откуда берутся дети?".

Если вы обратитесь к какому-нибудь авторитетному профессору - специалисту по сну и сновидениям - и зададите ему по-детски непосредственный вопрос: "Почему мы спим и видим сны?", то он начнёт вам рассказывать про то, что существует четыре стадии медленного сна и стадия быстрого сна, называемая стадией быстрого движения глаз (БДГ) или REM в английской транскрипции. Если Вы повторите свой вопрос: "А всё же, почему мы...", то профессор перестанет снисходительно улыбаться и начнёт вам рассказывать про нейроны, аксоны, дентриты, гормоны, ионные каналы, медиаторы, рецепторы, трансмиттеры, гипоталамус, электроэнцефалографию, флюктуации нейронной активности, про то, что электростимуляция ретикулярной формации варолиева моста возбуждает в коре активность, регистрируемую электроэнцефалограммой, про то, что наука, изучающая сны, называется онейрологией, наконец, про то, что лошади и овцы могут спать и стоя, и лёжа, и т.п. Ручаюсь, что, если вы и в третий раз повторите свой вопрос, то англоговорящий профессор немедленно продекламирует вам короткую фразу, начинающуюся с "фак ю", а русскоговорящий сразу же переведёт разговор на значение детородного члена в генерации сновидений. Короче говоря, ясного ответа на этот детский вопрос вы не получите, поскольку его в современной науке не существует. Существуют лишь обрывочные знания, не объединённые в целостную картину, объясняющую причины сна и сновидений.

Зато существует огромное количество сонников, из которых вы можете, например, узнать, что, если во сне наступили на спину крокодила, то это означает, что судьба уготовила вам тяжелые испытания. Если же вы увидели во сне, что нечаянно наступили на спину комодского дракона, то вам уже сонник не поможет и придётся пойти на приём к толкователю снов и поторговаться. Для того, чтобы сэкономить деньги, рекомендую при этом заодно выяснить, что произойдёт, если вы во сне наступите на спину петуху, горному барсу, утконосу, гималайскому медведю, соседке Маше или летучей мыши. Словом, вопрос о том почему мы спим и почему не можем во сне ходить по нормальным дорожкам, а не по спинам крокодилов, остаётся открытым.

Зигмунд Фрейд, больше какого-либо другого учёного исследовавший значение сновидений, считал, что функция сновидений - оберегать сон. По Фрейду сновидение - это компромисс между потребностью в сне и стремящимися нарушить его бессознательными желаниями. Галлюцинаторное исполнение желаний по Фрейду - это то, что оберегает сон. Дорогой читатель! Если ты хоть что-то понял из вышеприведённых определений, если это помогло тебе хотя бы немного разобраться с вопросом о том, почему мы спим и видим сны, срочно прекрати читать этот текст, поскольку он может подорвать твою веру в психоанализ и снизить уважение к такому великому человеку, каким поистине был Зигмунд Фрейд с его теорией сгущений и смещений, чего я вовсе не желаю. Но если тебе очень хочется выплюнуть жвачку, которую ты так и не смог в течение всей жизни проглотить и переварить, то продолжи чтение.

Здесь придётся сделать некоторое лирическое отступление, а кроме того привести некоторые известные факты, не зная которые, невозможно будет понять описанный в дальнейшем механизм сна и сновидений. На мой взгляд причина того, что современная наука не имеет ответа на простой вопрос "почему мы спим и видим сны", весьма показательна. Мозг (под мозгом я имею ввиду и память с её способностью сохранять и извлекать информацию), соответственно осуществляемый с его помощью процесс мышления, представляют собой самоорганизующуюся систему, поскольку не регулируется извне и не имеет центра управления. Мышление и психика являются результатом функционирования самоорганизующуеся системы самоорганизующихся систем.

Чрезвычайно важным свойством мышления является то, что оно бывает логическим и ассоциативным. В зависимости от этого способ восприятия новой информации может различатся кардинальным образом. Кардинальным образом будут отличаться и механизмы извлечения информации из долговременной памяти, о чём я буду говорить в самом конце данной серии публикаций. Логическая модель мышления - это набор некоторых правил, как перенятых от общения с другими людьми, так и созданных каждым индивидуумом в процессе его жизнедеятельности. Усвоение новой информации и предвидение новых фактов осуществляется на основе сформированных общих закономерностей. Отдельно взятые факты, не имеющие между собой ничего общего, не играют определяющей роли и могут даже просто игнорироваться. Ассоциативная же модель мышления - это восприятие фактов без попытки их классифицировать, восприятие с использованием звуковых, зрительных, тактильных, кинетических и других ощущений, связывающих эпизоды и образы, как запоминаемые, так и извлекаемые из памяти.

Прогнозы здесь осуществляются исключительно с помощью поиска аналогов, ассоциаций, т.е. ассоциативный способ мышления не предполагает проверки фактов на их противоречивость. Ассоциативное и логическое мышление в различных пропорциях сочетаются для каждого индивидуума. Считается, что большинству мужчин свойственно сочетание ассоциативного и логического мышления, а большинству женщин - преимущественно ассоциативное мышление. В отличие от логического мышления, которое не может существовать в отсутствие памяти (правила и факты необходимо помнить), при ассоциативном мышлении мозг воспринимает и воспроизводит информацию исключительно на основе ассоциаций, исключительно с помощью самопроизвольного поиска сходств и аналогий. Таким образом, когда мышление перестаёт управлять мозгом (памятью), возникает интуиция, т.е. в чистом виде проявляется результат самоорганизующегося процесса ассоциаций. То, что ассоциативное мышление может иметь порой преимущества перед логическим, хорошо известно. Вспомним Менделеева, Кекуле и других учёных, сделавших открытия во сне, когда проесс логического мышления было отключен.

Общепринятые и общепризнанные классические методы исследования в современной науке во всё большей степени входят в непримиримое противоречие с природой самоорганизующихся систем, которые она исследует, начиная от галактик и кончая субатомным уровнем. В своей талантливо написанной книге "Конец науки" (John Horgan, The End of Science, Broadway Books, New York,1997) Джон Хорган - один из самых известных журналистов, пишущих о науке, профессионально обосновывает мысль о том, что наука неизбежно приближается к пределу своих возможностей. В книге собрано большое количество интервью с самыми знаменитыми учёными современности, на основе которых автор доказывает, что не за горами то время, когда наука остановится в своём движении. Джон Хорган не затрагивает вопрос о связи своих прогнозов с проблемой исследования самоорганизующихся систем, поскольку природа их в эпистемологии никогда глубоко не исследовалось. Джон Хоган в большей степени описывает перспективу, как она видится логически мыслящему человеку, умеющему рассмотреть нечто, расположенное намного дальше его руки. Ему не приходила в голову мысль о том, каким образом научное сообщество само себя планомерно загоняет в тупик.

Кот, как известно, неуправляемая система, которая гуляет там, где хочет. Представим, что исследуются закономерности движения кошачьего хвоста. Измеряется амплитуда и частота его колебаний, выделяются характерные циклы, исследуется зависимость этих циклов от времени суток, корреляция с фазой луны, с цветом и густотой мехового покрова и т.д. и т.п. Все эти данные статистически обрабатываются, в исследование включается статистически обоснованное количество особей, принадлежащих ко всем известным породам котов. В работе участвует коллектив научных работников во главе с известным профессором. Работа субсидируется грантами, полученными от меценатов и государственных структур. Короче, все осуществляется на солидном уровне.

Результаты работы оформляются в виде статьи с фотографиями хвостов (котов), с графиками и ссылками на предыдущие исследования, статья направляется в солидный научный журнал, который не может не принять её к публикации, поскольку все сделано в строгом соответствии с принятыми в науке шаблонами. Представим себе, что со статьёй ознакомился человек, не имеющий прямого отношения к науке, но имеющий большой опыт совместного проживания с котами. Он направляет в тот же журнал публикацию, состоящую из одного лишь заголовка: "Коты машут хвостом, когда им что-то не нравится". Такую статью не могут принять к публикации. Во-первых, не принято публиковать статью из одного лишь заголовка. Во-вторых, рецензент пишет: "выдвинутая гипотеза не подтверждена статистически достоверными данными". (От себя заметим, что данную гипотезу чрезвычайно трудно подтвердить статистически). Из приведённого примера ясно, что выдвинутая простая гипотеза, может перекрывать по своей значимости беззаветный труд большого научного коллектива, однако суть таких простых гипотез не принято публиковать, их принято не замечать, осмеивать и закапывать так глубоко, чтобы они не могли выползти на свет божий, поскольку сообщество учёных хочет жить, трудиться, измерять, выводить формулы и кормить свои семьи. Но такова природа самоорганизующихся систем: их нельзя изучить изнутри и по частям.

В описанном случае прежде чем приступать к изучению части кота нужно было бы иметь представление о котах в целом. Такой подход называется холизмом (т.е. на уровне целого организма), в то время, как описанный выше пример изучения хвоста в отрыве от самого кота, называется редукционизмом, т.е. исследованием, основанным на разложении на части. Редукционизм в течение столетий был преимущественным подходом к осуществлению научных исследований.

В последние десятилетия стало очень модным писать о необходимости холистического подхода к исследованию природных систем. Но в итоге получается, что благие намерения в современной науке, как правило, в жизнь претворить невозможно. Дело в том, что подход к исследованию систем, как единому целому, хорош лишь на словах, но чрезвычайно трудно выполним. Ведь для этого нужно ввести принципы научных дискуссий, применявшиеся древними греками, выдвигать гипотезы и выявлять, какие из них в наиболее полной мере охватывают весь диапазон наблюдаемых фактов, т.е. меньше ходить на работу, меньше мерить с помощью приборов, больше читать, а ещё больше просто размышлять, лёжа на диване. "Здрасьте! - скажет вам нейрофизиолог - Мы столько всего понамерили, столько новых приборов придумали, и теперь после всех достижений науки мы должны взять на вооружение методы познания двухтысячелетней давности!" На что ему можно ответить: "Никто вам не мешает мерить. Мерьте, если за это платят. Но только выбросьте из головы веру в то, что, собрав все померенное, вы в один прекрасный день на куче померенного увидите дощечку, на которой будет зафиксирована конечная истина". С самоорганизующимися системами этот номер не пройдёт.

Поскольку одно из моих любимых увлечений - закрывать незакрытые вопросы, я вам, дорогие друзья, расскажу о том, почему мы спим и видим сны, почему эти сны, как правило, эклектичны, а также почему они с трудом запоминаются. Учитывая специфику читателей ЖЖ, я постараюсь говорить ясно и не употреблять лишних научных терминов, поскольку часто изощрённые научные термины - это всего лишь ценные украшения, надетые на немытую шею. Смысл своей теории я раскрыл несколько лет назад в описании к одному из своих изобретений (L. Andreev and M. Andreev. Method and computer-based system for non-probabilistic hypothesis generation and verification. U.S. Patent 7,062,508 (2006)). Здесь же я постараюсь изложить её в более доступной форме.

Гениальный Rolf Landauer (бывший директор IBM) ещё в 1961 году высказал идеи, в итоге трансформировавшиеся в т.н. принцип Ландауэра, который принято считать физическим законом. Из этого принципа вытекает следствие, которое в двух словах сводится к тому, что создание информации (запись информации) происходит без затраты энергии, в то время как для стирания информации требуется энергия. Каждый бит стираемой информации требует энергии, равной kT ln 2, где к - константа Больцмана, а Т - абсолютная температура. Те, кому в школе Больцман был неинтересен, могут не обращать внимания на эту формулу, поскольку измерить процесс стирания информации в мозгу в ближайшие десятилетия врядли представится возможным.
(Продолжение следует)