Хакен - тайны природы

скорости движения) зависит от предшествующих его положений. При абсолютно одной и той же скорости шарик может находиться как в верхней долине (если мы, начав с небольшой скорости, постепенно увеличиваем ее), так и в нижней, центральной (в том случае, если скорость движения пальцев уменьшается). Этот феномен носит название гистерезис. Для испытуемых это означает два совершенно различных типа движения при одном и том же значении контрольного параметра «скорость движения пальцев».

Когда при деформации ландшафта исчезают верхние долины, мы можем наблюдать еще два важных феномена, предсказанных нами при рассмотрении подобных ландшафтов в пятой главе. Речь идет о критических флуктуациях и критическом замедлении. То есть, вблизи критической точки перехода от параллельного движения к симметричному можно ожидать сильных флуктуации относительной фазы. Уточним: при больших количествах повторений эксперимента вдали от точки перехода постоянно наблюдается одна и та же фаза; вблизи же этой точки эксперимент каждый раз дает разные результаты. На рис. 10.6 даны результаты, полученные Келсо: график дает наглядное представление о том, насколько сильны флуктуации. Для наблюдения критического замедления, Келсо намеренно сбивал частоту движения пальцев и отмечал, сколько времени потребуется испытуемому для восстановления прежнего ритма движения; при этом скорость изменения частоты метронома, задающей ритм движения пальцев, варьировалась. Таким образом, и в экспериментах Келсо были обнаружены феномены, уже известные синергетике из исследований поведения разных других систем (например лазера); впоследствии результаты этих экспериментов были подтверждены рядом других ученых.

После этого было проведено еще несколько экспериментов, направленных на изучение паттернов движения; например, исследовалась корреляция между движением локтя и запястья. В высшей степени интересными оказались эксперименты по исследованию корреляции между движениями двух сидящих рядом людей, которые должны были качать ногой симметрично друг другу: при увеличении скорости ноги испытуемых начинали вдруг двигаться параллельно. Количественные измерения показывают, что переход совершается в полном согласии с уравнениями нашей теории (рис. 10.7).

Почему же, собственно, эти эксперименты представляют такой интерес для биологов? Да потому, что они имеют отношение к очень важному для биологии вопросу: каким образом осуществляется управление движением отдельных конечностей. Может быть, в мозге — как, например, в компьютере — имеется некая двигательная программа, которая в нужный момент

50.0

2.0 2.5 3.0

частота (Гц)

Рис. 10.6. По вертикали отложена амплитуда колебаний относительной фазы, по горизонтали —частота движения пальцев

просто переключается с одного типа управления на другой? Или все же перед нами — читатель об этом уже, наверное, догадывается — феномен самоорганизации? Все три обнаруженных эффекта — гистерезис, критические флуктуации и критическое замедление — совершенно не объяснимы при рассмотрении их в рамках «компьютерной» модели управления движением. Чего ради компьютер в нашей голове (пусть мы даже допустим его существование) будет изменять свою программу в зависимости от предыстории движения? Более того, компьютер, работающий на основе абсолютно детерминистских принципов, просто не в состоянии выдавать переменные результаты при одинаковых исходных данных! Результаты экспериментов значительно лучше согласуются с предположением о том, что здесь имеет место феномен самоорганизации — точно так же, как возникновение когерентного лазерного света является воплощением эффекта самоорганизации

Рис. 10.7. Фазовый переход может произойти и при скоординированном движении ног двух испытуемых

отдельных атомов лазера. В случае же биологического процесса речь может идти о самоорганизации нейронной сети, связанной с мышцами и клеточными тканями. Естественно, это уже совершенно новая точка зрения на происходящее, и именно ее следует выдвинуть на первый план.

Впрочем, и раньше существовали некоторые указания на то, насколько важны для движения конечностей эффекты самоорганизации. Несколько десятилетий назад, например, знаменитый физиолог Эрих фон Хольст провел следующий эксперимент. Он ампутировал многоножке все конечности за исключением шести, после чего животное это начало двигаться подобно насекомому; затем число конечностей было уменьшено до четырех, и многоножка передвигалась на них подобно любому четвероногому, например, лошади. Невозможно представить, что крошечный мозг многоножки способен содержать «двигательные программы» для всех возможных комбинаций конечностей, оставшихся после ампутаций; мы в состоянии объяснить этот феномен, только предположив возможность самоорганизации. Похожие результаты были получены русским физиологом М. Л. Шиком в ходе экспериментов с так называемыми децеребрированными кошками. Несмотря на то, что у этих кошек был удален мозжечок, они оставались в состоянии

бежать по движущейся дорожке. При электрическом раздражении спинного мозга кошка двигалась шагом или переходила на галоп — «аллюр» зависел от силы раздражения. Совершенно очевидно, что постоянное раздражение выступает в данном случае в роли контрольного параметра, который побуждает нервную систему животного к самоорганизации, в результате чего возникает определенный паттерн движения. Похоже, синергетика открывает совершенно новые перспективы для исследования управления двигательными функциями.

ГЛАВА 11

НЕИЗБЕЖНОСТЬ КОНФЛИКТОВ

При рассмотрении примеров из физики нам снова и снова бросается в глаза одно удивительное обстоятельство. Создавая новое упорядоченное состояние, Природа предоставляет системе богатый набор возможностей. Например, ячейки, возникающие в нагреваемой снизу жидкости, имеют возможность вращаться как справа налево, так и слева направо. Мы уже знаем, что такое поведение вполне понятно, если использовать для его объяснения

Поставив перед собой задачу определить, какое положение все же займет шарик, мы не

сможем получить однозначного решения. Совершенно очевидно, что существует два абсолютно равноправных решения, а это противоречит привычному нам представлению о том, что каждая проблема должна иметь некое вполне определенное решение.

В том, что такого рода проблемы распространены и за пределами механики и не ограничиваются простыми процессами, протекающими в природе, мы можем без труда убедиться, предприняв небольшую попытку самоисследования. Наш мозг — это, бесспорно, самое сложное творение Природы. Однако и деятельность мозга являет нам пример нарушения симметрии в процессе восприятия. Это можно испытать на себе, взглянув на рис. 11.2.

Поначалу здесь вообще трудно что-либо разобрать. Однако если знать, что следует рассматривать среднюю — белую — часть картинки, то легко становится различима ваза; если эту же, белую среднюю часть представить фоном, то на картинке сразу появляются два черных профиля. Картинка «содержит» в себе два совершенно равноправных в смысле восприятия изображения, и ни «профили», ни «ваза» не имеют никаких преимуществ. Значительная часть картин, прославивших Морица Эшера, построена на нарушении симметрии. Всего лишь один из многих примеров использования художником этого приема представлен на рис. 11.3, глядя на который мы видим попеременно то ангелов, то чертей. Как явствует из приведенных примеров, для того, чтобы при восприятии изображения нарушилась существующая симметрия, необходима дополнительная информация (вроде рекомендации «Рассматривайте белое изображение на черном фоне»). Однако нарушение симметрии возможно и без дополнительной информации: это происходит благодаря протекающим в человеческом мозге процессам, которые по аналогии с уже рассмотренными нами физическими явлениями мы могли бы обозначить как «флуктуации». Воспринимаемое изображение возникает перед нашим мысленным взором мгновенно, и понимание его содержания подобно озарению.

Рис. 11.4.Душевное состояние наблюдателя проецируется на лишенные выражения лица или нейтральные фразы. Картинка из тематического апперцептивного теста, разработанного Генри Мюррсем и его сотрудниками в 1935 году в Институте клинической психологии при Гарвардском университете. Этот проективный тест, подобно тесту Роршаха, может помочь выявить неосознаваемые мысли и внутренние конфликты

Проверьте свое душевное состояние

Кроме того, в силу неких физиологически обусловленных установок, симметрия может быть нарушена сразу, т. с. уже в момент начала восприятия человек может иметь некие неосознанные предпочтения, которые и повлияют на выбор им одного из двух равновероятных толкований изображения, помещенного на картинке. На этом факте основан целый ряд психологических тестов.

Изображение, использованное в одном из таких тестов, представлено на рис. 11.4. Попробуйте оценить эмоции, выражаемые лицами двух женщин: веселы они или печальны? существует ли между этими женщинами какая-то связь? каковы их взаимоотношения? Попытайтесь ответить на эти вопросы, взглянув на рисунок только один раз. На самом же деле художник изобразил женщин таким образом, что лица их не являются ни веселыми, ни печальными — в смысле оценки эмоционального состояния эти изображения нейтральны; однако испытуемые, пытаясь найти ответы на поставленные вопросы, должны нарушить эту симметрию. Нарушение симметрии может оказаться и следствием дополнительной информации,которую привносит в опыт сам испытуемый, пребывающий в этот момент в каком-то определенном душевном состоянии. Проецируя на изображение свои собственные чувства, человек наделяет нейтральные в эмоциональ-

128 ГЛАВА 11

ном плане лица эмоциями,которые испытывает в действительности он сам; исходя из высказываний испытуемого, психолог может сделать некоторые выводы касательно его душевного состояния.

Этот процесс мы можем представить и по-другому: испытуемый «прочтет» на лицах женщин те чувства, к которым внутренне предрасположен он сам. С предвзятостью такого рода сталкивался каждый; ей подвержены все без исключения: люди часто слышат или читают не то, что сказано или написано на самом деле, а то, что ожидают услышать или увидеть. В определенном смысле эта предвзятость даже необходима. Ведь сам процесс восприятия тесно связан с распознаванием; распознавание же, по сути, не что иное, как постоянное сопоставление и увязывание нового с уже имеющимся в нашем распоряжении опытом.

Второй тест я помню еще со своих школьных времен; он касается постановки задачи, которая, собственно, не имеет решения. В школе речь шла о мальчике, который должен был каллиграфически списать некий текст, уложившись в определенное время. Размер текста не позволял успеть аккуратно и полностью переписать его за оговоренное время: либо испытуемый успевал списать все, но делал это без требуемой тщательности, либо списывал красиво, но не укладывался в отведенное для работы время. Типичная конфликтная ситуация, которой, естественно, хотелось бы избежать. Однако ситуация эта смоделирована именно таким образом, чтобы испытуемый оказался вынужден использовать заложенное в ней нарушение симметрии. Психологи надеялись составить представление о характере испытуемых как раз исходя из выбора последних между стремлением выполнить задание вовремя, пусть и не совсем аккуратно, и стремлением сделать работу тщательно, но не уложившись к заданному сроку. Разумеется, тест этот обращается просто в фарс, если испытуемый заранее знает, к чему клонит психолог, и может устроить из тестирования розыгрыш.

Тесты такого рода широко распространены и столкнуться с ними можно повсюду — например в армии США. Среди физиков уже долгое время ходит анекдот об одном очень знаменитом их коллеге, которого должны были призвать в армию и подвергли подобному психологическому тесту. Суть его состояла в следующем: чтобы определить тип характера будущего солдата, психолог предлагал ему показать свои руки; если тестируемый показывал руки ладонями вверх, психолог заключал, что человек перед ним имеет открытый характер, если же ладони оказывались повернуты вниз, то считалось, что их обладатель — человек скрытный и замкнутый. На просьбу психолога показать ему свои руки наш физик вытянул вперед одну

руку ладонью вверх, а вторую — ладонью вниз. Несколько шокированный этим психолог запаниковал и воскликнул: «Бога ради, переверните руки!»; физик выполнил и эту просьбу: ладони поменялись местами, но одна из них по-прежнему была повернута вверх, а вторая — вниз. По результатам этого теста испытуемый был признан негодным к строевой службе; ну а психолог — не исключено — теперь и сам нуждается в помощи коллег.

Жизнь полна конфликтов

До сих пор мы говорили только об искусственно созданных конфликтных ситуациях, а ведь конфликтами изобилует наша жизнь. Рассмотрим несколько подобных примеров. Допустим, некий молодой человек желал бы получить высшее образование, но колеблется с выбором между двумя совершенно различными специальностями: каждая из них по-своему привлекает его, но в то же время и чем-то не устраивает.

Или другая ситуация: девушка по воле случая поочередно знакомится с двумя очень милыми молодыми людьми, каждый из которых выражает желание жениться на ней. К обоим девушка испытывает симпатию и никак не может решиться отказать одному из них. Так она, что называется, разрывается между ними — до тех пор, пока наконец какая-нибудь однаединственная фраза одного из молодых людей не приводит ее к принятию решения; после этого девушка внезапно охладевает ко второму претенденту. В понятиях синергетики эта «флуктуация» — единственная фраза — и определяет исход дела, оказывая решающее влияние на окончательный выбор.

Нередки в психической жизни человека и вот какие ситуации. Например, овдовевший мужчина тяжело переносит свое одиночество и стремится избавиться от него, женившись вновь. Стремление это в нем достаточно сильно, чтобы познакомиться с несколькими дамами — допустим, с двумя — склонными вступить с ним в брак. И тут вдовец начинает размышлять: на которой же из них ему следует жениться? Он взвешивает все «за» и «против» в ходе многочисленных обсуждений этой проблемы со своими друзьями и знакомыми. Но именно в процессе выбора он все глубже и глубже увязает в конфликте, убеждаясь в конце концов в том, что он оказывается не в состоянии принять решение. Преимущества и недостатки обеих женщин (а определяются они, естественно, влиянием его собственных склонностей) уравновешивают друг друга и не дают сделать выбор. Перед нами типичный пример психологического конфликта, мешающего человеку принять