Наука имени архимеда

Необходимость или случайность? Цепь выкладок и расчетов или необъяснимое просветление? Жгучая потребность раскрыть законы мышления рождала предположения не столь разумные, сколько романтические. Вот пример одного из них: «Изобретатель не знает ни благоразумия, ни предусмотрительности, ни их младшей сестры – медлительности. Он сразу бросается на неисследованную область и этим самым актом побеждает ее… И тогда рождается новое творение».

Надо сказать, что на таком приблизительно уровне находилась наука о мышлении до самого конца прошлого века. Оставаясь в ведении философов, она была темой умозрительных рассуждений, а не точных экспериментов, которые (и единственно они) могли вскрыть этот вполне материальный процесс, наверняка имеющий познаваемую механику.

У колыбели науки о мышлении некогда оказались кошки. Оторвав от ловли мышей, ночных концертов и перебегания дороги, их рассадили по ящикам, предложив самостоятельно изыскать способ освобождения. Его надо было усмотреть: внутри висела веревочная петля, потянув за которую можно открыть дверцу. Иногда это был рычаг – нажатие на него открывало ящик.

Стремясь выйти из заключения, кошки беспокойно метались от стенки к стенке, царапали и кусали проволочные прутья решетки, пытались протиснуться в любое отверстие. Случайно потянув петлю или нажав рычаг, они выходили на свободу.

Поиск хаотичными попытками был назван методом проб и ошибок – это самый элементарный вид мышления. Людям он вовсе не чужд. Каждая из проб дарит знание элементарное, но необходимое: это отпадает, двигаемся дальше, что там под рукой следующее. Известны изобретатели, вся жизнь которых ушла на поиск методом проб и ошибок.

Так, в тридцатых годах прошлого века некий Гудийр заинтересовался смолой, которую привозили из Перу. Американцы смешивали смолу (ее называли резиной) со скипидаром и сажей, раскатывали и наносили на материю, сообщая последней непромокаемость. Изготавливались палатки, крыши фургонов, обувь. Но на второе лето резина превращалась в жидкое зловонное, месиво. Гудийр взялся сообщить резине прочность и долговечность, не отнимая эластичности и уничтожив липкость. Биографы писали впоследствии: этот человек не имел права на успех. Он смешивал с сырой резиной все подряд.

Соль, сахар, перец, песок, касторку. Потом с помощью скалки для теста изготавливал тонкую пленку и проверял ее качества. Он считал, что в конце концов переберет все вещества. Сыр, чернила, суп, магнезию, краску. Он часто голодал, среди сочувствующих прослыл сумасшедшим. Мышьяк, масло, глицерин, сода, известь, ему никто не мог помочь, химия органических веществ была еще в пеленках. Этот метод – слепой, упрямый, случай.-ный поиск. Так бьется о стены клетки птица и бегает в поисках выхода попавший за решетку зверь. Однажды Гудийр заметил, что оставленный у раскаленной печки кусок резины обуглился и почернел, но края его (полоска в несколько миллиметров шириной) были блестящи, не липки и эластичны. Странно! Ведь обычно смола таяла при очень высокой температуре, – оказывается, ее надо (надо было!) провести через гибель для получения новых свойств. Так был изобретен сегодняшний способ вулканизации резины длиннейшим путем проб и ошибок.

Метод проб и ошибок легко обнаружить и сегодня в мышлении всех, кто пытается приручить плазму, победить рак и шизофрению, отыскать свежее слово, создать новую конструкцию. Это естественный путь первого подступа к неизвестному.

Но еще в самых первых экспериментах с кошками несколько подопытных продемонстрировали совершенно иной вид мышления: после нескольких неудачных проб и паузы они вдруг дергали лапой петлю. Что это было: гениальное усмотрение связи петля – дверца или такая же случайность?

Исследователи переключились на более развитых обезьян. Чтобы достать банан или яркую игрушку, обезьяне требовалось немногое: догадаться сложить, всунуть одну в другую две палки, или поставить друг на друга три ящика, или понять, что веревка, на которой подвешена корзина с едой, зацеплена за сучок. Многие из обезьян угадывали связь этих предметов и победно демонстрировали свой разум. Порой требовалось узнать почти знакомую ситуацию: так, обезьяна Рафаэль, уже умевшая гасить огонь водой (она то пользовалась кружкой, то набирала воду в рот), вдруг очутилась на плоту среди целого озера воды. Ей надо было лишь догадаться, что это та же вода, которая раньше текла из крана. Такое узнавание, усмотрение связи между предметами – более высокий метод мышления. Психологам очевидно сегодня, что дело теперь не за ними, а за нейрофизиологами, которые найдут (сочинят, а потом проверят достоверность) способы связи нейронов, формирующих в мозгу живых существ образы, модели встречаемых явлений и предметов окружающего мира. Мозг, создав модель, мысленный образ вновь встреченного, сопоставляет его с архивными данными – для узнавания. И какие-то детали совершенно других образов могут подсказать тогда новое решение или блистательную идею. Здесь-то мы и встречаемся с ньютоновым яблоком случая.

Но когда архив известного исчерпан, мозг, не останавливаясь, переходит к самой высокой и невероятной своей способности: создает образы событий, предметов и явлений, ранее неизвестных ему. Чем это отличается от фантазирования, мечтания, бреда? Возможно, лишь тем, что возникшие идеи и образы, как правило, немедленно, еще не попадая в сознание, проверяются какими-то неведомыми механизмами на право существования, на правдоподобие, на честь подвергнуться детальному сознательному анализу.

Наполеон поразительно точно говорил о необходимо возникающем в голове каждого полководца чисто шахматном разнообразии комбинаций, а затем представляется решающий момент, вспыхивает некая духовная искра – это сделан выбор из множества моделей-идей.

Великолепно выразил это необыкновенной чуткости и глубины писатель де Сент-Экзюпери: «Теоретик верит в логику. Ему кажется, будто он презирает мечту, интуицию и поэзию. Он не замечает, что они, эти феи, просто переоделись, чтобы обольстить его, как влюбчивого мальчишку. Он не знает, что как раз этим феям он обязан своими самыми замечательными находками. Они являются ему под именем „рабочих гипотез“, „произвольных допущений“, „аналогии“, и может ли теоретик подозревать, что, слушая их, он изменяет суровой логике и внемлет напевам муз…»

Вот почему научное и конструкторское мышление на самых высоких своих стадиях ничем не отличается от творчества поэтов, музыкантов, художников – просто с разными моделями имеют дело эти люди, эксплуатирующие вполне одинаковый механизм. А патриоты своей профессии даже находят для представителей других прекрасные уничтожающие характеристики их творческого механизма. На вопрос, куда делся один из его учеников, математик Гильберт равнодушно сказал: «Стал поэтом, для математика у него мало воображения».

Только необходимо заметить, что все эти три метода неразрывно связаны друг с другом, исподволь и незаметно переходят один в другой, причем в самой замысловатой последовательности. То на пустом месте возникают идеи, поверяемые затем перебором известного и кончающиеся (в счастливом варианте) узнаванием, то наоборот – случайный поиск рождает идею. Переплетение ходов мысли причудливо и трудно разделимо.

Так родилась одна из увлекательнейших сегодняшних наук, еще одна дочь кибернетики. В память легенды об Архимеде, якобы выскочившем когда-то из ванны с криком «Эврика» («Нашел!»), наука названа эвристикой. На стыке психологии и физиологии, математики, вычислительной техники, электроники и поэзии работают люди, познающие мышление. Одни бьются над сетями нейронов, пытаясь то алгеброй, то фантазией добраться до секрета их воспроизводящих свойств, другие совершенствуют считающие и моделирующие машины, третьи часами сидят с размышляющими и сочиняющими, протоколируя мельчайшее движение разума. Задача одна: подсмотреть рождение идей.