Глава 11

Заново сплетая мир

С самых первых пор моего обучения всегда кто-нибудь, обладающий острыми чувствами и тонким пониманием того, что он имеет в виду, описывал мне предметы с их цветом и звучанием. Поэтому обычно в моих мыслях вещи окрашены и издают звуки. Отчасти дело в привычке. А отчасти – в ощущениях души. Мозг с его устройством, рассчитанным на все пять чувств, настаивает на правильности такого восприятия и берет на себя остальное. Единство мира, включающее в себя все, требует, чтобы мир обладал и красками, независимо от того, имею я о них понятие или нет. Вместо того чтобы отгораживаться, я чувствую себя причастной, радуясь радостью тех, кто любуется восхитительными оттенками заката или радуги рядом со мной.

Хелен Келлер, “Мир, в котором я живу” (1908 г.)

Если генофонд вида преобразуется в набор моделей тех миров, где обитали предки животного, то головной мозг хранит в себе аналогичный набор моделей, описывающих собственный мир индивидуума. И тот и другой набор можно рассматривать как описание событий прошлого, и оба они используются с целью способствовать выживанию в будущем. Разница между ними заключается во временных масштабах и в степени приватности. Генетическое описание – это коллективные воспоминания, которые принадлежат всему виду и тянутся из бесконечно далекого прошлого. А память мозга является собственностью особи и содержит ее личный опыт начиная с рождения.

Наше субъективное знание о каком-либо хорошо знакомом месте воспринимается нами в самом деле как пространственная модель этого места. Отнюдь не точная масштабированная модель, и уж наверняка менее точная, чем мы думаем, но для своих целей вполне пригодная. Один из способов подступиться к этой идее был предложен некоторое время назад кембриджским физиологом Хорасом Барлоу – между прочим, прямым потомком Чарльза Дарвина. Барлоу особенно интересуется зрением, и его доводы вытекают из понимания им того факта, что узнавание предметов – задача куда более трудная, чем мы обычно полагаем, видя, как нам кажется, без малейших усилий.

Ведь мы пребываем в блаженном неведении о том, какую невероятно искусную работу совершаем каждую секунду своего времени бодрствования, когда видим и распознаем окружающие нас объекты. Задача органов чувств по расплетанию физических стимулов, которыми их бомбардирует окружающий мир, проста по сравнению с задачей мозга, заново сплетающего внутреннюю модель мира для дальнейшего использования. Суть наших рассуждений будет справедлива для любой из сенсорных систем, но я сосредоточусь главным образом на зрении, поскольку для нас оно наиболее важно.

Только подумайте, какую задачу приходится решать нашему головному мозгу, когда он распознает, скажем, букву А. Или вообразите трудности, связанные с узнаванием чьего-либо лица. По сложившейся среди ученых традиции считается, что обсуждаемое нами гипотетическое лицо принадлежало бабушке выдающегося нейробиолога Джерома Леттвина, но вы можете заменить его на любое лицо, знакомое вам, или вообще на любой знакомый вам предмет. Речь здесь идет не о субъективном осознании, не о сложном философском вопросе: что это значит – знать лицо своей бабушки. Для начала мы вполне удовольствуемся одной-единственной клеточкой в мозгу, которая включается тогда и только тогда, когда бабушкино лицо отображается у нас на сетчатке, а организовать такую зависимость ой как непросто. Вот если бы мы могли исходить из допущения, что изображение лица попадает всегда на один и тот же участок сетчатки, тогда было бы легче. Здесь имелось бы однозначное соответствие по принципу “ключ – замок”: участок сетчатки в форме бабушки, подключенный к распознающей бабушку клетке мозга. Другие клетки сетчатки, окружающие эту “замочную скважину” и образующие ее “негатив”, должны также быть подключены к той же самой мозговой клетке и подавлять ее активность. В противном случае “настроенная на бабушку” клетка мозга будет реагировать на белый лист бумаги точно так же, как и на лицо бабушки, и на все другие мыслимые изображения, которые он заведомо в себе “содержит”. Весь смысл реагирования на изображение, являющееся “ключом”, состоит в том, чтобы не реагировать ни на что другое.

Но такая “стратегия замочной скважины” нереализуема – она не выдерживает проверки простой арифметикой. Даже если бы Леттвину не нужно было распознавать никакие другие объекты, кроме своей бабушки, как бы он выходил из положения в тех случаях, когда ее изображение попадало бы на другую область сетчатки? Как быть с тем, что это изображение меняет свои размер и форму по мере того, как бабушка приближается или удаляется, поворачивается боком или откидывает голову назад, улыбается или хмурится? Если сложить все возможные сочетания “замочных скважин” и их “негативов”, получится число астрономического порядка. А когда мы вспомним о том, что Леттвин умеет распознавать не только лицо своей бабушки, но и сотни других лиц, а также другие части тела бабушки и прочих людей, все буквы алфавита и тысячи предметов, которые любой нормальный человек способен мгновенно назвать независимо от того, какой стороной они повернуты и какую площадь занимает их изображение на сетчатке, тогда необходимое количество включающих этот процесс клеток взрывообразно выйдет из-под контроля. Американский физиолог Фред Эттнив, пришедший к тем же общим выводам, что и Барлоу, подал эту мысль более эффектно при помощи следующего подсчета: даже если бы различением каждой фигуры в каждом возможном ракурсе занималась по принципу “замочной скважины” всего одна клетка, объем мозга измерялся бы кубическими световыми годами.

Так каким же образом в таком случае это удается нашему мозгу с его объемом порядка сотен кубических сантиметров? Ответ на поставленный вопрос предложили в 1950-х годах Барлоу и Эттнив независимо друг от друга. Они высказали мнение, что нервная система пользуется крайней избыточностью входящих сенсорных данных. “Избыточность” – это слово из области теории информации, и изначально им пользовались инженеры, работавшие над тем, чтобы оптимизировать пропускную способность телефонных линий. Информация в этом специальном смысле представляет собой меру неожиданности – величину, обратную ожидаемой вероятности. А избыточность – это понятие, противоположное информации: мера неоригинальности, обыденности. Избыточные сообщения или части сообщений неинформативны, поскольку в каком-то смысле их содержание уже известно адресату. Газеты не выходят с заголовками вроде “Сегодня утром взошло солнце”. Количество информации в таком заявлении близко к нулю. Но если бы однажды утром солнце не взошло, составители газетных заголовков, останься кто-нибудь из них в живых, уделили бы этому факту самое пристальное внимание. Информативность была бы теперь значительной – в соответствии с неожиданностью сообщения. Как устная, так и письменная речь в большой степени избыточна – вот откуда берется сжатый телеграфный стиль: избыточность устранена, информация оставлена.

Все знания о мире, находящемся за пределами наших черепных коробок, мы получаем от нервных клеток, по которым, подобно пулеметным очередям, пробегают импульсы. То, что нервная клетка непосредственно передает, представляет собой поток “потенциалов действия” – импульсов, чья сила постоянна (или, по крайней мере, не имеет значения), а вот частота меняется и тем самым несет информацию. Теперь давайте подумаем о принципах шифрования. Как бы вы преобразовали данные о внешнем мире – скажем, звук гобоя или температуру ванны – в импульсный код? Первое, что приходит на ум, – это простое варьирование частоты: чем теплее ванна, тем интенсивнее “пулеметная очередь”. Иными словами, у головного мозга мог бы иметься свой термометр, настроенный на частоту импульсов. На самом деле такой код нехорош, поскольку он расходует сигналы неэкономно. Памятуя о понятии избыточности, можно разработать шифры, передающие ту же информацию меньшим числом импульсов. Температуры в нашем мире по большей части остаются неизменными на протяжении длительных периодов времени. Твердить при помощи непрекращающегося града импульсов: “Горячо, горячо, по-прежнему горячо…” – это расточительство. Лучше сказать: “Внезапно сделалось горячо”, – имея в виду, что так оно и будет оставаться вплоть до следующего уведомления.

К нашему удовлетворению, нервные клетки в большинстве своем именно так и поступают, и это касается не только сигналов о температуре, но и передачи почти любой информации из окружающего мира. Бóльшая часть нервных клеток настроена на то, чтобы сообщать о происходящих с миром изменениях. Если трубач тянет одну продолжительную ноту, то типичная нервная клетка извещает об этом мозг, руководствуясь примерно следующей схемой передачи импульсов. До начала звучания – низкая частота сигналов; сразу после начала – высокая, но по мере того, как труба продолжает играть ту же самую ноту, частота “пулеметных очередей” падает до редкого постреливания; а когда звук прекращается – снова высокая частота сигналов, тоже впоследствии затухающая до уровня остаточного невнятного бормотания. Или же могут быть два типа нервных клеток: одни возбуждаются только при начале звуков, а другие – при их прекращении. Аналогичное использование избыточности – игнорирование однообразия – происходит и в клетках, сообщающих нашему мозгу о колебаниях освещенности, температуры, давления. Вся информация об окружающем мире преподносится нам как изменение, и в этом заключается громадная экономия.

Но ни вам, ни мне не кажется ведь, будто труба затихает. Мы слышим, как ее звук поддерживается на постоянной громкости, а после резко обрывается. Разумеется, это так. Это именно то, чего и следует ожидать от искусной системы кодирования. Она не упускает информацию, она только отбрасывает лишнее. Головному мозгу не докладывают ни о чем, кроме изменений, а уж его дело – воссоздавать все остальное. Барлоу не говорит этого напрямую, но мы могли бы сказать, что мозг, пользуясь сигналами, которые приходят по нервам, идущим от органов слуха, конструирует виртуальный звук. Мы воспринимаем такое восстановленное виртуальное звучание полностью и без сокращений, несмотря на то что сами сигналы экономно урезаны до информации об изменениях. Функционирование этой системы основывается на том, что состояние мира в любой отдельно взятый момент обычно мало отличается от состояния мира в предшествовавшую секунду. У наших органов чувств был бы резон беспрестанно информировать нас о состоянии мира только в том случае, если бы мир изменялся непредсказуемо, бессистемно и часто. В действительности же они экономично настроены на то, чтобы сообщать только о его неоднородностях, а головной мозг, исходя из справедливого допущения, что изменения, происходящие с миром, не взбалмошны и не случайны, пользуется получаемыми данными для создания своей собственной виртуальной реальности, возвращая ей первоначальную целостность.

Окружающий нас мир демонстрирует аналогичную избыточность не только во времени, но и в пространстве, и мозг прибегает здесь к подобным же уловкам. Органы чувств сообщают ему только о границах, которые он самостоятельно заполняет однообразным содержимым. Представьте себе, будто вы видите перед собой черный прямоугольник на белом фоне. Все это зрелище проецируется на вашу сетчатку, представляющую собой своего рода экран, плотно выстланный крошечными фотоэлементами – палочками и колбочками. Теоретически каждая палочка или колбочка могла бы сигнализировать головному мозгу о том, какова интенсивность падающего на нее света. Однако видимая нами картина чрезвычайно избыточна. Клетки, которые регистрируют черный цвет, с огромной вероятностью окружены клетками, также регистрирующими черный. А почти все клетки, регистрирующие белый, окружены клетками, также передающими информацию о белом цвете. Единственное важное исключение составляют фоторецепторы, располагающиеся на границе двух цветов. Те из них, которые находятся по белую сторону границы, сообщают о белом цвете, так же как и их соседи со стороны белой зоны. Однако соседи, расположенные по другую сторону, находятся уже в зоне черного цвета. В принципе, если бы на сетчатке возбуждались только эти пограничные клетки, мозг уже мог бы полностью воссоздать всю картину. И если бы такого можно было добиться, то экономия нервных импульсов оказалась бы колоссальной. Опять-таки: избыточность удаляется, а проходит только информация.

На деле эта экономия изящно достигается при помощи механизма, называемого латеральным торможением. Изложу принцип его действия в упрощенном виде, используя нашу аналогию с экраном из фотоэлементов. От каждого фотоэлемента отводится один длинный провод к главному компьютеру (мозгу), а также короткие проводки к непосредственным соседям по экрану. Через эти проводки на соседей оказывается тормозное действие – иными словами, понижается их способность производить импульсы. Нетрудно видеть, что наиболее высокий уровень сигнала будет приходить от тех клеток, которые отображают контуры, так как они будут тормозиться соседями только с одной стороны. На низших уровнях обработки информации подобное латеральное торможение – явление типичное для глаза как позвоночных, так и беспозвоночных животных.

И в этом случае мы тоже можем сказать, что головной мозг занимается созданием виртуального мира – более завершенного, чем та картина, которую передают ему органы чувств. Информация, приходящая от зрительных рецепторов к мозгу, – это главным образом информация о краях и границах. Но имеющаяся у мозга модель реальности способна заполнять пробелы между этими краями. Как и в примере с приостановками передачи данных во времени, здесь получается сэкономить благодаря удалению избыточности – с последующим ее восстановлением в головном мозге. Такая экономия возможна только потому, что в мире есть однообразные участки. Если бы тени и цвета испещряли наш мир бессистемно, ни о какой его экономичной реконструкции не могло бы быть и речи.

Другая разновидность избыточности вытекает из того факта, что в реальном мире многие линии являются либо прямыми, либо искривленными плавным и, следовательно, предсказуемым (то есть математически реконструируемым) образом. Если указать концы линии, то промежуток между ними может быть заполнен в соответствии с простым правилом, уже “известным” мозгу. Среди нервных клеток, обнаруженных в головном мозге млекопитающих, имеются так называемые “детекторы линий”, то есть нейроны, которые возбуждаются всякий раз, когда на некий определенный участок сетчатки – “рецептивное поле” данного нейрона – попадает прямая линия, находящаяся под неким определенным углом. Каждая из этих чувствительных клеток реагирует на какое-то одно, “свое” направление линии. В кошачьем мозге таких предпочтительных направлений только два: горизонтальное и вертикальное, причем каждое представлено примерно одинаковым количеством клеток. Мозг обезьян, однако, признает и другие направления. С точки зрения наших рассуждений об избыточности происходит примерно следующее. Все клетки сетчатки, на которые проецируется прямая линия, возбуждаются, и большинство возникающих при этом импульсов избыточны. Нервная система экономит на том, что все данные об этой линии, с учетом угла ее наклона, регистрирует одна-единственная клетка. Прямые линии лаконично обозначаются только их местоположением и направлением или же только координатами их концов, но никак не уровнем освещенности каждой точки на всем их протяжении. Головной мозг заново сплетает виртуальную линию, реконструируя все ее промежуточные точки.

Как бы то ни было, если вдруг какая-то деталь видимой картины отделяется от фона и начинает по нему передвигаться, то это новость – и о ней следует сообщить. Биологи и в самом деле обнаружили такие нервные клетки, которые молчат до тех пор, пока что-либо не начнет перемещаться по неподвижному фону. Если двигается вся картина целиком, клетка не реагирует – ведь это похоже на то мнимое движение, какое животное видит всякий раз, когда двигается само. Однако перемещение небольших предметов на неподвижном фоне богато информацией – и существуют специальные нейроны, чтобы выявлять его. Самыми знаменитыми из этих нервных клеток являются так называемые “детекторы букашек”, открытые у лягушек Леттвином (внуком той самой бабушки) и его коллегами. Детектор букашек – это клетка, которая, насколько можно судить, не чувствительна ни к чему, кроме движения мелких объектов относительно их фона. Как только какое-нибудь насекомое начинает двигаться по участку зрительного поля, контролируемому данной клеткой, та сразу же запускает мощную передачу сигналов, после чего лягушка обычно выбрасывает свой язык, чтобы поймать насекомое. Впрочем, для достаточно сложно организованной нервной системы даже движение букашки избыточно, если та движется по прямой. Будучи извещены о том, что насекомое перемещается к северу на постоянной скорости, вы вполне можете исходить из того, что оно будет продолжать так двигаться, пока не получите новое уведомление. Пойдя в своих рассуждениях еще чуточку дальше, мы должны будем предположить наличие в головном мозге клеток-детекторов более высокого порядка, особо чувствительных к изменениям в характере движения – скажем, к смене направления или скорости. Леттвину с соавторами удалось обнаружить, опять-таки у лягушки, клетку, судя по всему, занимающуюся именно этим. Вот как они описывают один из своих опытов в статье, опубликованной в журнале Sensory Communication (1961 г.):

Начнем с того, что возьмем в качестве зрительного поля пустую серую полусферу. Обычно клетка никак не реагирует на включение и выключение света. Она безмолвна. А теперь добавим небольшой темный объект с угловым размером, равным, скажем, 1–2 градусам, и в определенной точке его движения, которая может находиться практически где угодно на зрительном поле, он внезапно оказывается “замечен” клеткой. После этого, куда бы этот объект ни передвигался, клетка уже не упускает его из виду. На каждое его движение, будь то даже незначительное подергивание, она отвечает вспышкой импульсов, которая затухает до базового уровня сигналов, не прекращающихся до тех пор, пока объект остается в поле зрения. Если он продолжает двигаться, то вспышки сообщают о перебоях в его движении – например о поворотах, о смене направления на обратное и так далее, причем эти вспышки происходят на фоне постоянных сигналов, говорящих о том, что объект виден клетке…

Подводя итог вышеизложенному, можно сказать, что на различных уровнях своей иерархии нервная система отлажена таким образом, чтобы бурно реагировать на неожиданное, в то время как на ожидаемое реагировать слабо или не реагировать вовсе. Только само понятие неожиданности постепенно усложняется при переходе на каждый следующий уровень. На низшем уровне любое освещенное пятнышко – новость. Если подняться на уровень выше, новостью будут считаться уже только очертания. А поскольку многие очертания образованы прямыми линиями, на следующем уровне только концы линий признаются за новости. Забравшись еще выше, увидим, что там новости – это только движение. А еще выше – только изменения скорости и направления движения. Пользуясь терминологией Барлоу, взятой им из теории кодирования, мы могли бы сказать, что в частых и предсказуемых сообщениях нервная система употребляет короткие, экономичные слова, а в редких и неожиданных сообщениях – слова длинные и затратные. Это сродни тому, что наблюдается в человеческих языках, где самые короткие слова – они же и наиболее часто используемые (в общем виде данное правило называется законом Ципфа). Если довести эту мысль до крайности, то на протяжении большей части времени мозг не нуждается ни в какой информации, ибо происходящее – стандартно. Сообщать об этом было бы лишним. Головной мозг защищается от избыточной информации при помощи иерархической системы фильтров, каждый из которых настроен на то, чтобы устранять предсказуемые подробности того или иного рода.

Отсюда следует, что данный набор фильтров представляет собой своеобразное краткое описание нормы – статистических свойств того мира, в котором животное обитает. Это неврологический эквивалент открытия, сделанного нами в предыдущей главе: что совокупность генов животного представляет собой статистическую характеристику тех миров, где его предки подвергались действию естественного отбора. А теперь мы увидели, что и составные элементы той кодировки сенсорных данных, при помощи которой головной мозг взаимодействует с окружающей средой, статистически описывают эту среду. Они отлажены таким образом, чтобы игнорировать обыденное и подчеркивать нетипичное. Выходит, что наш воображаемый зоолог из будущего, изучив нервную систему неизвестного ему животного и измерив статистические тенденции ее настроек, мог бы реконструировать усредненные характеристики мира, в котором животное обитало, “считать информацию” о том, что в этом мире было обычным, а что – редкостью.

Такие выводы, как и в случае с генами, были бы косвенными. Изучить мир животного в виде непосредственного описания у нас бы не вышло. Скорее мы строили бы догадки об этом мире, исследуя словарь тех сокращений, которыми пользуется мозг, чтобы описывать происходящее. Государственные служащие обожают аббревиатуры вроде ЕСХП (Единая сельскохозяйственная политика) или СФВОА (Совет по финансированию высшего образования Англии), и неоперившимся бюрократам, несомненно, необходим словарь этих сокращений, ключ к шифру. Подобрав такой словарь на улице, вы сможете вычислить, сотрудник какого министерства обронил его, если посмотрите, что за словосочетания удостоились быть там сокращенными по причине их частого употребления. Перехваченный ключ к шифру не является специальным сообщением о мироустройстве, но он представляет собой краткую статистическую характеристику того мира, для экономичного, сжатого описания которого шифр был разработан.

Мы можем вообразить себе, будто каждый головной мозг оборудован хранилищем стандартных изображений, подходящих для имитации самых важных или самых обычных свойств мира, где животное обитает. И хотя я, вслед за Барлоу, всегда подчеркивал, что средством для заполнения этого хранилища является научение, нет никакой причины, по которой некую долю “поставок” туда не мог бы осуществлять и естественный отбор, работающий над генами. В таком случае мы, исходя из логики предыдущей главы, могли бы сказать, что “кладовая” мозга содержит картины из предкового прошлого видов. Мы назвали бы это коллективным бессознательным, если бы данное выражение не было уже слишком скомпрометировано.

Однако по предвзятостям, присущим набору изображений из хранилища, можно будет судить не только о том, какие особенности мира статистически непредсказуемы. Естественный отбор постарается, чтобы этот набор виртуальных образов содержал в себе картинки, имеющие особое значение или особенную важность в конкретном мире данной разновидности животных и ее предков, даже если эти изображения и не слишком типичны. Животному может всего один раз в жизни понадобиться различить какой-нибудь сложный рисунок – скажем, силуэт самки, принадлежащей к тому же виду, – но будет крайне важно именно в этот момент не растеряться. Для человека особенно значимы лица, хоть они и встречаются в нашем мире на каждом шагу. То же самое справедливо и для живущих стаями обезьян. Было установлено, что у обезьян в головном мозге имеется особая категория клеток, которые возбуждаются в полную силу только при виде чьего-либо лица целиком. Мы уже упоминали о том, что у людей с некоторыми точечными повреждениями мозга наблюдается очень необычная – и показательная – разновидность избирательной слепоты. Они не распознают лиц. Они способны видеть – и, судя по всему, нормально – все остальное, они видят также форму лица и его черты. Могут дать описание носа, глаз, рта. Но они не в состоянии узнать в лицо даже своего самого дорогого человека на свете.

Нормальные люди не просто умеют различать лица. Кажется, будто нам свойственно почти что неприличное стремление видеть лица повсюду: где они есть и где их нет. Мы видим их в оставленных сыростью разводах на потолке, в очертаниях холмов, в облаках и в марсианском ландшафте. Многие поколения любителей рассматривать Луну умудрялись, даже пользуясь настолько неблагодарным материалом, углядеть лицо в расположении лунных кратеров. Лондонская “Дейли экспресс” от 15 января 1988 года почти целую полосу посвятила сопровождавшейся кричащим заголовком истории о том, как одна уборщица из Ирландии увидела лик Иисуса на своей тряпке. “Теперь к двухквартирному дому, где она живет, ожидается паломничество… Священник ее прихода сказал: «За 34 года своего служения я никогда не видел ничего подобного»”. Прилагающееся фото демонстрирует тряпку с пятнами мастики, отдаленно напоминающими некую рожицу: с одного боку от того, что может сойти за нос, слабо угадывается глаз, а с другого скошенная бровь придает всему этому некое сходство с Гарольдом Макмилланом. Полагаю, впрочем, что должным образом подготовленному уму и сам Гарольд Макмиллан мог бы показаться Иисусом. “Экспресс” напоминает читателям о похожих историях, в том числе о “булочке-монашке”, которая выставлялась в одном из кафе Нашвилла, “напоминая лицо 86-летней Матери Терезы”, и производила большой фурор, пока “сама престарелая монахиня не написала в кафе с просьбой убрать булочку с витрины”.

Рвение, с каким наш мозг норовит при наличии малейшего к тому поощрения сконструировать лицо, способствует замечательной зрительной иллюзии. Возьмите обычную маску с лицом какого-нибудь человека – скажем, президента Клинтона, или что там нынче продают для маскарадов. Установите ее под хорошим освещением и рассмотрите из противоположного конца комнаты. Если маска обращена к вам лицевой стороной, то неудивительно, что она кажется вам выпуклой. Ну а теперь разверните ее и посмотрите с некоторого расстояния на ее изнанку. Большинство людей видят иллюзию сразу же. Если вам она не видна, попробуйте отрегулировать свет. Иногда может быть полезно закрыть один глаз, но это совершенно не обязательно. Суть иллюзии в том, что вогнутая сторона маски кажется выпуклой. Ее нос, брови и губы выпячиваются и кажутся вам ближе, чем уши. Это станет еще поразительнее, если вы начнете перемещаться из стороны в сторону или вверх и вниз. Кажущееся объемным лицо будет поворачиваться вслед за вами каким-то странным, почти волшебным, образом.

Я говорю не о том каждому знакомом впечатлении, когда хорошо написанный портрет следит за нами своим взглядом. Иллюзия с оборотной стороной маски куда жутче. Ярко освещенное лицо как будто парит в воздухе. И мы по-настоящему видим, как оно поворачивается. В моей комнате установлена маска Эйнштейна тыльной стороной наружу, и посетители вздрагивают, сталкиваясь с ней взглядом. Ярче всего эта иллюзия проявляется, если водрузить маску на медленно вращающийся столик. Когда маска обращена к вам своей выпуклой стороной, вы видите, что она крутится в “нормальном”, “реальном” направлении. Но вот появляется вогнутая сторона, и в этот момент происходит нечто необычайное. Вы видите еще одно объемное лицо, но движется оно в обратную сторону. И поскольку одно из этих лиц (допустим, настоящее объемное) вращается по часовой стрелке, а другое, псевдовыпуклое, – якобы против часовой стрелки, то выглядит все так, будто то лицо, которое отворачивается от нас, поглощается тем, которое к нам оборачивается. Таким образом, по мере того как вращение продолжается, вы видите, как в действительности впалое, но кажущееся выпуклым лицо движется какое-то время в противоположную реальному направлению сторону, после чего настоящее выпуклое лицо возвращается и его проглатывает. Общее впечатление от этой картины довольно неприятное и остается таковым, сколь бы долго вы ее ни созерцали. Вы не привыкаете к иллюзии, и она не рассеивается со временем.

Что же происходит? На этот вопрос можно ответить, разбив его на два. Во-первых, почему мы воспринимаем полую изнанку маски как выпуклую? И во-вторых, почему нам кажется, будто она крутится не в ту сторону? Мы уже согласились с тем, что головной мозг – большой мастер (и большой любитель) создавать лица при помощи своего встроенного симулятора. Несомненно, данные, которые ему поставляют глаза, соответствуют тому факту, что тыльная сторона маски вогнутая, но не противоречат – всего лишь не противоречат – и другому предположению: что она выпуклая. И мозг, выстраивая свою модель, отдает предпочтение этой второй альтернативе – по-видимому, в силу своего неудержимого стремления видеть лица. И потому он не обращает внимания на приходящие от глаз сигналы: “Это вогнутая поверхность”. Вместо этого он прислушивается к тем сигналам, которые твердят: “Это лицо, это лицо, лицо, лицо, лицо”. А лица всегда объемны. И тогда головной мозг извлекает из своего хранилища макет лица – как тому и положено, выпуклого.

Однако, когда маска начинает вращаться, мозг, создавший эту мнимую трехмерную модель лица, попадается на противоречии. Чтобы упростить объяснение, давайте предположим, что перед нами маска Оливера Кромвеля с его знаменитыми бородавками, которые видны как с внешней, так и с внутренней стороны маски. Глядя в пустую впадину носа, в действительности повернутого в направлении от нас, мы видим на его правой стороне здоровенную бородавку. Но сконструированный нашим головным мозгом виртуальный нос выглядит повернутым не от нас, а к нам, и у виртуального Кромвеля бородавка оказывается слева, как если бы мы смотрели на его зеркальное отражение. Если бы лицо на самом деле было выпуклым, то по мере его вращения нашим глазам постепенно все больше и больше открывалась бы именно та его сторона, которую они и ожидали бы увидеть, в то время как сторона, которую они ожидали бы видеть все меньше и меньше, плавно уходила бы из поля зрения. Но в связи с тем, что в действительности-то маска вогнутая, все происходит наоборот. Пропорции изображения на сетчатке изменяются таким образом, что, будь лицо выпуклым, мозг решил бы, будто оно поворачивается в обратную сторону. Это и есть видимая нами иллюзия. По мере того как одна сторона маски сменяет другую, мозг разрешает возникающее неизбежное противоречие единственным возможным способом, какой ему только остается, если принять во внимание его упрямое стремление считать маску выпуклой: конструирует виртуальную модель того, как одно лицо поглощается другим.

Редкое нарушение работы головного мозга, лишающее нас способности узнавать лица, называется прозопагнозией. Оно вызывается повреждениями определенных участков мозга. Сам этот факт уже говорит в пользу важности мозгового “хранилища лиц”. Я не знаю наверняка, но готов биться об заклад, что страдающим прозопагнозией людям иллюзия с оборотной стороной маски видна не будет. Прозопагнозию, так же как и другие способствующие пониманию истины клинические состояния, обсуждает Фрэнсис Крик в своей книге “Удивительная гипотеза” (1994 г.). Например, одна пациентка была очень напугана следующими своими ощущениями, и ее, как замечает Крик, можно понять:

…Люди и предметы, которые она видела в какой-либо точке пространства и считала неподвижными, внезапно оказывались в другом месте. Это было особенно неприятно, когда ей нужно было переходить дорогу: автомобиль, который, казалось, был далеко, ни с того ни с сего возникал совсем близко. <…> Ее мировосприятие в значительной степени напоминало то, как посетителям дискотеки видится танцплощадка при свете стробоскопа.

У этой женщины, как и у всех нас, было свое внутреннее хранилище, наполненное изображениями, необходимыми для сборки ее виртуальной вселенной. Сами по себе эти изображения были, судя по всему, хорошего качества. Но что-то случилось с ее программным обеспечением, которое должно было складывать их в плавно меняющуюся картину мира. У других пациентов была утрачена способность придавать своим виртуальным картинкам объем. Окружающий мир казался им состоящим из плоских, как будто вырезанных из картона поверхностей. Кто-то был способен узнавать предметы, только глядя на них под привычным углом. Большинство из нас, увидев, скажем, кастрюлю сбоку, без труда узнает ее и сверху. А данные пациенты, по-видимому, утратили способность манипулировать виртуальными образами и поворачивать их. Рассуждать о таких способностях удобно в понятиях компьютерной технологии виртуальной реальности, к чему я и планирую сейчас перейти.

Не буду вдаваться в подробности того, как работает виртуальная реальность сегодня, – они в любом случае, несомненно, устареют. Эта технология меняется стремительно, как и все в мире компьютеров. В общих чертах она выглядит так. Вы надеваете на голову гарнитуру с двумя миниатюрными компьютерными экранами – по одному для каждого из глаз. Изображения на этих экранах практически одинаковы, но со смещением – чтобы создать стереоскопическую иллюзию трехмерного пространства. Картина, которую вы видите, может быть любой, в зависимости от того, как запрограммирован компьютер. Возможно, это будет Парфенон – целый и невредимый, яркий и многоцветный, каким он был изначально, – или воображаемый марсианский ландшафт, или же внутреннее содержимое живой клетки в огромном увеличении. Пока что я вам описываю обычное стереокино. Разница в том, что у технологии виртуальной реальности имеется обратная связь. Компьютер не просто показывает вам картинки – он реагирует на вас. Головная гарнитура подсоединена таким образом, чтобы регистрировать каждый поворот вашей головы и прочие движения тела, которые в норме должны менять ваш угол зрения. Компьютер непрерывно получает информацию обо всех таких движениях и – вот в чем, собственно, состоит хитрость – запрограммирован изменять видимую глазам картину в точности так, как она менялась бы при поворотах вашей головы в действительности. Скажем, если бы вы оглянулись, то колонны Парфенона совершили бы вокруг вас поворот – и вы увидели бы статую, прежде находившуюся “сзади”.

Будь эта система более совершенна, вас можно было бы облачить в обтягивающее трико со вшитыми детекторами натяжения, чтобы отслеживать положение всех ваших конечностей. В таком случае компьютер смог бы всегда быть в курсе, когда вы шагнули, когда сели, когда взмахнули рукой. И вот вы имеете возможность бродить по Парфенону из конца в конец, мимо колонн, мелькающих по сторонам, в то время как компьютер подсовывает вам новые изображения в соответствии с тем, куда вы направляетесь. Ступайте осторожно, ведь на самом деле вы не в Парфеноне, а в загроможденном техникой компьютерном зале. При использовании современных технологий виртуальной реальности вы, вероятно, действительно будете прикованы к компьютеру сложной пуповиной из проводов, так что давайте представим себе какую-нибудь беспроводную радиосвязь или инфракрасный канал передачи данных – то, что станет возможным в будущем. Итак, вы можете беспрепятственно разгуливать по помещению, в реальности пустому, и исследовать фантастический виртуальный мир, созданный для вас программистами. И поскольку компьютеру известно расположение облегающего вас костюма, то нет никаких причин, которые помешали бы ему представлять вам вас самих в виде целостной человеческой фигуры, аватара, так чтобы вы могли посмотреть вниз и увидеть “свои” ноги – быть может, совершенно непохожие на те, какие есть у вас на самом деле. Вы сможете видеть, как руки вашего аватара имитируют движения ваших собственных рук. Если вы возьмете этими руками какой-нибудь виртуальный предмет – скажем, греческую урну, – вам будет казаться, что она перемещается вверх, по мере того как вы ее “поднимаете”.

Если бы кто-нибудь (возможно, находясь в другой стране) надел еще одну гарнитуру, подключенную к тому же компьютеру, то теоретически вы могли бы увидеть его аватар и даже пожать ему руку – хотя при сегодняшнем уровне технологий вы бы, вероятно, прошли с ним друг сквозь друга, как два призрака. Инженеры и программисты пока еще только работают над созданием иллюзии текстуры и “ощущения” твердой поверхности. Когда я посетил ведущую английскую компанию в области виртуальной реальности, мне рассказали там, что получают множество писем от людей, мечтающих о виртуальном половом партнере. Быть может, в будущем любовники, разделенные Атлантическим океаном, смогут ласкать друг друга по интернету, хотя и будут стеснены при этом необходимостью надевать обтягивающие перчатки и облегающее трико, пронизанные детекторами натяжения и устройствами, производящими надавливание.

А теперь давайте ненадолго отринем грезы, чтобы приблизиться к практической пользе виртуальной реальности. Современные медики нередко прибегают к помощи хитроумного эндоскопа – сложно устроенной трубки, которая вводится в организм пациента через рот или, скажем, прямую кишку и используется для диагностики и даже для хирургического вмешательства. Управляя этой длинной трубкой посредством своего рода натяжных тросов, хирург продвигает ее вдоль изгибов кишечника. Трубка оснащена крошечным объективом телекамеры на самом своем кончике, а также световодом, чтобы освещать себе путь. Кроме того, на кончике трубки могут иметься различные дистанционно управляемые инструменты, находящиеся под контролем хирурга, – например миниатюрные скальпели и зажимы.

При традиционной эндоскопии хирург следит за своими действиями через обыкновенный телеэкран, а оперирует, нажимая пальцами на пульт дистанционного управления. Но многие (и не в последнюю очередь Джарон Ланье, автор самого словосочетания “виртуальная реальность”) додумались до того, что в принципе ничто не мешает сделать так, чтобы хирургу казалось, будто он уменьшился и сам находится внутри организма пациента. Их идея пока еще пребывает на стадии разработки, поэтому для описания того, как может выглядеть эта методика в следующем столетии, я прибегну к фантазии. Хирургу будущего не понадобится тщательно дезинфицировать руки перед операцией, потому что у него не будет необходимости приближаться к больному. Хирург (предположим, это женщина) будет находиться в большом просторном помещении. Она будет подсоединена к находящемуся в кишечнике пациента эндоскопу посредством радиосвязи. Миниатюрные экраны, расположенные перед обоими ее глазами, будут создавать увеличенное стереоскопическое изображение внутренностей пациента, находящихся непосредственно перед кончиком трубки эндоскопа. Если она посмотрит налево от себя, компьютер автоматически развернет этот кончик влево. Угол изображения, регистрируемого находящейся в кишечнике камерой, будет послушно следовать за движениями головы хирурга во всех трех измерениях. Продвигать эндоскоп вдоль кишечника врач будет своими шагами. Медленно-медленно, чтобы ни в коем случае не повредить пациенту, компьютер проталкивает эндоскоп вперед, и направление движения всегда определяется направлением перемещений хирурга, происходящих в совершенно другом месте. Хирургу же будет казаться, что она и впрямь шагает вдоль по кишечнику. Ей даже не придется испытывать клаустрофобию: ведь, подобно тому как это делается и при сегодняшних эндоскопических технологиях, кишечник будет аккуратно наполнен воздухом – в противном случае его стенки спались бы, что вынудило бы нашего хирурга не столько идти, сколько ползти.

Найдя то, что искала, – скажем, злокачественную опухоль, – доктор выберет подходящее орудие из своего виртуального арсенала. Возможно, удобнее всего будет представить этот инструмент в виде сгенерированной компьютером имитации циркулярной пилы. Глядя через стереоэкраны, которыми оснащен надетый на голову шлем, на увеличенное и объемное изображение опухоли, хирург берет виртуальную бензопилу в свои виртуальные руки и приступает к работе, как если бы речь шла о том, чтобы выкорчевать пень в саду. Внутри реального пациента аналогом бензопилы, воспроизводящим ее действие, служит сверхтонкий лазерный луч. Грубые движения врача, орудующего бензопилой, переносятся на другой масштаб, как будто при помощи пантографа, и компьютер преобразует их в аналогичные им мельчайшие движения лазерной пушки на верхушке эндоскопа.

Мне, для моих нынешних целей, достаточно будет сказать только, что при помощи технологий виртуальной реальности теоретически возможно создать иллюзию того, как человек гуляет по чьему-либо кишечнику. Я не знаю, принесет ли это на самом деле какую-нибудь пользу хирургам. Подозреваю, что да, хотя врач-консультант, которому я задал этот вопрос, был настроен несколько скептически. Этот же хирург называет себя и своих коллег-гастроэнтерологов “почетными сантехниками”. Да и настоящие сантехники тоже иногда пользуются более крупнокалиберными разновидностями эндоскопов для обследования труб, а в Америке они даже запускают туда моторизованные скребки, прочищающие себе путь через засоры в канализации. Методы, которые я выдумал для хирурга, очевидно, подойдут и водопроводчику. Тот мог бы бродить (или плавать?) по виртуальному водостоку с виртуальным шахтерским фонарем на лбу и с виртуальной киркой в руке, чтобы пробивать засоры.

Парфенона, взятого мной в качестве первого примера, не существовало нигде, кроме как в компьютере. Этот же компьютер мог бы точно так же познакомить вас с ангелами, гарпиями и крылатыми единорогами. А вот мои гипотетические эндоскопист и сантехник гуляли по такому виртуальному миру, который удерживался в рамках необходимости походить на некий строго размеченный участок реальности – настоящее содержимое канализационной трубы или кишечника пациента. Спору нет, виртуальный мир, показывавшийся хирургу при помощи стереоэкранов, был создан компьютером, но создан в строгой, упорядоченной манере. Врач управляла настоящей лазерной пушкой, пусть и представленной в виде циркулярной пилы – удобного орудия, чтобы удалить опухоль, на вид сопоставимую по размеру с самим хирургом. Форма этого виртуального устройства отражала находящуюся внутри пациента часть реального мира наиболее подходящим для проведения операции образом. Для настоящей главы такая виртуальная реальность с наложенными ограничениями является ключевым понятием. Я полагаю, что любой вид животных, обладающих нервной системой, использует эту нервную систему для построения модели своего собственного, особого мира – модели, непрестанно и в обязательном порядке обновляемой через органы чувств. Характер этой модели может зависеть от того, для каких целей она нужна виду, в неменьшей степени, чем от мироустройства как такового.

Представьте себе парящую чайку, подумайте о том, как ловко оседлала она ветры, бросившись со скалистого берега. Она, возможно, не машет крыльями, но это не значит, что мышцы ее крыльев бездействуют. Они, так же как и мышцы хвоста, постоянно осуществляют тонкую регулировку, чутко прилаживая поверхность тела птицы к каждому порыву ветра, к каждому изменению в окружающих ее воздушных потоках. Если бы мы загрузили в компьютер информацию о ежемоментном состоянии всех нервных волокон, контролирующих эти мышцы, компьютер теоретически мог бы воссоздать во всех подробностях схему движения воздуха вокруг чайки. Он бы сделал это, исходя из предположения, что птица – подходящий механизм для того, чтобы летать, а следовательно, ей приходится конструировать постоянно обновляемую модель того, как движется окружающий ее воздух. Это должна быть динамическая модель – наподобие тех, при помощи которых синоптики предсказывают погоду и которые непрерывно дополняются новыми данными, получаемыми от метеорологических судов, спутников и наземных станций, что позволяет экстраполировать эти модели на будущее. Модели, используемые синоптиками, консультируют нас относительно погоды на завтра. Модель, используемая чайкой, тоже теоретически способна “консультировать” птицу насчет того, как заранее подрегулировать мускулы крыльев и хвоста, чтобы, паря, благополучно вписаться в следующую секунду.

Здесь я, очевидно, клоню к тому, что, хотя никакой программист никогда не создавал компьютерной модели, которая помогала бы чайкам выверять работу их хвостовой мускулатуры и мышц крыльев, именно такая модель, вне всякого сомнения, функционирует в головном мозге нашей чайки и вообще любой летящей птицы. Похожие программы, в общих чертах составленные генами и прошлым опытом, но постоянно, от миллисекунды к миллисекунде, обновляющиеся в соответствии со свежей информацией, получаемой от органов чувств, выполняются внутри черепной коробки у каждой плывущей рыбы, каждой несущейся галопом лошади, каждой эхолоцирующей летучей мыши.

Хитроумный изобретатель Пол Маккриди знаменит в первую очередь такими своими поразительно экономичными летательными аппаратами, как “Госсамер Кондор” и “Госсамер Альбатрос”, приводящимися в движение мускульной силой человека, а также “Солар Челленджер”, работающим на солнечных батареях. Кроме того, Маккриди сконструировал уменьшенную вдвое летающую копию гигантского птерозавра Quetzalcoatlus, жившего в меловом периоде. У этой громадной летающей рептилии, по размаху крыльев сопоставимой с небольшим самолетом, практически не было хвоста, что делало ее крайне неустойчивой в воздухе. Джон Мэйнард Смит, который, прежде чем переключиться на зоологию, готовился стать авиаинженером, отмечает, что это должно было повышать маневренность, но требовало тщательного, ежемоментного контроля над аэродинамическими поверхностями. Если бы копию, изготовленную Маккриди, не контролировал быстродействующий компьютер, она разбилась бы. Аналогичный компьютер должен был быть и у настоящего Quetzalcoatlus в голове – по тем же причинам. У более ранних птерозавров имелся длинный хвост, а на его конце в некоторых случаях находилось нечто, напоминающее мячик для настольного тенниса, – это должно было придавать еще больше устойчивости, но в ущерб маневренности. Складывается впечатление, что в ходе эволюции последних, практически бесхвостых, птерозавров вроде Quetzalcoatlus происходил сдвиг от устойчивой, но неповоротливой конструкции к маневренной, но неустойчивой. Точно такая же тенденция наблюдается и в эволюции аэропланов, создаваемых руками человека. Как в том, так и в другом случае этот сдвиг невозможен без возрастания компьютерной мощности. Как и в примере с чайкой, бортовой компьютер внутри черепной коробки птерозавра должен был использовать симуляционную модель животного и воздуха, сквозь который оно летело.

Мы – люди, мы – млекопитающие, мы – животные оби таем в виртуальном мире, составленном из разноуровневых элементов, подходящих для отображения мира реального. Мы-то, разумеется, ощущаем себя прочно устроившимися в реальном мире, но именно так оно и должно быть, если только программное обеспечение нашей “виртуальной реальности с наложенными ограничениями” хоть сколько-нибудь качественно. А оно очень качественно – настолько, что мы вообще замечаем его существование только в тех редких случаях, когда что-нибудь идет не так. Тогда мы испытываем иллюзию или галлюцинацию, как в обсуждавшемся выше примере с оборотной стороной маски.

Британский психолог Ричард Грегори обратил особое внимание на зрительные иллюзии как на инструмент, помогающий изучать работу мозга. В своей книге “Глаз и мозг” (пятое издание – 1998 г.) он рассматривает зрение как активный процесс, в ходе которого мозг выдвигает гипотезы о том, что происходит во внешнем мире, а затем сопоставляет их с информацией, получаемой от органов чувств. Одной из самых известных зрительных иллюзий является куб Неккера. Это обычное контурное изображение пустого куба – как если бы тот был сделан из стальных прутьев. Двумерный рисунок чернилами на бумаге. Однако нормальный человек воспринимает его как куб. На основании двумерного рисунка головной мозг выстраивает трехмерную модель. Собственно говоря, он занимается чем-то подобным практически всегда, когда вы разглядываете какую-нибудь картинку. Данное плоское изображение на бумаге в равной степени совместимо с двумя различными трехмерными моделями в мозге. Посмотрите пристально на рисунок в течение нескольких секунд – и вы увидите переключение. Грань, которая прежде казалась ближайшей к вам, станет выглядеть наиболее удаленной. Продолжайте глядеть – и куб вернется в исходную конфигурацию. Наш головной мозг в принципе мог бы быть устроен так, чтобы придерживаться какой-то одной из двух возможных моделей куба – скажем, той, которая возникнет первой, пусть даже вторая точно так же совместима с данными, приходящими от сетчатки. Но в действительности он поступает иначе, попеременно включая на несколько секунд то одну, то другую модель. Чем выдает себя с потрохами, поскольку видимый нами куб начинает мигать. Трехмерные модели создаются нашим мозгом. Это – виртуальная реальность у нас в голове.

Когда мы смотрим на настоящий деревянный ящик, наша программа-симулятор снабжается дополнительной информацией, которая дает возможность оказать однозначное предпочтение какой-то одной из двух возможных моделей. Поэтому мы видим ящик только в одной конфигурации, без переключения. Но это ничуть не умаляет универсальной правдивости урока, преподнесенного нам кубом Неккера. На какой бы предмет мы ни глядели, всегда в каком-то смысле можно сказать, что в действительности головной мозг имеет дело не с самим этим предметом, а с его моделью, которую сам же и создает. Эта модель так же искусственна, как и Парфенон в одном из моих предыдущих примеров. Но, в отличие от нашего Парфенона (а также, вероятно, от сновидений), эта модель, подобно используемой хирургом компьютерной модели внутренностей пациента, не является полностью вымышленной: на нее накладывает ограничения информация, поступающая извне.

Более впечатляющая иллюзия, иллюзия объема, обеспечивается стереоскопией – незначительной разницей между теми двумя картинками, которые видны левому и правому глазу. Именно этот феномен используется на двух экранах гарнитуры в технологиях виртуальной реальности. Попробуйте поднести правую ладонь к своему лицу на расстояние примерно одного фута, большим пальцем к себе, и посмотреть обоими глазами на какой-нибудь находящийся в отдалении предмет – скажем, дерево. Вы увидите две руки, соответствующие тем изображениям, которые передает каждый из двух ваших глаз. Поочередно закрывая то один глаз, то другой, вы легко установите, какой из них какую картинку видит. Вам будет казаться, будто местоположение двух видимых вами рук несколько различается, поскольку глаза смотрят под разными углами, в силу чего изображения на каждой из двух сетчаток оказываются существенно смещены друг относительно друга. Да и сама рука выглядит для каждого из глаз несколько по-иному. Левому глазу будет чуть больше видна ладонь, а правому – ее тыльная сторона.

А теперь, вместо того чтобы смотреть на дерево вдалеке, взгляните на свою руку, по-прежнему держа оба глаза открытыми. Вы увидите уже не две руки на переднем плане и одно дерево на заднем, а одну объемную руку и два дерева. Но ведь изображение руки все так же попадает на разные участки сетчатки левого и правого глаз. Что же это означает? То, что ваше программное обеспечение, занимающееся имитационным моделированием, сконструировало единую трехмерную модель кисти вашей руки. Более того, при создании этой 3D-модели была использована информация, получаемая от обоих глаз. Головной мозг осуществляет хитрый сплав из двух отдельных наборов данных, объединяя их в удобную для использования модель одной трехмерной, объемной руки. Да, кстати, все изображения, конечно же, проецируются на сетчатку вверх ногами, но это неважно, поскольку симулятор нашего мозга конструирует свою модель так, чтобы она наилучшим образом соответствовала стоящим перед ней задачам, и придает ей правильную ориентацию в пространстве.

Вычислительные уловки, которыми пользуется головной мозг для создания трехмерной модели на основе двумерных изображений, поразительно сложны и служат источником для, пожалуй, самых впечатляющих иллюзий из всех. История этих иллюзий восходит к открытию, которое венгерский психолог Бела Юлес сделал в 1959 году. В обычном стереоскопе левому и правому глазу показывают одинаковые фотографии, но снятые под должным образом подобранными различными углами. Мозг сопоставляет эти фото и видит поразительно объемную картину. У Юлеса стереоскоп был устроен так же, но только изображения представляли собой хаотичное месиво из черных и белых точек. Левому и правому глазу демонстрировались два идентичных абстрактных узора, имеющих одно принципиальное различие. В одном из типичных для Юлеса экспериментов на некоем – допустим, квадратном – участке какого-то из двух изображений все случайно разбросанные точки были смещены в одну сторону, на расстояние, необходимое для создания стереоскопической иллюзии. И мозг видит эту иллюзию: квадратный участок выступает из общего фона, несмотря на то что ни на одной из двух картинок нет ни малейшего намека на квадрат. Квадрат присутствует только в различии между ними. Он выглядит вполне реальным для наблюдателя и, однако же, не существует нигде, кроме его мозга. Принцип действия столь популярных в наши дни картинок “Волшебный глаз” основан на эффекте Юлеса. Стивен Пинкер с виртуозностью человека, обладающего подлинным талантом великолепно объяснять, посвятил этому принципу небольшой раздел своей книги “Как работает мозг” (1998 г.). Не буду и пытаться превзойти его.

Существует простой способ показать, что головной мозг действует как замысловатый компьютер, создающий виртуальную реальность. Сперва оглядитесь вокруг, поводя глазами. По мере того как вы это делаете, изображения на ваших сетчатках скачут, будто вы оказались свидетелем землетрясения. Но вам окружающая вас картина кажется незыблемой как скала. Я веду, разумеется, к тому, что виртуальная модель мира, существующая в вашем мозге, запрограммирована оставаться незыблемой. Однако это еще не все, что можно почерпнуть из данного примера, ибо есть и другой способ заставить изображение на сетчатке двигаться. Тихонько надавите на свое глазное яблоко через веко. Спроецированная на сетчатку картинка смещается примерно так же, как и в предыдущем случае. И в самом деле, если достаточно потренироваться с пальцем, можно научиться менять направление своего взгляда таким способом. Но теперь вы и вправду видите, будто вся земля ходит ходуном. Окружающая вас картина движется, как при землетрясении.

В чем же разница между этими двумя случаями? В том, что ваш мозговой компьютер настроен на то, чтобы учитывать обычные движения глаз, и он принимает их в расчет, когда производит вычисления для конструируемой им модели мира. Модель эта, очевидно, получает информацию не только от глаз, но и из сообщаемых глазам инструкций. Всякий раз, когда мозг направляет глазным мышцам приказ повернуть глазное яблоко, копия этого приказа пересылается в ту область мозга, которая проектирует модель внешнего мира для своего внутреннего пользования. Таким образом, когда глаза двигаются, программное обеспечение вашего мозга, занимающееся созданием виртуальной реальности, оказывается предупреждено об этом строго определенном движении, ожидает его и компенсирует. Поэтому имеющаяся у нас в голове модель мира видится нам по-прежнему неподвижной, хоть теперь мы, возможно, смотрим на нее под другим углом. Если же вдруг земля вокруг нас начинает двигаться без предупреждения, наша виртуальная модель двигается вместе с ней. И поскольку землетрясения на самом деле случаются, устроено это великолепно, если не считать тех случаев, когда вы обманываете систему, надавливая себе на глазное яблоко.

Еще один, последний, пример с использованием самих себя в качестве подопытных кроликов: повертитесь на одном месте, чтобы испытать легкое головокружение. А теперь остановитесь и посмотрите прямо перед собой. Вам будет казаться, будто мир вращается вокруг вас, хоть разумом вы и прекрасно осознаете, что, вопреки этому вращению, все остается на своих местах. Изображения на вашей сетчатке не двигаются, но находящиеся в ваших ушах датчики ускорения (принцип работы которых заключается в улавливании колебаний жидкости внутри так называемых полукружных каналов) сообщают головному мозгу, что вы крутитесь. Мозг, в свою очередь, дает программному обеспечению, занимающемуся созданием виртуальной реальности, указание исходить из того, что видимый мир должен вращаться. Таким образом, когда изображения на сетчатке перестают вращаться, наша виртуальная модель замечает противоречие и поворачивается в противоположном направлении. Если выражаться образно, программное обеспечение виртуальной реальности говорит самому себе: “Из донесений, поступающих от ушей, я знаю, что кручусь. Следовательно, для того чтобы модель мира продолжала выглядеть неподвижной, необходимо задать ей верчение в противоположную сторону, в соответствии с данными, посылаемыми от глаз”. Однако на самом-то деле сетчатка наших глаз никакого вращения не регистрирует, а значит, то, что мы, как нам кажется, видим, – это компенсаторное вращение модели в нашей голове. В понятиях, используемых Барлоу, оно – неожиданность, “новость”. Поэтому-то мы ее и замечаем.

У птиц имеется дополнительная проблема, от которой люди, как правило, избавлены. Птицу, сидящую на ветке, постоянно раскачивает вверх и вниз, вперед и назад. Соответствующая болтанка происходит и с изображениями на ее сетчатке. Это все равно что жить при непрекращающемся землетрясении. Птицы удерживают свою голову, а следовательно, и свою картину мира в устойчивом положении благодаря усердной работе шейных мышц. Если птицу, сидящую на колеблемой ветром ветке, заснять на пленку, то при просмотре едва не возникает впечатление, будто голова птицы приклеена к фону, а мышцы шеи используют эту голову в качестве точки опоры, чтобы раскачивать все остальное. Когда птица ходит по земле, она, ради придания устойчивости своей картине мира, прибегает к той же самой уловке. Вот почему гуляющие цыплята совершают отрывистые движения головой то вперед, то назад, что нам может казаться комичным. В действительности же это весьма умно. По мере того как все тело птицы продвигается вперед, шея точно и аккуратно отводит голову назад, так что попадающие на сетчатку изображения остаются неподвижными. Затем голова выбрасывается вперед, что позволяет начать весь цикл заново. Невольно задаюсь вопросом: не может ли у этого птичьего подхода к проблеме быть одно нежелательное следствие – неспособность птицы увидеть настоящее землетрясение, проявления которого будут компенсироваться работой шейных мускулов? Если перейти на более серьезный тон, то можно сказать, что птица использует мышцы своей шеи для упражнения, созвучного идеям Барлоу: все, что в окружающем мире не заслуживает внимания, принимается за константу, так что на передний план выступают только подлинно движущиеся объекты.

Судя по всему, подобные навыки по поддержанию постоянства своего видимого мира есть также у насекомых и у многих других животных. Экспериментаторы продемонстрировали это при помощи так называемого оптомоторного аппарата: насекомое помещают на столик и окружают полым цилиндром с вертикальными полосами на внутренней поверхности. Теперь, если вы станете вращать цилиндр, насекомое, перебирая ногами, будет активно поворачиваться вместе с ним. Оно прилагает усилия к тому, чтобы видимый им мир оставался неизменным.

По идее, когда насекомое самостоятельно передвигается куда-либо, оно должно предупреждать свою программу-симулятор об этом движении, иначе ему пришлось бы компенсировать свои собственные движения перемещениями в противоположную сторону – и на что это было бы похоже? Подобные соображения побудили двух искусных немцев, Эриха фон Хольста и Хорста Миттельштедта, провести дьявольски хитроумный опыт. Если вам когда-нибудь доводилось наблюдать за мухой, которая умывается передними лапками, то вы знаете, что мухи способны поворачивать свою голову как угодно – хоть полностью вверх тормашками. Фон Хольсту и Миттельштедту удалось зафиксировать клеем мушиную голову в перевернутом положении. Вы, конечно, уже догадываетесь о последствиях. Обычно, когда муха поворачивается, модель в ее головном мозге бывает извещена о том, что и от видимой картины мира следует ожидать соответствующего поворота. Но несчастная муха с перевернутой головой, едва тронувшись с места, получает информацию, указывающую на то, что мир повернулся в направлении, противоположном ожидаемому. Чтобы исправить это недоразумение, мушиные ноги продолжают двигаться все в ту же сторону. Это еще сильнее сдвигает видимую мухой картину мира “не туда”. Все заканчивается тем, что муха вертится как волчок со все возрастающей скоростью – ну, до определенного предела, разумеется.

Тот же Эрих фон Хольст высказал мысль, что похожее затруднение должны будем испытывать и мы, если подавлять наши произвольные попытки повернуть глаза в ту или иную сторону – скажем, вызвав медикаментозный паралич глазодвигательных мышц. В норме, когда вы отдаете своим глазам приказ повернуться вправо, изображения на вашей сетчатке сообщают вам о своем перемещении влево. Однако если глазодвигательные мышцы парализованы, то видимая вами модель мира должна повернуться вправо, предвосхищая перемещение изображений на сетчатке, которому не суждено осуществиться. Теперь давайте предоставим слово самому фон Хольсту, процитировав его работу “Физиология поведения животных и человека” (1973 г.):

Так оно и оказалось! То, что уже много лет известно от больных, страдающих параличом глазных мышц, теперь было точно установлено в экспериментах Корнмюллера на самом себе: каждое задуманное, но не осуществленное движение глаз приводит к ощутимому перемещению видимой картины в том же направлении.

Мы настолько привыкли жить в виртуальном мире, который так великолепно синхронизирован с миром реальным, что не отдаем себе отчета в том, что это симулятор. Чтобы подвести нас к пониманию истины, требуются хорошо продуманные опыты вроде тех, что ставил фон Хольст вместе со своими соавторами.

Но у этой медали есть и оборотная сторона. Мозг, хорошо умеющий выстраивать воображаемые модели, почти неизбежно подвергается опасности самообмана. Сколь многие из нас в детстве, лежа в постели, испытывали ужас, оттого что думали, будто в окно нашей спальни заглядывает привидение или чудовище, которое на поверку оказывалось игрой теней. Мы уже обсуждали то, с каким упорством моделирующее программное обеспечение нашего головного мозга сооружает выпуклое лицо из вогнутого. С неменьшим упорством оно будет создавать и лицо призрака из залитых лунным светом складок белой занавески.

Каждую ночь в течение всей нашей жизни нам снятся сны. Наши программы-симуляторы воздвигают целые несуществующие миры: людей, животных и места, которых никогда не было и, возможно, не могло быть. Во время сна мы принимаем эти фальшивки за реальность. Да и как может быть иначе, если и саму реальность мы познаем точно так же – через имитационные модели? Наше программное обеспечение порой обманывает нас и когда мы бодрствуем. Иллюзии наподобие фокуса с обратной стороной маски сами по себе безобидны, и нам понятно, как они возникают. Однако, когда мы находимся под действием наркотиков, или температурим, или изнурены постом, наше занимающееся имитацией реальности программное обеспечение способно порождать галлюцинации. На протяжении всей истории человечества у людей случались видения ангелов, святых и богов, выглядевших совершенно как настоящие. Само собой, они и должны были выглядеть настоящими. Это всё модели, собранные программами-симуляторами при помощи тех же самых приемов, какие используются этими программами, чтобы показывать нам непрерывно обновляемую картину реальности. Нет ничего удивительного в том, что влияние этих видений оказалось так велико. Нет ничего удивительного в том, что они меняли жизнь народов. Поэтому, когда нам рассказывают, как у кого-то было видение, кого-то посетил архангел или кто-то слышал голоса у себя в голове, следует поостеречься принимать это за чистую монету. Помните о том, что наши головы начинены мощными и гиперреалистическими симуляционными программами, которые способны в два счета сотворить призрак, дракона, пресвятую деву и даже плод во чреве ее. Для программного обеспечения такой степени сложности это детские забавы.

Небольшое предостережение. Аналогия с виртуальной реальностью привлекательна и во многих отношениях уместна. Но с ней есть риск впасть в заблуждение – будто в мозге имеется “человечек” или “гомункулус”, который смотрит виртуальное шоу. Как заметили некоторые философы, в том числе Дэниел Деннет, если вы полагаете, что глаз подключен к мозгу таким образом, что любые изображения, попадающие на сетчатку, непрерывно передаются на находящийся где-то в недрах мозга крохотный киноэкран, то вы не объясняете ровным счетом ничего. Кто смотрит на экран? Этот новый вопрос ничуть не мельче исходного, на который вы, как вам казалось, ответили. С таким же успехом вы могли бы предположить, что “человечек” смотрит непосредственно на сетчатку, а это уж явно не решило бы никаких вопросов. Та же самая проблема возникает и в случае, если понимать аналогию с виртуальной реальностью буквально и представлять себе, как некто, заключенный внутри нашего черепа, “живет” в виртуальном мире.

Проблемы субъективного сознания являются, по-видимому, самыми трудными во всей философии, и их решение находится далеко за пределами моих амбиций. Мысль, которую я хочу высказать, куда более скромна. Она состоит в том, что представителю любого вида животных в любой ситуации необходимо обрабатывать информацию об окружающем мире наилучшим образом, для того чтобы действовать. “Создание модели мира в голове” – удобный способ описывать то, как это происходит, а сравнение с технологией виртуальной реальности особенно удачно по отношению к людям. Как-то мне уже приходилось высказывать доводы в пользу того, что модель окружающего мира, используемая летучей мышью, по всей вероятности, похожа на модель, используемую ласточкой, несмотря на то что одна подключена к реальности через уши, а другая – через глаза. Головной мозг моделирует свой мир так, чтобы действовать в этом мире было максимально удобно. Раз действия ласточек, ведущих дневной образ жизни, и летучих мышей, ведущих ночной образ жизни, одинаковы – маневрирование на высокой скорости в трех измерениях, избегание твердых препятствий и ловля насекомых на лету, – то и используемые ими модели должны быть сходными. Я не постулирую наличия у них в голове “маленькой летучей мыши” или “маленькой ласточки”, которые смотрят на демонстрируемую им модель. Просто при помощи такой модели каким-то образом осуществляется контроль за мускулатурой крыльев, а дальше этого я не заглядываю.

Как бы то ни было, каждому из нас, людей, известно, что иллюзия наличия некоего единого действующего начала, сидящего в глубине головного мозга, очень убедительна. Подозреваю, что здесь можно провести параллель с принципом “эгоистического сотрудничества” объединившихся генов, которые, будучи по существу независимыми факторами, создают иллюзию целостного организма. Я еще ненадолго возвращусь к этой мысли в конце следующей главы.

В настоящей главе излагались аргументы в пользу той идеи, что головной мозг взял на себя часть обязанностей ДНК по записыванию информации об окружающей среде – точнее, об окружающих средах, поскольку в ближайшем и далеком прошлом их было много разных. Информация о прошлом полезна лишь постольку, поскольку она помогает прогнозировать будущее. Организм животного представляет собой своего рода предсказание о том, что будущее окажется в общих чертах таким же, как прошлое, в котором жили предки этого организма. Насколько предсказание будет правдивым, настолько велика вероятность того, что животное выживет. А имитационные модели мира позволяют животному действовать, как бы предвосхищая, что же такого этот мир выкинет в ближайшие секунды, часы или дни. Для полноты картины следует заметить, что сам головной мозг и содержащиеся в нем системы виртуальной реальности являются в конечном счете результатом естественного отбора, которому подвергались гены предков. Добавим также, что предсказательная способность генов ограниченна, поскольку будущее бывает похожим на прошлое лишь в самом общем смысле. В том же, что касается деталей и тонкостей, гены снабдили животное аппаратурой – нервной системой – и таким программным обеспечением для создания виртуальной реальности, которое непрестанно обновляется и пересматривает свои предсказания, чтобы не отставать от быстро меняющихся обстоятельств. Гены как бы говорят: “Мы можем смоделировать только самые общие характеристики среды – те, которые остаются неизменными из поколения в поколение. Ну а насчет быстрых изменений – слово за тобой, мозг”.

Мы перемещаемся по виртуальному миру, изготовленному нашим собственным мозгом. Сконструированные им модели скал и деревьев в неменьшей степени являются частью той среды, где мы, животные, обитаем, чем настоящие скалы и деревья, которые этими моделями изображаются. И поразительно: наши виртуальные миры можно также рассматривать как часть той среды, в которой наши гены подвергаются действию естественного отбора. Мы говорили о генах верблюдов как о пришельцах, которые явились из предковых миров, где были отобраны за способность выживать в древних пустынях и еще более древних морях, были отобраны в компании прочих совместимых друг с другом верблюжьих генов, вступавших в картели. Все это так: аналогичные истории о миоценовых деревьях и плиоценовых саваннах можно рассказать и про наши с вами гены. Теперь нужно добавить только то, что к тем мирам, в которых приходилось выживать генам животных, относятся и виртуальные миры, создававшиеся в головном мозге их предков.

В случае высокосоциальных животных, какими являемся мы и какими были наши предки, виртуальные миры представляют собой, хотя бы отчасти, плод коллективного созидания. Нашим генам, особенно после изобретения языка и возникновения материальной культуры и технологий, приходилось выживать в сложных и изменчивых мирах, самым емким определением которых будет “виртуальная реальность совместного пользования”. Какая удивительная мысль: подобно тому как гены выживают в пустынях и лесах, подобно тому как они выживают в присутствии других генов генофонда, точно так же можно сказать, что они выживают в воображаемых, и даже поэтических, мирах, созданных головным мозгом. К загадке человеческого мозга как такового мы и перейдем в заключительной главе книги.