Как работает мозг

Даже если бы мы решили эти проблемы, мы были бы способны контролировать процесс ходьбы только у насекомого. Насекомое, у которого шесть лапок, поднимая три из них, всегда может держать остальные три на земле. При этом оно в любой момент движения сохраняет устойчивость. Даже четвероногое животное, если оно передвигается не слишком быстро, может все время опираться на землю тремя ногами. Как сказал один инженер, «сама идея передвижения человека вертикально и на двух ногах кажется верным рецептом катастрофы, и ее осуществление на практике требует поразительного контроля над собой»[8]. Когда мы ходим, мы во время каждого шага на мгновение падаем и тут же останавливаем свое падение. Когда мы бежим, мы на время отрываемся от земли и летим. Эти фигуры высшего пилотажа позволяют нам ставить ноги на точки опоры, размещенные далеко друг от друга или на разных расстояниях и неспособные удерживать наше тело в состоянии покоя, а также проходить по узким тропинкам и перепрыгивать через препятствия. Однако никому еще не удалось точно установить, как мы это делаем.

Управление рукой – тоже задача не из легких. Возьмитесь рукой за головку настольной лампы и переместите его по прямой диагонали из положения внизу слева от себя в положение вверху справа. Двигая лампу, обратите внимание на составляющие ее штанги и шарниры. Вы двигаете абажур по прямой линии, однако каждая штанга при этом совершает сложное движение по кривой, в одни моменты оставаясь практически неподвижной, в другие – резко опускаясь, в третьи – вместо сгибательного движения совершая разгибательное. А теперь представьте, что вам нужно повторить это движение в обратном порядке, не глядя на головку, то есть скоординировать ряд движений в каждом месте соединения таким образом, чтобы головка перемещалась по прямой. Тригонометрия этого действия пугающе сложна. А ведь ваша рука – не лампа, и при этом ваш мозг без труда решает эту задачу каждый раз, когда вам нужно на что-то указать. Если же вы когда-нибудь держали такую лампу за зажим, которым она крепится к столу, то вы понимаете, что проблема намного сложнее, чем я только что ее представил. Лампа под собственным весом начинает беспорядочно двигаться, как живая; точно так же двигались бы ваши руки, если бы мозг не компенсировал их вес, ежеминутно решая невообразимо сложные задачи из области физики[9].

Еще более поразителен процесс управления кистью руки. Почти две тысячи лет назад греческий врач Гален отмечал, насколько сложный процесс конструирования понадобился природе, чтобы создать человеческую кисть. Это единственный инструмент, способный манипулировать объектами, отличающимися на удивление широким разнообразием размеров, форм и веса – от бревна до крупинки проса. «Человек так хорошо берет в руки эти предметы, – отмечал Гален, – что всем покажется, будто руки созданы специально для каждого из них, взятого в отдельности»[10]. Руку можно сложить в форме крюка (чтобы поднять ведро), ножниц (чтобы держать сигарету), пятикулачкового зажимного патрона (чтобы поднять подставку для стакана), трехкулачкового зажимного патрона (чтобы держать карандаш), двухкулачкового зажимного патрона (чтобы вдеть нитку в иголку), зажима, у которого губка прислоняется к боковой поверхности (чтобы повернуть ключ), захвата (чтобы взять молоток), кругового захвата (чтобы открыть банку) и шарообразного захвата (чтобы взять мячик)[11]. Для каждой из этих операций требуется напряжение мышц в определенном сочетании, позволяющем руке принять нужную форму и сохранять ее, сопротивляясь давлению груза, который стремится ее разогнуть. Представьте себе, что вы поднимаете пакет молока. Если сжать его недостаточно крепко, то вы его уроните, а если слишком крепко – раздавите; а если слегка покачать пакет, то, чувствуя давление на подушечки пальцев, можно даже определить, сколько в пакете осталось молока! Я даже не говорю о языке – этом бескостном куске студня, контролируемом только путем сжатия и при этом способном доставать остатки пищи из задних зубов и выполнять настоящие пируэты, необходимые для артикуляции таких слов, как «параллелепипед» и «дезоксирибонуклеиновая».

* * *

«Обыкновенный человек удивляется чудесам… Мудрый человек удивляется вещам обычным». Держа в голове это изречение Конфуция, посмотрим на повседневные действия человека свежим взором разработчика робота, чья задача – в точности воспроизвести их. Представим, что нам каким-то образом удалось построить робота, который может видеть и двигаться. Как он поймет, что он видит? Как он решит, что ему делать?

Разумное существо не может рассматривать каждый объект, который оно видит, как уникальное явление, подобного которому нет нигде во Вселенной. Ему необходимо распределять объекты по категориям таким образом, чтобы можно было применить к конкретному предмету добытые ценой больших усилий знания, полученные в прошлом о подобных объектах.