Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

Лотка описывал данный бесхитростный механизм в трех биологических терминах: нервное окончание (ведущие колеса), регулятор (поперечное колесо) и рецептор (антенны). По его словам, «регулятор “интерпретирует” информацию, поступающую от приемной антенны, и изменяет траекторию движения игрушки в соответствии с полученными данными таким образом, чтобы уберечь жука от падения» [15]. Лотка привел наглядный пример системы, которая могла демонстрировать явно целеустремленное, целенаправленное поведение на основе простой рефлекторной дуги. Абстрактно размышляя о типах задействованных органов – рецепторов, регуляторов и нервных окончаний, фактически те же трех компонентов, которые Икскюль определил в своих функциональных кругах, – Лотка показал, как они могут быть применены к широкому спектру ситуаций, в которых животные реагируют адаптивным и, судя по всему, целенаправленным образом.

Схема игрушечного жука, используемого Лоткой для демонстрации очевидного целенаправленного поведения

Послевоенные технологические достижения повлияли на представление ученых о нервной системе и мозге. В 1929 году психолог из Йельского университета Кларк Леонард Халл[171] описал модель условного рефлекса, используя электронные компоненты. Вскоре были созданы две улучшенные версии [16]. Устройство, состоящее из ряда резисторов и ячеек памяти, соединенных параллельно, в комплекте с кнопками и лампочками, меняло поведение при многократном использовании. Цель, утверждал Халл, заключалась в том, чтобы «помочь освободить науку о сложном адаптивном поведении млекопитающих от мистицизма, который всегда преследует ее» [17]. Ученый хотел показать, что сложные формы адаптивного поведения можно сформировать из простых структур и функций, не прибегая к виталистическим метафорам, даже в тех случаях, когда он сам не был уверен в связи между сконструированной моделью и реальной анатомией или физиологией. Халл прямо указывал, что «никто не утверждает, будто эти механизмы являются копиями соответствующих органических процессов», но полагал, что такой подход может дать представление о других загадках научения [18].

В 1933 году студент Вашингтонского университета Томас Росс развил идею Халла и изложил ее в статье в журнале Scientific American с провокационным названием «Машины, которые думают» [19]. В тексте содержались планы электрического устройства, способного научиться выходить из короткого лабиринта. Росс описал задачу своего проекта следующим образом: «Проверить различные психологические гипотезы о природе мышления, построив машины в соответствии с принципами, содержащимися в этих гипотезах, и сравнив поведение машин с поведением разумных существ» [20].

Три года спустя он выразился более емко: «Один из способов получить уверенное понимание механизма – это создать сам механизм» [21].

«Один из способов получить уверенное понимание механизма – это создать сам механизм».

Стивенсон Смит, профессор психологии, усовершенствовал устройство: оно стало более мобильным и превратилось в трехколесную «роботизированную крысу», похожую на скейтборд с будильником сверху. Это устройство смогло пройти простой лабиринт, состоящий из двенадцати Y-образных ответвлений, и выучить пройденный путь, используя простейшую механическую аналоговую память. В каждом Y одна из ветвей вела в тупик. Когда устройство сталкивалось со стеной в тупике, на передней части машины опускался рычаг, посылая устройство в обратном направлении, пока оно не возвращалось к началу Y, после чего выбирало другую ветвь. Двигаясь таким образом, робот мог в конце концов добраться до выхода из лабиринта. Машина также содержала физический «диск памяти». Когда она наталкивалась на тупик и опускала рычаг, приводящий к обратному движению, на диске поднимался язычок, так что после успешного прохождения лабиринта, если машина возвращалась в начало пути, она могла найти путь уже без ошибок. Очевидно, устройство запоминало правильную траекторию.

В интервью журналу Time Смит сказал: «Эта машина помнит то, что узнала, гораздо лучше, чем любой человек или животное. Ни один живой организм не может избежать ошибок такого рода после единственной попытки» [22]. Несмотря на то, что это устройство производило сильное впечатление на широкую публику, оно не прояснило суть процесса обучения. Машина не могла обобщить то, чему ее научили, использовать полученное знание в любом другом лабиринте или справиться с малейшими изменениями в том же лабиринте, где ее обучали. Наконец, сочетание обучения методом проб и ошибок с немедленным, неизменным запоминанием правильного ответа не соответствовало ни одной форме обучения, наблюдаемой в естественном мире.