ЖАНРЫ

Искатели закономерностей. Как аутизм способствует человеческой изобретательности
Шрифт:

Когда мы анализируем правила «если-и-тогда», управляющие системой, мы понимаем, как она работает. Конечно, всегда есть что-то неизученное, но систематизация – процесс циклический, мы можем продолжать изучать систему, узнавая все больше о ее внутренних механизмах, но метод всегда тот же: «если-и-тогда».

Использование новых знаний, проистекающих из механизма систематизации, позволило людям открыть, как работают природные системы, например почка, и позволило нам изобретать механические системы, такие как ветряная мельница, микроскоп и телескоп. Сегодня мы можем вырастить новый сорт цветка, редактировать ген, разработать новый лекарственный препарат или построить новую больницу – всё это системы разных порядков величин, все они находятся под нашим контролем, и все являются результатом работы механизма систематизации. Этот скромный процесс в человеческом мозге оттачивался на протяжении 70 000–100 000 лет, способствуя появлению все более впечатляющих изобретений {29} .

29

О том, как «примитивная» жизнь могла быть вполне комфортной 70 000–100 000 лет назад, см. популярное видео "What is primitive technology?", доступное на YouTube и описанное в работе G. Pierpoint, "What is 'primitive technology' and why do we love it?" BBC News, August 27, 2018, www.bbc.co.uk/news/blogs-trending-45118653; for the longer version, см. "Primitive Technology," www.youtube.com/channel/UCAL3JXZSzSm8AlZyD3nQdBA/featured.

Английский математик XIX века Джордж Буль впервые описал принцип мышления «если-и-тогда» в своих исследованиях логики, и я признаю, что для описания работы механизма систематизации заимствую его термины {30} . Считается, что Буль предвосхитил изобретение современной электроники, разработку современного компьютера и цифровую революцию, но, на мой взгляд, не менее важное его наследие заключается в четкой терминологии, которую он оставил нам для описания логики механизма систематизации. Терминология Буля, описывающая этот процесс в виде формулы «если-и-тогда», прекрасно передает суть систематизации. Мы могли бы отдать дань его глубокому пониманию вопроса, назвав систематизацию, присущую, по моему убеждению, исключительно человеку, булевым мышлением.

30

См. H. Chisholm, ed. (1911), "Boole, George," in Encyclopedia Britannica, 11th ed. (Cambridge: Cambridge University Press). Одной из самых важных была его работа: G. Boole (1854), An investigation of the laws of thought (London: Walton & Maberly). Когда ученые хотят искать закономерности в больших данных или когда они программируют компьютеры, чтобы делать это, то используемые ими алгоритмы обычно следуют одному и тому же логическому формату систематизации «если-и-тогда», описанному Джорджем Булем. Примером может служить ситуация, когда ученый пытается составить правила классификации десятков тысяч животных как млекопитающих или рептилий. Компьютер будет перебирать данные, чтобы найти лучший алгоритм для разделения экземпляров на эти две (или более) категории, например: если оно живородящее и оно теплокровное, тогда это млекопитающее; но если оно не живородящее и хладнокровное, тогда это рептилия. Этот пример взят из учебных материалов курса по классификаторам "Data mining: Rule-based classifiers," staffwww.itn.liu.se/~aidvi/courses/06/dm/lectures/lec4.pdf.

Сын сапожника, Буль бросил школу после начальных классов. Его обучал отец, и в остальном он был по большей части самоучкой. В итоге он стал математиком и философом логики и в 1854 г. написал книгу под названием «Законы мышления» (The Laws of Thought). Чтобы поддержать своих братьев, сестер и родителей, будучи единственным кормильцем в семье, в возрасте шестнадцати лет он стал учителем в Донкастере в Йоркшире. Впечатляет то, что к девятнадцати годам он открыл собственную школу в Линкольне в Ист-Мидлендс. Спустя еще пятнадцать лет, несмотря на отсутствие у него формального математического образования, он был назначен профессором математики в Квинс-колледже в Корке, в Ирландии.

Одним ноябрьским днем в 1864 г. сорокадевятилетний Буль прошел под проливным дождем три мили от своего коттеджа до университета, где читал лекции. Добрался он туда, промокнув насквозь. Когда он вернулся домой, у него поднялась температура, а его жена Мэри, следуя извращенной логике, основанной на гомеопатии, которую она практиковала, полагала, что лекарство от болезни должно напоминать ее причину. Поэтому она обернула мужа в мокрые простыни и, по некоторым данным, вдобавок вылила на него несколько ведер воды. Бедному Джорджу стало хуже (что для нас, современных читателей, неудивительно), и через несколько дней он скончался.

Трагическая ирония заключается в том, что Буль, замечательный логик, погиб из-за ошибочной логики Мэри. (Двойная ирония состоит в том, что Мэри сама была превосходным математиком {31} .) Мне не встречалось ни одного свидетельства тому, что Мэри Буль обвиняли в непреднамеренном убийстве своего мужа, хотя ее действия можно расценить именно таким образом. Очевидно, она намеревалась исцелить его, но его уход из жизни в сорок девять лет лишил мир одного из величайших умов в области логики. К счастью, Буль уже успел внести огромный вклад в науку. Его интеллектуальное наследие представлено в разделе алгебры, названном в его честь (а также его именем назван кратер на Луне).

31

О Мэри Буль см. P. Nahin (2012), The logician and the engineer: How George Boole and Claude Shannon created the information age (Princeton, NJ: Princeton University Press), 28. И посмотрите ее собственную книгу: M. E. Boole (1909), Philosophy and fun of algebra (London). О смерти Джорджа Буля см. Tommy Barker, "Have a look inside the home of UCC maths professor George Boole," Irish Examiner, June 13, 2015; см. также S. Burris, "George Boole," in The Stanford encyclopedia of philosophy, April 21, 2010, updated April 18, 2018, plato.stanford.edu/entries/boole/; и J. J. O'Connor and E. F. Robertson, "George Boole," www-groups.dcs.st-and.ac.uk/history/Biographies/Boole.html.

Даже двухлетние дети способны систематизировать, используя основы логики «если-и-тогда» {32} . Это указывает на то, что мы (и никакой другой вид) отчасти от рождения запрограммированы на поиск этих закономерностей. Дети дошкольного возраста задаются вопросом, почему тот или иной впервые увиденный объект ведет себя неожиданным образом, и они ищут объяснения (причины). Еще больше впечатляет то, что они проводят «испытания», чтобы выяснить, что к чему, отслеживая отклонения от нормы, а также могут определить разные виды причинно-следственных связей. Например, дошкольники могут обнаруживать различия между теми или иными механизмами: как выключатель может привести в движение одно зубчатое колесо, но не другое или запустить одно зубчатое колесо, чтобы передать движение другому. При этом они ищут свидетельства существования различных закономерностей «если-и-тогда» {33} . Таким образом, по всей видимости, систематизация отчасти встроена в человеческий мозг.

32

См. A. Gopnik et al. (2001), "Causal learning mechanisms in very young children: Two, three and four year olds infer causal relations from patterns of variation and covariation," Developmental Psychology 37, 620–629; см. также D. Sobel et al. (2004), "Children's causal inferences from indirect evidence: Backwards blocking and Bayesian reasoning in preschoolers," Cognitive Science 28, 303–333; и A. Gopnik et al. (1999), How babies think (London: Weidenfeld and Nicolson).

33

См. D. A. Lagnado et al. (2007), "Beyond covariation: Cues to causal structure," in A. Gopnik and L. Schulz, eds., Causal learning: Psychology, philosophy, and computation (Oxford: Oxford University Press); L. Schulz et al. (2007), "Preschool children learn about causal structure from conditional interventions," Developmental Science 10, 322–332; и C. Lucas et al. (2014), "When children are better (or at least more open-minded) learners than adults: Developmental differences in learning the forms of causal relationships," Cognition 131, 284–299.

Существует три разных способа проверить закономерность «если-и-тогда». Первый основан на наблюдении. Часто мы прибегаем к нему, когда явление настолько масштабно, что мы не можем получить доступ к переменным, чтобы управлять ими. Примером может служить попытка разобраться и ответить на вопрос: «Почему Луна меняет свою форму?» Наблюдение – это действенный способ обнаружить изменение, выдвинуть гипотезу и проверить ее по схеме «если-и-тогда». Также наблюдение может быть использовано и когда необходимо ответить на вопросы об очень маленьких объектах, требующих осторожности, например при наблюдении за пауком для того, чтобы понять, каким образом он перемещается по своей паутине. Когда мы оглядываемся назад, на детство великих ученых, оказывается, что многие из них, будучи детьми, наблюдали за множеством природных закономерностей в саду за домом, так же как это делал Джона.

Второй способ систематизировать – экспериментирование. Обычно мы прибегаем к экспериментам, когда можем перейти к практике и протестировать систему, например при попытке найти ответ на вопрос, как работает кухонный тостер, или, наблюдая за венериной мухоловкой, выяснить, как венерина мухоловка ловит добычу. Мы проверяем нашу гипотезу о закономерности «если-и-тогда», притворяясь мухой, осторожно касаясь листьев этого растения с помощью маленькой веточки, чтобы обнаружить ключевой механизм: когда один из крошечных жестких волосков на листьях сжимается, это движение заставляет захлопнуться обе створки листа менее чем за секунду {34}

34

См. American Botanical Society, "The mysterious Venus fly trap," www.botany.org/bsa/misc/carn.html.

Конец ознакомительного фрагмента.

Поделиться с друзьями: