Изменения приемов исполнения движений.
Ряд частных движений, которые до того совершались изолированно, сливаются в единый акт, в одно сложное движение, где нет «заминок» и перерывов между отдельными составляющими его простыми движениями. Так, например, переключение передачи, которое у ученика происходит как «ступенчатое действие», у опытного шофера выполняется одним плавным движением руки.
Устраняются лишние и ненужные движения. Так, например, начиная учиться опиливанию, ученик совершает при этой операции множество лишних движений: раскачивает корпус, нагибает голову и т.д. По мере освоения действия все эти ненужные движения исчезают.
Появляется совмещение, т.е. одновременное выполнение движений обеими руками (если нужно, «ногами»). Так, например, начинающий токарь осуществляет сначала подвод резца, отдельно давая ему сначала продольное, а затем поперечное движение. Опытный токарь сразу подводит резец к детали кратчайшим путем по диагонали, одновременно вращая одной рукой маховик продольной, а другой – поперечной подачи суппорта. Ускоряется темп выполнения движений. Таким образом, при освоении действия появляется возможность для изменения в сторону большей экономности всех его двигательных сторон: состава движений (он упрощается), последовательности движений (она становится непрерывной) и сочетания движений (они осуществляются одновременно), а также их скорости.
|
|
Изменения приемов сенсорного контроля над действием.
Зрительный контроль над выполнением движений в значительной мере заменяется мускульным (кинестетическим). Примеры: печатание вслепую машинисткой; нанесение слесарем ударов молотком по зубилу без зрительного контроля (слесарь смотрит при ударе не на шляпку, а на лезвие зубила) и т.п.
Вырабатываются специальные сенсорные синтезы, которые позволяют определять соотношение различных величин, определяющих характер движений. Например, глазомер и чувство скорости – у шофера, чувство материала – у плотника, тонкое различие размеров – у токаря и шлифовщика, чувство положения в пространстве – у летчика. (Сюда же, наверное, следует добавить чувство меры – у автора!)
Развивается способность быстро различать и выделять ориентиры, важные для контроля результатов действия. Так, у шофера развивается способность выделять в шуме мотора признаки, характеризующие его нагрузку; у сталевара – оттенки цвета, характеризующие состав металла и температуру сводов печи и т.п.
Таким образом, по мере освоения действия появляется возможность для более точного и быстрого непосредственного качественного контроля его результатов и условий выполнения.
|
|
Изменения приемов центрального регулирования действия.
Внимание освобождается от восприятия способов действия и переносится главным образом на обстановку и результаты действий.
Некоторые расчеты, решения и другие интеллектуальные операции начинают осуществляться быстро и слитно («интуитивно»). Так, например, восприняв на слух перегрузку двигателя, шофер, не обдумывая, сразу понимает, какую передачу надо включать; аппаратчик, прочитав показания приборов, сразу «видит», какие нарушения возникли в работе оборудования и что следует предпринять, чтобы их устранить.
Появляются все шире антиципации. Благодаря этому внутренняя подготовка к следующим движениям происходит уже во время предшествующих, что резко сокращает время реакции. Так, например, начиная посадку, летчик внутренне уже готов ко всей стандартной серии приемов, из которых складывается выполнение данного типа посадки в данных условиях. Поэтому переход от данного приема к следующему происходит без специального планирования. Планируется только то, какой способ посадски надо избрать.
Как возникают эти изменения в приемах действия, каков их психологический механизм?
|
|
В основе своей это тот же механизм, что и у научения животных, а именно исследовательские попытки и отбор. Человек пробует выполнить определенное действие, контролирует результат. Успешные движения, оправдавшие себя ориентиры и способы регуляции постепенно отбираются и закрепляются; неудачные и не оправдавшие себя – подавляются и отсеиваются.
Без таких повторных практических попыток никакое формирование навыка невозможно.
Опираясь на этот факт, некоторые психологи, в частности, бихевиористы, принципиально отождествляют процессы научения, и, прежде всего, процессы формирования навыка у человека и животных.
Однако, сходство базисного (физиологического) механизма не должно заслонять принципиального отличия этих процессов. Выполнение действия у человека, как мы видели, всегда так или иначе регулируется сознанием. Поэтому те же самые процессы, которые имеют место у животных, приобретают у человека принципиально иной характер. Практические пробы носят у него характер сознательных попыток воспроизвести определенные движения. Контроль результатов, оценки условий, корректировки действий тоже являются до той или иной степени сознательными.
Это перестраивает сами источники исследовательских попыток. Подражание начинает опираться на сознательное целенаправленное наблюдение образца осваиваемых действий. И самое главное – выбор и регуляция приемов начинают управляться осмысливанием их цели и представлением их содержания.
|
|
Ведущим средством для этого служит речевая деятельность – словесное воспроизведение человеком наблюдаемых и выполняемых действий, а также идеальная деятельность, – воспроизведение «в уме» образа действия, которое требуется совершить.
Так в одном эксперименте 11‑летние дети должны были собрать блок из шести деревянных деталей после показа экспериментатором того, как это делается. На попытку давалось 60 секунд. Если испытуемые за это время не справлялись с задачей, то им снова показывали образец правильной сборки. И так – до 30 раз. Все дети были разделены на 4 группы по 25 человек в каждой.
Первая группа, наблюдая показ, должна была одновременно считать до ста парами. Так что у детей этой группы было исключено словесное воспроизведение «про себя» наблюдаемых действий экспериментатора. Из этой группы только 3 человека в конце концов научились решать задачу.
Вторая группа смотрела молча, но экспериментатор вслух описывал, что он делает. В этой группе научились все 25, причем в среднем за 14 попыток.
Наконец, четвертая группа описывала, что делает экспериментатор, а он поправлял их словесное описание при ошибках. В этой группе результат был наилучшим. Все 25 человек научились в среднем за 12 попыток.
Существенно отметить, что дети, которые затрудняются в словесном описании наблюдаемых действий, испытывают особые трудности в их имитации. И обратно, быстрее всего научались обычно те, кто мог дать хороший словесный отчет о том, что делает экспериментатор.
Эксперименты, выявляющие роль идеальной деятельности в формировании навыка, были проведены в нашей лаборатории. На табло перед испытуемым одна за другой зажигались 8 лампочек разных цветов. В ответ испытуемый должен был нажать на пульте кнопку того же цвета. Сначала вспышки следуют одна за другой с довольно большими интервалами. Когда испытуемый дважды безошибочно реагирует на все сигналы, скорость их увеличивается. И так до шестой скорости, на которой успеть правильно отреагировать можно только при максимально развитом навыке.
Конечно, у разных людей это получалось по‑разному. Но в среднем для отработки навыка на уровне шестой скорости испытуемым требовалось около 180 практических проб.
После того, как быстрота научения каждого испытуемого была таким образом установлена, условия формирования навыка видоизменялись. Теперь испытуемый определенное число попыток (разумеется, по новой программе) должен был осуществлять «в голове». Он молча смотрел на зажигающиеся лампочки и представлял себе, какую кнопку в ответ надо нажать, какая лампочка загорится следующей и т.д.
Что же обнаружилось? Оказалось, что для большинства испытуемых введение «мысленных действий» резко сокращало общее число попыток, необходимых для формирования навыка. Так, например, при 12–16 предварительных мысленных «проигрываниях» 80% испытуемых требовалось в среднем только 60–70 практических попыток для формирования того же уровня навыка (вместо 180).
(Правда, у 20% испытуемых суммарное число попыток (идеальных плюс практических) оставалось постоянным. А у 4–5% введение «идеальных попыток» даже тормозило развитие навыка).
Эти принципиальные отличительные особенности механизма формирования навыков у человека обуславливают и закономерности процесса их формирования. Навык возникает как сознательно автоматизируемое действие. Он функционирует как автоматизированный прием выполнения действия. Его роль заключается в освобождении сознания от контроля над выполнением приемов действия, а выработка идет через перенос сознания на цели и условия действия.
Количественные закономерности этого процесса могут быть выражены с помощью уже известных вам «кривых научения» (см. лекцию II). Вообще говоря, кривые, которые получаются при описании результатов конкретных экспериментов, очень разнообразны. Даже у того же человека для сходных задач никогда не получается одинаковых кривых.
Но в общем все получающиеся кривые, можно подразделить на два типа: а) кривые с отрицательным ускорением (сначала формирование навыка идет быстро, а затем все более замедляется, приближаясь к некоторому предельному уровню скорости, числа ошибок и т.д.); б) кривые с положительным ускорением (сначала овладение действием идет медленно, а затем все быстрее).
Первый тип кривых характерен для процесса, в котором преобладает механическое научение; второй – для случаев, когда овладение навыком требует по преимуществу понимания.
Из аналитической геометрии известно, что любую плавную непрерывную кривую можно описать с помощью определенной алгебраической формулы (например, многочленов я‑го порядка). Таким образом, ход формирования навыка можно приближенно выразить некоторой математической моделью.
Чаще всего для этой цели используется формула гиперболы. Эта кривая имеет достаточно простое аналитическое выражение и вместе с тем обладает как раз теми свойствами, которые характерны для кривых научения. Она возрастает сначала быстро, а затем все медленее, приближаясь к некоторому предельному уровню (ассимптоте), которого, однако, никогда не достигает.
Можно, конечно, использовать и другие функции. Например, степенную, логарифмическую и др. Лишь бы они описывали замедляющийся или ускоряющийся прирост результата.
Можно воспользоваться и средствами дифференциального исчисления. Такие модели будут уже описывать не только интегральный результат, но и скорость формирования навыка.
За последние пятьдесят лет было предложено множество таких моделей. Все они, при использовании соответствующих методов экстраполяции и интерполяции, позволяют более или менее близко описывать результаты, получающиеся в некоторых видах научения.
Однако, все эти модели не дают общего закона и не объясняют, почему научение протекает так, а не иначе.
В последние десятилетия были предприняты попытки построить и модели, воплощающие определенные принципы научения, а не только его наблюдаемое протекание.
С помощью математических методов можно рассчитать, как будет идти развитие навыка при разных законах реакций, при разных значениях а и А, а также ро. Итоги можно сравнить с данными соответствующих экспериментов и проверить, насколько хорошо модель предсказывает их результаты. Это называют оценкой прогностичности модели.
Многие модели такого типа были построены разными учеными. Некоторые из них показали для отдельных случаев хорошую прогностичность.
Перспектива превращения теории научения в точную науку, которую сулят такого рода попытки, конечно, очень увлекательна. Но пока что все предложенные модели показывают удовлетворительное совпадение с фактами лишь для очень ограниченного числа простых случаев научения и притом лишь в очень строго очерченных искусственных условиях.
Невольно возникает подозрение, что это вызвано не столько недостатками отдельных предложенных моделей, сколько ошибочностью их главного предположения – любое научение протекает по одинаковым количественным законам. Факты, наоборот, свидетельствуют, что процесс научения очень пластичен. Он приспособляется к условиям, в которых протекает. Там, где эти условия организуют в соответствии с заданной моделью, процесс научения приспособляется к ним и протекает так, как предсказывает модель. Где эти условия изменяются, модель оказывается несостоятельной.
Нам удалось получить математическое доказательство этого утверждения. Однако, здесь, по‑видимому, нет возможности в него углубляться.
Все дело в том, что формирование отдельного навыка никогда не является самостоятельным изолированным процессом. На него влияет, в нем участвует весь предшествующий опыт человека (плюс его цели).
Каждый навык всегда функционирует и складывается в системе навыков, которыми владеет человек. Один из них помогают навыку складываться и функционировать, другие – мешают, третьи – видоизменяют и т.д. Это явление получило в психологии наименование взаимодействия навыков.
Как оно происходит? •
Напомним, что действие определяется его целью, объектом и условиями (ситуацией). Осуществляется же оно как система определенных приемов двигательного исполнения, сенсорного контроля и центрального регулирования. Успешность действия, т.е. эффективность навыка, зависит от того, насколько эти приемы соответствуют цели, объектам и условиям действия.
Общий закон выработки навыка заключается, как мы видели, в том, что столкнувшись с новой задачей, человек пытается сначала использовать такие приемы деятельности, которыми он уже владеет. При этом, он, разумеется, руководствуется задачей, перенося на нее приемы, которые в его опыте применялись для решения аналогичных задач.
Таким образом, исходная точка, от которой начинается формирование нового навыка, определяется у человека двумя главными моментами. Во‑первых, тем репертуаром навыков, которым он уже обладает. Во‑вторых, тем, как он воспринимает и осмысливает новую задачу, с чем ее сравнивает, что выделяет в ней, как существенное.
Так, например, в русском языке предметное отношение «обладатель – обладаемое» выражается грамматической конструкцией:
обладаемое (именит, падеж) + обладатель (родительный падеж).
Например, «шляпа (обладаемое) ученика (обладатель)», «Гиперболоид инженера Гарина» и т.п.
В венгерском языке то же самое отношение выражается противоположным способом:
обладатель (именит, падеж) + обладаемое (в притяжательной форме, указывающей лицо обладателя).
Например, «а tanulo kalapja» (буквально – «ученик шляпа его»), «Garin mernok hiperboloida» «Инженер Гарин гиперболоид его» и т.п.
Известно, что человек, знающий только русский язык, на первых порах испытывает серьезные затруднения при изучении венгерского, так как срабатывает его языковой навык. Он пытается решить задачу – выразить отношение принадлежности предметов привычным грамматическим способом.
В ином положении будет человек, хорошо владеющий, например, азербайджанским языком. В нем отношение принадлежности выражается сходной (хотя и не совсем такой же) конструкцией:
обладатель (родительный падеж) + обладаемое (в притяжательной форме, указывающей лицо обладателя).
Например, «муэллимин шляпасы» (буквально: «учителя шляпа его»).
Отправляясь от сходства с азербайджанским языком, такой человек с самого начала будет испытывать меньшие препятствия при выборе способов выражения принадлежности предметов по‑венгерски.
Отсюда видно, что успешность переноса приемов деятельности зависит от того, насколько верно оценивается сходство задач с точки зрения способов их решения.
Здесь, по‑видимому, возможны два крайних случая. Первый – когда цель, или объекты, или условия двух действий воспринимаются человеком, как сходные, между тем как в действительности эти действия различны по приемам исполнения, контроля или центрального регулирования.
В этом случае отправной точкой оказываются неэффективные приемы действия. Обнаружение их ошибочности, преодоление и замена верными новыми приемами требует времени и многократных попыток. Формирование навыка затрудняется и замедляется. Тогда говорят об отрицательном переносе, или – интерференции навыков.
Так, например, на уроках рисования детей учат проводить вертикальную прямую движением карандаша «сверху – вниз». На уроках же черчения их учат решать ту же задачу движением «снизу – вверх». Эта противоположность способа выполнения действий, сходных по цели, вызывает серьезные затруднения у семиклассников при овладении навыками черчения. Аналогичные затруднения наблюдаются, когда токарь переходит со станка, у которого автоматическая подача включается поворотом рычага вверх, на станок, у которого для этого требуется поворот вниз. Он долгое время делает ту же ошибку – «по‑старому» поворачивает рычаг вверх.
Яркий пример интерференции навыков, вызванной различием приемов действия при сходстве цели и условий, наблюдается при обучении операции правки металла. Так, для правки круглого материала (валика, гвоздя) требуется наносить удары по выпуклостям. Правка же листового материала требует ударять молотком не по выпуклым местам, а по их краям. Ученики, как правило, пытаются сначала решить задачу привычным способом (как выпрямляли гвозди), т.е. ударами по выпуклостям. В результате бугор просто перемещается в другую сторону, или расплющивается в складки, или даже увеличивается.
Драматическая демонстрация этого механизма интерференции навыков произошла недавно в массовых масштабах в Швеции. Здесь, в один прекрасный день приказом был объявлен переход всего транспорта с левостороннего движения на правостороннее. Результатом явилась в этот день невероятная «каша» на улицах городов и рекордное число аварий.
Второй возможный крайний случай, это, когда цели, объекты или условия двух задач внешне различны, тогда как действия, необходимые для их правильного решения, сходны по приемам исполнения, контроля или центральной регуляции.
Так, например, наличие у ученика хороших навыков опиливания напильником значительно облегчает для него овладение приемами резания металла ножовкой. Здесь, при различии объектов и цели действия, имеет место сходство приемов исполнения и сенсорного контроля. В обоих случаях распределение усилий между двумя руками, необходимое для сохранения горизонтального движения инструмента, практически одинаково.
В этом случае отправной точкой служат верные действия, и фомирование навыка значительно облегчается. Тогда говорят, что имеет место положительный перенос или индукция навыков.
ЛЕКЦИЯ XI
УЧЕНИЕ
(ПРОДОЛЖЕНИЕ)
2. ЗНАНИЯ И УМЕНИЯ. ФОРМИРОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В прошлой лекции мы подошли к важному выводу о системности человеческих действий и решающем ее влиянии на процесс освоения новых действий. Проявление этого влияния мы увидели в фактах взаимодействия навыков, в частности, переноса приемов исполнения и сенсорного контроля действия.
Отрыв, отделение действия от тех условий, в которых оно сформировалось, и перенос его в новые условия, на новые объекты представляет собой очень важное событие с далеко идущими последствиями.
Как мы уже знаем, в ряде случаев оно позволяет сразу, без проб и ошибок, успешно решать новые типы задач, т.е. открывает пути к принципиально новому типу адаптивного поведения – интеллектуальному. В связи с такой его важностью, подобное действие, отделившееся от конкретных условий, в которых оно возникло, мы будем обозначать особым термином – операция.
Мы уже видели, что такое превращение действия в операцию, т.е. его перенос возможен только на основе определенной центральной (психологической) деятельности: усмотрения сходства, обобщения и т.д.
Но возможен и перенос самих приемов центральной регуляции действия, т.е. превращение психических действий в операции. Так, в опытах с «зеркальным рисованием» по контуру навыки корректировки движения, выработанные при рисовании левой рукой, сказывались при переходе к рисованию правой рукой. Этим же объясняется тот факт, что характерные признаки почерка сохраняются у человека, какими бы буквами он ни писал. Более того, они обнаруживаются и при письме левой рукой, при письме карандашом, зажатым в зубы, и даже зажатым между пальцами ноги.
Сходство структур центральной регуляции объясняет, почему языки, сходные по грамматическому строю и лексическому составу (например, английский и немецкий, русский и украинский), осваиваются легче. Этот же тип переноса позволяет применять освоенные вычислительные приемы к самым различным числам, использовать общие формулы для решения различных задач и т.д. В конечном счете он лежит в основе автоматического применения приемов логического мышления при осмысливании, рассуждении, решении задач и т.д.
Неудивительно, что проблема переноса является одной из центральных проблем педагогической психологии. Правильно и успешно осуществлять перенос освоенных действий на новые задачи – значит быстро и с минимумом ошибок осваивать новые виды деятельности. Чем шире круг объектов, к которым человек может правильно применить освоенные действия, тем шире круг задач, которые он в состоянии решить на основе имеющихся навыков. Проще говоря, чем шире и точнее перенос освоенных действий у человека, тем большему он научился, тем плодотворнее результаты его учения, тем эффективнее они помогают ему в его деятельности.
Что же служит источником этого важнейшего явления?
Все существующие теории по этому поводу можно разделить на две группы. Одна из них видит источники переноса в свойствах самих объектов и условий действия. Если у нового объекта или ситуации имеются элементы или стороны, которые уже встречались в опыте, то они вызывают «срабатывание» соответствующих навыков. Иными словами, навык переносится с одной ситуации на другую преимущественно на основе общности их элементов.
Так, после заучивания системы движений А Б В Г Д Ж 3 И легко усвоить действия, включающие движения АБВГДЖЗИКУ, потому что большинство из них уже усвоены ранее. Имея навыки умножения однозначных чисел и сложения многозначных, можно освоить умножение многозначных чисел, потому что оно основано на употреблении перечисленных ранее навыков. Вообще, школьник научается истории, физике, биологии и другим предметам, потому что употреблению большинства слов и символов, используемых при этом, он научился ранее. Основателем изложенной точки зрения был Торндайк.
Другая группа теорий (идущих от Джедда) видит источник переноса в свойствах и способностях субъекта действия – человека. С точки зрения этих теорий перенос происходит на основе применения человеком общих принципов к решению различных родственных задач. Эта идея доказывается тем, что понимание принципа решения задачи, как правило, сразу обеспечивает выбор, т.е. перенос на нее правильных действий.
Что можно сказать об этих теориях?
Каждая из них верно отмечает некоторые условия, при которых облегчается перенос навыков. Однако, обе они касаются только внешней стороны дела.
Конечно, включение уже освоенных приемов облегчает формирование нового навыка. Применение общего принципа, со своей стороны, облегчает выбор подходящих приемов. В обоих случаях объективной основой переноса является сходство целей, объектов или условий осваиваемого действия и действий, которые уже освоены человеком.
Но одного этого объективного сходства недостаточно. Чтобы перенос состоялся, субъект должен обнаружить, усмотреть или понять сходство, т.е. обладать соответствующей способностью к сопоставлению и обобщению. С другой стороны, этой способности, самой по себе, недостаточно тоже. Надо, чтобы было к чему ее применить, т.е. чтобы в психике были как‑то представлены, отражены объекты, условия и цели действий.
Как представлены? Именно как объекты, условия и цели действий. Что это значит? Это значит, что вещи, явления и ситуации действительности должны быть представлены признаками, которые обнаруживаются при тех или иных действиях над ними и определяют приемы по отношению к ним.
Такая система психических моделей, представительствующих вещи, явления и ситуации через свойства, которые они обнаруживают при взаимодействии с человеком, выступая в качестве объектов, условий и целей его действия, именуется опытом.
Именно в этом смысле можно сказать, что любой перенос навыков основывается на опыте. Или иначе – что опыт позволяет человеку целесообразно действовать в новых для него ситуациях по отношению к новым для него вещам и явлениям.
Возможность эта основывается на том, что психика классифицирует бесконечное разнообразие вещей и явлений реальности с точки зрения их отношения к конечному числу целей, которые ставит перед собой человек, и действий, которые он осуществляет. Поэтому набор признаков, с помощью которых психика моделирует вещи, т.е. алфавит, в котором она описывает реальность, всегда конечен. Соответственно, каждый признак в нем является обобщенным. Он повторяется в множестве различных вещей, явлений и ситуаций. Это повторение определенного обобщенного признака (или признаков) в различных вещах, явлениях или ситуациях и представляет собой их сходство. То самое сходство, которое обуславливает перенос старых приемов действия в новые ситуации, на новые вещи и явления.
Но сходство сходству рознь, и перенос переносу рознь. Ведь отрицательный перенос, т.е. ошибочные действия, тоже основывается на сходстве.
Так, например, ошибки шведского шофера при переходе с левостороннего на правостороннее движение вызваны вовсе не тем, что он «усмотрел» сходство там, где его нет. Сходство есть. Объект управления – машина – остался тем же. Цель та же. Способы управления – те же. Изменилась только ситуация, и, соответственно, приемы центральной регуляции действий. Вот этого различия психика еще не научилась «усматривать», и поэтому пускает в ход старые навыки сенсорной и центральной регуляции, закрепленные в опыте.
Следовательно, для успешного «правильного» переноса действий мало одного лишь сходства вещей, явлений или целей, ситуаций с точки зрения тех или иных обобщенных признаков. Надо, чтобы это сходство обеспечивало при использовании сходных действий сходные результаты. Такие признаки (свойства), наличие которых у вещей (явлений, ситуаций) обеспечивает при применении к ним сходных действий сходные результаты, называют существенными.
Так, например, применение к разным треугольникам той же операции – суммирования внутренних углов – всегда дает тот же результат – 180°. Соответственно – это существенный признак. Аналогично, какой бы газ мы ни помещали в замкнутый сосуд, он всегда будет занимать весь объем. Это – существенный признак газа. Какие бы преобразования энергии мы ни осуществляли, ее общая величина остается неизменной. Это – существенное свойство нашей Вселенной и т.п.
Разумеется, что существенность признака (свойства) зависит от того, какие действия мы имеем в виду и какие результаты нас интересуют. Например, если мы поместим в сосуд животное и накачаем кислород, то оно останется в живых, а если накачаем азот, умрет. С точки зрения этого признака указанные два газа окажутся существенно различны. Иными словами, существенность признака всегда реализуется лишь в пределах определенных целей, объектов и условий соответствующего воздействия на вещи, явления, ситуации. Формулировки существенного признака в сочетании с указанием операций, которые его выявляют, а также целей, объектов и условий, в рамках которых он существует, именуют научным законом.
Системы психических моделей, представительствующих существенные признаки (свойства) вещей, явлений и ситуаций реальности, а также определяющие их научные законы, именуют знаниями.
Отсюда видна разница между опытом и знаниями. Опыт шире. Он обуславливает любой перенос действий, в том числе и отрицательный. Знания представляют собой опыт, систематизированный по линиям общих свойств реальности, существенных для практической и познавательной деятельности человечества. Они составляют основу правильного успешного переноса действий при столкновении с новыми объектами, условиями и задачами.
Таким образом, формирование и усвоение соответствующих знаний составляет предпосылку целесообразной и эффективной деятельности человека при столкновении с новыми объектами, ситуациями, задачами.
Как же происходит этот процесс?
Общий ответ мы получили уже ранее. Формирование и усвоение знаний происходит в процессе и на основе деятельности человека, которая выявляет свойства и связи элементов реальности, инвариантные к определенным их преобразованиям. Причем, процесс этот может происходит на базе любой деятельности, к которой способен человек. Это может быть предметная деятельность. Например, манипулирование предметами, механическая их обработка, химическое соединение и разложение, сборка и разборка, взвешивание, измерение, взаимное перемещение и т.д. Это может быть перцептивная деятельность. Например, рассматривание, слушание, наблюдение, слежение и т.д. Наконец, это может быть символическая деятельность. Например, изображение, называние, обозначение, словесное описание, высказывания, повторение слов и высказываний и т.д.
Обычно все эти виды деятельности в процессе учения тесно переплетены. Так, усваивая классификацию растений, ученик рассматривает их (перцептивная деятельность), отделяет основные части цветка (предметная деятельность), описывает то, что видит (речевая), зарисовывает (предметная и перцептивная), называет их (речевая) и т.д. В разных случаях соотношение этих видов деятельности различно. Так, при усвоении трудовых знаний, важнейшим их источником является предметная и перцептивная деятельность, а знания в области истории формируются в основном на базе речевой и перцептивной деятельности и т.д.
Но как бы ни соотносились названные виды деятельности в процессе учения, все они являются лишь предпосылкой формирования знаний. Они могут стать источником знаний, а могут и не стать.
Для того, чтобы знания возникли, необходимо, чтобы психика человека извлекла из выполняемой деятельности и ее результатов информацию о соответствующих существенных свойствах реальности и построила внутренние модели этих свойств реальности. Иными словами, для формирования знаний необходима одновременная активная внутренняя психическая деятельность субъекта по сбору и переработке информации, которая возникает благодаря внешней деятельности.
Механизмы этой психической деятельности мы уже видели. Они включают семантическую и статистическую фильтрацию сигналов с точки зрения их значимости, их анализ и синтез, формирование на этой основе алфавитов значимых свойств реальности и словаря ее объектов и т.д.
Итог этой деятельности – формирование в психике системы моделей, представительствующих свойства и связи элементов реальности, инвариантных к определенным их преобразованиям в рамках соответствующих практических, перцептивных или символических действий.
Так, например, при перестановке кубика, его рассматривании с разных сторон, назывании разными словами форма кубика и другие его свойства (цвет, твердость, вес и т.д.) не меняются.
Эта инвариантность свойств кубика к его перемещениям в реальности и зрительном пространстве выделяет его как самостоятельный объект, моделируемый в психике представлением о кубике и словом «кубик».
Выделение психикой элементов реальности по признаку инвариантности их свойств к операции перемещения в пространстве составляет операцию классификации реальности на объекты.
Аналогично, количество объектов не меняется при их перестановке. Эта инварианта закрепляется в понятии числа.
Можно показать, что таким же образом выделяются категории размера, формы, массы, пространства, времени и др., как существенных свойств вещей и явлений.
Переработка информации о реальности, получаемой из деятельности, в значительной части сводится к выделению в ней этих существенных свойств, т.е. классификации элементов реальности на объекты по признакам размера, массы, формы, положения в пространстве, функции, способов употребления и т.д.
Объекты, инвариантные к данному преобразованию по одному свойству, могут варьировать по другим. Так, например, кубики, одинаковые по форме, могут варьировать по размеру, так что их можно расположить в ряд по увеличению (или уменьшению) размера. Такая операция сопоставления объектов по вариации в них определенных признаков именуется сериацией.
Известный швейцарский психолог Пиаже показал, что большинство операций, с помощью которых психика извлекает информацию об инвариантах реальности, можно свести к классификации и сериации.
Это – очень важный вывод, потому что свойства операций сериации и классификации можно описать математически. Дело в том, что математика, по‑суще‑ству, представляет собой анализ видов и схем всех возможных (точнее, мыслимых) инвариантных преобразований, какие могут быть осуществлены вообще над объектами. Любое уравнение, любой математический вывод представляет собой преобразование или цепь преобразований, сохраняющих инвариантным определенный признак исходного выражения (например, величину, или отношение величин, или форму, или пространственные отношения и т.п.).
Более того, математика устанавливает сами условия, при которых некоторые самые общие признаки объектов (например, форма, величина, изменение и др.) сохраняют инвариантность к определенным преобразованиям. Один из разделов математики, который занимается этим вопросом – теория групп.
Под группой в ней понимается совокупность объектов, некоторый признак которых остается неизменным при определенном преобразовании любого из этих объектов.
Под преобразованием при этом понимают замену по определенному правилу одних элементов некоторого множества другими элементами того же или другого множества.
Так, например, сложение целых чисел дает в результате опять‑таки целое число. Соответственно, целые числа составляют группу относительно операции сложения. Нетрудно заметить, что они же составляют группу и относительно операции умножения.
Математическое исследование позволило установить общие условия, при которых те или иные совокупности объектов (множества) образуют группу относительно некоторого преобразования. Они сводятся к следующему: 1) Применение данной операции к любому элементу множества дает элемент того же множества; 2) Для любых трех элементов множества выполняется сочетательный (ассоциативный) закон: a+(b+c)=(a+b)+c, т.е.
результат не зависит от порядка выполнения операции; 3) В множестве существует нейтральный («единичный») элемент (е) такой, что а+е=а; 4) Для любого элемента а в множестве существует обратный элемент (–а) такой, что (а) + (–а) =е.
Нетрудно заметить, что множество целых чисел отвечает этим условиям (причем, роль нейтрального элемента при нем играет 0).
Суть всех этих условий сводится к тому, что они обеспечивают возможность обратного преобразования объекта, полученного с помощью групповой операции, в исходный объект.
Например, 5+4 = 9.
Обратная операция: 9+ (‑*‑4) =5.
Раз мы можем, применяя ту же операцию, обратить полученный «продукт» в исходный объект, значит, в «продукте» сохранилось то свойство объекта, которое обусловливало принадлежность его к данной совокупности.
Отсюда видно, что инвариантность свойств объектов к некоторому преобразованию обнаруживается в обратимости его результатов. Пиаже показал, что операции классификации и сериации также подчиняются описанным условиям, т.е. представляют собой группы.
Это открывает возможность для логико‑математического описания тех преобразований, на основе которых формируются инварианты реальности при ее классификации в терминах классов, объектов, чисел, величин, пространственных отношений, связей во времени и других существенных признаков.
Иными словами, открывается возможность для логико‑математического описания структуры человеческого знания о реальности.
Формирование знаний о реальности выступает с этой точки зрения как освоение особого способа преобразования информации, получаемой в ходе деятельности. А именно – выделение в ней групп объектов, обладающих признаками, инвариантными относительно определенных операций над этими объектами.
Источником соответствующей информации, по мнению Пиаже, является деятельность. Она же является первым выражением тех операций, с помощью которых обнаруживаются инварианты, т.е. существенные, устойчивые свойства реальности.
Сначала (до двух лет) – это сенсомоторная, условно‑рефлекторная деятельность. Ей соответствует отражение реальности в форме связей между восприятиями и определенными системами ответных движений. От двух до семи – это управление действиями с помощью представлений. Ей соответствует, так называемый, дооперациональный интеллект, в котором существенные свойства вещей воплощаются их наглядными образами. Оперирование информацией на этой стадии выступает как внутреннее воспроизведение (представление) соответствующих действий над вещами.
Третья стадия (от 8 до 11 лет) – стадия конкретных операций, когда классификация и сериация уже могут осуществляться на основе их существенных признаков, но при опоре на реальные образы вещей. На этой стадии знания приобретают характер логических структур. Но операции, с помощью которых эти структуры выявляются и применяются, носят еще конкретный предметный характер. Они неразрывно связаны с представлениями о соответствующих реальных действиях над конкретными вещами.
Только на четвертой стадии (от 11 – 12 до 14–15 лет) модели существенных свойств вещей освобождаются от образов самих вещей. Интеллект приобретает способность оперировать с самими этими моделями отношений вещей. Интеллектуальные операции освобождаются от представления о соответствующих реальных действиях. Они управляются правилами соответствующих групповых преобразований, т.е. превращаются в формальные, логические операции.
Сейчас не время рассматривать в деталях саму психическую деятельность, с помощью которой это достигается. Этим мы займемся на следующих лекциях.
Сегодня нам достаточно подчеркнуть, что такая деятельность необходима. Учение может рассматриваться с этой точки зрения как процесс управления психической деятельностью, вызывающий в ней процессы, нужные для формирования знаний.
Как же происходит это управление? Оно осуществляется извне – соответствующими воздействиями со стороны обучающих и организованной ими внешней среды – и изнутри – собственными психическими действиями самого учащегося.
Первая сторона сводится к организации педагогом внешней деятельности учащегося – его предметных, перцептивных и речевых действий. Это – предмет педагогики, и мы не будем им заниматься.
Отметим только, что важнейшими ее проблемами являются: а) создание мотиваций у ученика, побуждающих его к соответствующей деятельности, б) сообщение информации, необходимой для успешного выполнения этой деятельности, в) выбор видов деятельности, наиболее подходящих для формирования соответствующих знаний, г) организация самой деятельности так, чтобы обеспечить выявление и закрепление существенной информации, т.е. дозирование и распределение информации, повторений, упражнений, контроля и др.
Вторая сторона – управление учащимся собственной внутренней психической деятельностью – составляет уже предмет психологии учения. Без такого управления нет учения, как сознательного целенаправленного процесса.
Степень сознательности этого саморегулирования может быть различна в зависимости оттого, насколько ученик овладел соответствующими психическими операциями. Но там, где оно есть, основным средством такого самоуправления ходом психической деятельности является слово, речь.
Именно речь является, как мы видели, тем действием, в котором реализуется выделение психикой определенных объектов, свойств, ситуаций реальности. Так, например, чтобы физически отделить часть предмета, надо ее отрезать. Но, чтобы выделить эту часть вещи для психики, достаточно обозначить ее особым словом.
Таким образом, предметная деятельность человека позволяет ему осваивать системы целесообразных движений и заставляет вещи раскрывать перед ним их свойства и связи, значимые для практической деятельности. Речевые действия выделяют эти свойства и связи для сознания, фиксируют их и представительствуют для психики. Таким образом, речевые действия моделируют значения вещей.
Это надо очень четко понять. Знание всегда опирается на выделение существенных в определенном отношении признаков объектов, т.е. тех их свойств, которые остаются неизменными при определенных преобразованиях этих объектов. Поэтому модели объектов, представленных знаниями, не являются копиями той или иной конкретной вещи. Эти модели суть «идеальные объекты». Они представляют определенные устойчивые сочетания существенных свойств. Поэтому они могут быть приложены к множеству различных вещей, в которых имеет место такое сочетание соответствующих свойств. И вместе с тем, они не исчерпывают ни одной реальной вещи, потому что она обладает всегда еще множеством других свойств.
Так, например, понятие «маятник» выделяет существенное свойство (колебания в одной или двух плоскостях, постоянство периода колебаний и др.), которые имеются у множества разных вещей. Вместе с тем оно не исчерпывает свойств ни одной реальной вещи, являющейся маятником (например, цвет, материал, конструкцию и т.д.). С этой точки зрения понятие и знание вообще выглядит как «идеальная конструкция», самостоятельно существующая лишь в речевом плане.
Освоение знаний выступает с этой точки зрения внешне как освоение соответствующих систем речевых действий. Самоуправление психики при учебной деятельности реализуется, соответственно, как слушание, заучивание, рассказывание – короче, как направленная активная или пассивная речевая деятельность.
Но эта речевая деятельность приводит к формированию знаний и выражает определенные знания только в том случае, если она связана с соответствующими психическими действиями – с выделением (анализом) и связыванием (синтезом) определенных существенных свойств и отношений реальности. Иными словами, когда ей (речи) соответствуют определенные операции психики по переработке информации о реальности, содержащейся в опыте субъекта и результатах его деятельности.
Таким образом, усвоение знаний есть одновременно всегда усвоение идеальных операций над информацией, с помощью которых строятся обобщенные модели объектов как сочетаний определенных существенных признаков.
Как происходит усвоение таких операций? Оно идет, главным образом, через демонстрацию, контроль и корректировку применения слов к предметам и друг к другу.
Так, например, знание «что такое перпендикуляр» может быть сформировано на основе следующих действий: 1) сбор сенсорной информации (показ рисунка), 2) выделение в рисунке существенных признаков с помощью их речевых символов (например, «прямая», «угол в 90°» и т.п. (объяснения), 3) проверка и корректировка правильности применения этих речевых действий к различным объектам (упражнение).
Усвоение правильного употребления речевых символов по отношению к вещам означает правильное выделение их существенных свойств и связей. Оно является свидетельством и выражением правильного отбора и переработки информации, получаемой от объектов реальности.
Соответственно, описанный выше процесс усвоения правильных употреблений слов по отношению к вещам неразрывно связан с формированием психических операций, необходимых для соответствующего отбора и переработки информации о вещах.
Этот процесс формирования внутренних психических операций в связи с внешними предметными и речевыми действиями называют в психологии интерио‑ризацией.
Термин этот был введен Пиаже. Он происходит от латинского слова «интернус» – внутренний, и означает превращение внешнего физического во внутреннее психическое. Интериоризация – это основа формирования психических действий и образуемых с их помощью обобщенных моделей реальности – знаний.
Суть этого процесса состоит в том, что предметные и перцептивные действия над объектами заменяются идеальными психическими операциями над существенными свойствами этих объектов, т.е. физическое оперирование заменяется идеальным оперированием значениями.
Пиаже представлял себе этот процесс как простой переход внешнего во внутреннее. Сначала соответствующие операции осуществляются ребенком физически, а затем переходят в идеальный план и заменяются их логическими отображениями. Так как идеальное оперирование свободно от физических ограничений, исходный пункт идеальной операции всегда может быть восстановлен путем применения к ее результатам обратной, противоположной операции. Таким образом, система «прямая операция» – «обратная операция» позволяет сохранять инвариантность идеальных объектов. Поэтому продукты идеальных операций всегда суть отображения существенных, т.е. инвариантных, сторон вещей и явлений.
Из того, что мы говорили ранее, видно, однако, что процесс интериоризации не так прямолинеен, как полагал Пиаже. В своих рассуждениях он упустил, что процесс этот идет через слово. Поэтому у него оставалось необъясненным главное – как происходит переход внешнего во внутреннее, практических операций – в идеальные, объекта – в его существенные признаки.
Орудием этого перехода служит слово, а его средством – речевое действие. Слово уже несет в себе и выделение существенных свойств вещей и способы оперирования информацией, выработанные практикой человечества. Поэтому усвоение употреблений слов есть одновременно усвоение существенных свойств вещей и способов оперирования информацией.
Речевое действие – вот перекресток, на котором встречаются внешняя предметная и внутренняя психическая деятельность. Оно принадлежит и той и другой, так как служит для соотнесения этих двух видов деятельности. Поэтому речевое действие является основным орудием интериоризации. Если предметно‑сенсор‑ная деятельность – источник знаний, то речевая деятельность – орудие их формирования. И с этой точки зрения она же – основа онтогенеза психических операций как операций конструирования знаний.
Любое поведение в новых условиях или по отношению к новым объектам основывается, как мы видели, на переносе. Перенос же опирается на сходство условий или вещей по признакам, существенным для целей деятельности.
Сходство это может быть сознаваемым или несознаваемым. Сознавание может распространяться на цели действия, на способы действия, наконец, на связи вещей, которые лежат в основе их преобразования.
Чем сложнее деятельность, чем отдаленнее цели и чем более сложных преобразований объектов они требуют, тем обширнее становится промежуточная интеллектуальная деятельность, необходимая, чтобы обеспечить успешный перенос.
Но в любом случае такой перенос можно рассматривать как использование имеющихся знаний для выбора приемов действия в соответствии с поставленной целью. Этот процесс называют умением.
Таким образом, умения можно определить, как регулирование действий по отношению к объектам знаниями об их свойствах.
Как это возможно?
Мы уже знаем, что свойства вещей – это способы их употребления, их взаимодействия друг на друга, их существенные инвариантные к определенным воздействиям отношения. Таким образом, знание свойств вещей уже содержит в себе предпосылку для выбора действий, так как позволяет предвосхищать результаты определенных действий по отношению к этим вещам.
Переход на этой основе от внутреннего – психического к внешнему – предметному называют экстерио‑ризацией (от слова «экстернус» внешний).
Экстериоризация – это воплощение знаний в поведении, идеальных операций в физических действиях. Ее исходный пункт составляет переработка информации на идеальном уровне. Ее итог – регулирование практических действий результатами этой идеальной деятельности.
Однако, сам по себе этот процесс еще не гарантирует умений. Ведь экстериориоризация означает переход от психических моделей к реальным объектам, от понятий о существенных свойствах вещей – к самим вещам, от знаний о способах действия с вещами к самим действиям.
Но мы уже видели, что знания о вещах и вещи не тождественны. Знания выделяют разные свойства вещей, существенные в разных отношениях и для разных целей и видов преобразования.
Чтобы экстериоризация знаний стала основой правильного выбора действий, т.е. умения, надо, чтобы эти знания были правильно отобраны и правильно приложены. Иными словами, нужно: а) чтобы вещи действительно имели те свойства, которые отображены в данном знании, б) чтобы эти признаки были существенны для тех целей, которые стоят перед действием, в) чтобы это действие обеспечивало преобразования объекта, нужные для достижения цели.
Например, имеется задача – определить объем данного тела. Чтобы ее решить, необходимо прежде всего выяснить, к какому классу геометрических тел оно относится. Затем вспомнить, как вычисляется объем таких тел. Определить отсюда, какие измерения следует сделать. Далее – измерить соответствующие размеры на этом теле. И, наконец, произвести над ним необходимые операции.
Отсюда видно, что применение знаний, кроме самих знаний, требует овладения еще целым рядом сведений и операций. Во‑первых, необходимо знание сенсорных признаков, которые свидетельствуют о принадлежности предмета к тому или иному классу «идеальных объектов». Именно эти признаки определяют, какую психическую модель можно использовать как выражение свойств предмета, существенных для поставленной цели. Так же, как при регуляции действия, эти чувственные признаки играют роль ориентиров. Но если в навыке такие ориентиры играли роль регуляторов практиче ской деятельности, в рассматриваемом случае они выступают как регуляторы интеллектуальной, психической деятельности.
Значит, необходимо овладение психическими операциями, которые требуются для выявления соответствующих ориентировочных признаков предмета. Это – операции по переработке чувственной информации в информацию о свойствах предмета, существенных для решаемой задачи.
Наконец, нужно знать, какие преобразования предмета с данными существенными признаками обеспечивают достижение цели, т.е. уметь соотносить свойства предмета со способами решения задачи. И, естественно, требуется владение самими этими способами преобразования предмета.
Итак, термином умение обозначается владение сложной системой психических и практических действий, необходимых для целесообразной регуляции действий имеющимися у субъекта знаниями. Эта система включает обзор знаний, связанных с задачей; выделение ориентиров соответствующих свойств предмета; исследование на этой основе предмета; выявление его существенных для задачи свойств; определение на этой основе системы преобразований, ведущих к решению задачи; осуществление самих преобразований; контроль результатов поставленной целью и корректировку на этой основе всего описанного процесса.
Формирование умений представляет собой овладение всей описанной системой операций по переработке информации, содержащейся в знаниях, и информации, получаемой от предмета, ее сопоставлению и соотнесению с действиями.
Процесс такого формирования, т.е. научения умениям, может осуществляться разными путями. Их можно свести кдвум крайним случаям. В первом – учащийся имеет необходимые знания. Перед ним ставятся задачи на их применение. И учащийся сам ищет ориентиры, способы переработки информации и приемы деятельности. Этот путь наиболее распространен сегодня в обучении, хотя и является наименее эффективным.
Второй путь заключается в том, что обучающий управляет психической деятельностью учащегося, необходимой для применения знаний. В этом случае педагог знакомит учащегося с ориентирами отбора признаков и операций, организует его деятельность по переработке и использованию полученной информации для решения поставленных задач.
Этот путь интенсивно разрабатывается сегодня в современной педагогической психологии проф. П.Я. Гальпериным, Л.Н. Ландой, Н.Ф. Талызиной, Н.А. Менчин‑ской, Д.Б. Элькониным и другими.
Наиболее интересные для психологии результаты получены здесь проф. П.Я. Гальпериным. Он обнаружил, что умения успешнее всего формируются, когда освоение ориентировочной основы действия происходит поэтапно. На первом этапе ориентиры существенных признаков предмета предъявляются ученику в готовом виде, а операции по их выделению осуществляются в форме предметных действий.
Так, например, задача 5+3=? решается ребенком сначала на предметных ориентирах – палочках – практическим действием – их складыванием.
На втором этапе ориентиры убираются и предметные операции заменяются речевыми действиями. В приведенном примере убираются палочки и ребенок заменяет их словесным анализом слагаемых, а складывание – словесными действиями: «Тройка – это три единицы; пять да один – шесть; шесть да один – семь; семь и один – восемь».
Наконец, на третьем этапе отпадают и словесные действия, заменяясь мыслительными операциями, протекающими по все более свернутой схеме: «Пять и три – восемь».
В методике поэтапного формирования используются и обнаруживаются общие закономерности формирования психической деятельности у человека в онтогенезе. Это – интериоризация предметных операций и их результатов в форме идеальных операций и образов
(1) и (2) экстериоризация этих психических процессов и их идеальных результатов в форме целесообразных предметных действий.
Орудием обоих этих процесов является слово, которое представительствует соответствующие значения, и речь, которая воплощает оперирование ими. Объектом их является сенсорная информация от вещей и действий, собственного тела и речи. Выделение в них ориентировочных признаков соответствующих значений является базой для их интериоризации в структуре психических образов и экстериоризации в структуре предметных действий.
По‑существу, мы имеем здесь специфически человеческое проявление уже известных нам механизмов перекодирования: 1) Из кода предметных восприятий и действий индивида в код общественных значений и символических действий; 2) «Обратно» – из кода общественных значений и символических действий в код предметных восприятий и действий индивида.
Первый процесс – от реального к идеальному – можно назвать процессом идеализации. Второй – обратный – процессом объективации. В первом физическая форма кодовых сигналов, из которых извлекается информация, это – вещи, действующие на субъекта, и действия субъекта в отношении вещей. Во втором – слова и речь, т.е. представители общественного опыта классификации вещей и действий по отношению к ним.
Таким образом, процесс идеализации нужно рассматривать как интериоризацию результатов взаимодействия индивида с реальностью в терминах общественного опыта. Объективацию же можно рассматривать как опосредование взаимодействия индивида с реальностью экстериоризацией этого общественного опыта. Средством, с помощью которого интериоризация и экстериоризация принимают специфически человеческую форму идеализации и объективации, является включение речевой деятельности субъекта. Предметная деятельность обнаруживает свойства вещей и способы обращения с ними. Речевая деятельность выделяет и фиксирует среди этих свойств и действий общественно‑значимые, т.е. включает опыт индивида в общественный опыт человечества.
Вот этот процесс детерминирования содержания и деятельности психики общественным опытом человечества и составляет, в конечном счете, суть обучения. Оно, как мы видели, перестраивает сам механизм функционирования психики от условно‑рефлекторного реагирования на биологические сигналы и чувственной классификации реальности в терминах состояний организма – к идеализации и объективации, как способов классификации реальности в терминах общественного опыта и целесообразных действий на основе общественно‑значимых целей и объективных свойств реальности.
ЛЕКЦИЯ XII
' X'‑ *>• ртшм&ьжжъ. :*»&ДВ
о
анатомо‑Физиологические
МЕХАНИЗМЫ ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Все известные типы поведения и виды деятельности осуществляются у животных и человека с помощью определенных материальных устройств (органов), которыми обладает их организм, и материальных процессов, которые протекают в этих устройствах (физиологических функций).
Это доказывается тем, что повреждение соответствующих органов или же нарушение соответствующих процессов всегда имеет своим следствием разрушение или же нарушение определенных сторон поведения и деятельности. Так, например, высшие животные, у которых удалены большие полушария головного мозга, теряют почти полностью способность к образованию условных рефлексов. Разрушение в мозгу определенных участков, именуемых «зрительными полями» приводит к полной слепоте. Введение ядов, которые нарушают определенные физико‑химические процессы в нервной системе, приводит к парализации всех движений животного и т.п.
Подобные факты, правда, еще не дают основания уверенно утверждать, что указанные органы осуществляют соответствующие виды поведения. Но они позволяют во всяком случае утверждать, что без нормального функционирования указанных органов невозможно осуществление соответствующих видов поведения и деятельности.
Поэтому, чтобы понять, как осуществляются поведение и деятельность животных и человека, нужно, хотя бы в общих чертах, разобраться в устройстве и работе органов, которые управляют функционированием их организма.
На прошлых лекциях мы установили, что структура любого поведения, в конечном счете, может быть сведена к более или менее сложной кольцевой рефлекторной схеме. Отсюда вытекает, что функционирование соответствующих органов управления поведением должно обеспечивать следующие процессы. Во‑первых, восприятие и выделение сигналов о значимых состояниях внешнего мира и самого организма. Во‑вторых, – переработку их в управляющие сигналы. В‑третьих, регулировку с помощью этих сигналов действий и состояний организма.
Короче говоря, органы управления поведением составляют тот аппарат, с помощью которого организм воспринимает воздействия внешнего мира и отвечает на них приспособительным поведением.
Ну, а что такое организм?
С широкой точки зрения – это совокупность клеток. Каждая из этих клеток в принципе представляет собой отдельное существо. Она живет, питается и размножается, как какая‑нибудь амеба в пруду, в соответствии с особенностями своего строения и обмена веществ. Окружающие клетки составляют для нее лишь среду ее обитания, из которой она получает питательные вещества и на которую адаптивно реагирует.
Но все дело в том, что среда эта – особенная. Она строго организована, так что жестко определяет условия существования и характер жизнедеятельности каждой отдельной клетки.
С этой точки зрения организм – не просто сборище разных клеток, в котором они сосуществуют. Это – система, в которой жизнедеятельность отдельных клеток организована, каждая из них выполняет свою работу, и все они вместе объединенными усилиями обеспечивают функционирование того сложного целого, которое мы и именуем организмом.
Значит, чтобы организм существовал и работал, нужно, во‑первых, чтобы эти клетки были как‑то объединены чем‑то, и, во‑вторых, чтобы как‑то происходило управление ими. Такое объединение клеточных систем организма обеспечивается прежде всего механически, с помощью двух удерживающих каркасов, на которые клетки надеты. Первый из этих каркасов – скелет, а второй – мышцы. Они составляют как бы те рамки, которые удерживают все клетки, все органы вместе в одном организме. При этом скелет составляет основные опоры, а мышцы – тот главным аппарат, при помощи которого организм действует вовнутрь и особенно вовне.
Мышечный аппарат человека и вообще высших животных складывается из трех типов мышц: поперечно‑полосатых, гладких и сердечных. Поперечно‑полосатые мышцы в большинстве случаев прикреплены к костям. Поэтому их еще называют скелетными. Всего в человеческом организме около 600 скелетных мышц. Они составляют от 35 до 50% веса тела человека (в зависимости от его физического развития). Скелетные мышцы осуществляют внешние движения рук, ног, туловища, головы и т.д., в том числе все произвольные движения, управляемые волей человека.
Гладкие мышцы удерживают внутренние органы и осуществляют их непроизвольные движения. Они образуют мускулатуру стенок кровеносных сосудов и кишечника, пронизывают ткани внутренних органов и кожи.
Постоянно работающие мышцы сердца близки к поперечно‑полосатым, но имеют некоторые особенности.
Единственное, что могут делать мышцы – это сокращаться. Растягиваться мышца сама не может. Ее можно только растянуть внешней силой, когда она находится в обычном (расслабленном) состоянии. Соответственно, толкать вперед она «не умеет». Поэтому все мышцы работают парами. Например, на предплечье укреплены две мышцы, сверху и внизу. Когда одна из них сокращается – рука идет вверх, когда сокращается другая – вниз.
Таким образом, сгибание и разгибание, вытягивание и стягивание осуществляется благодаря действию парных мышц. Подобные парные мышцы, действующие в противоположном направлении, называются мышцами‑антагонистами. Тончайшая синхронизированная комбинация противоположно направленных сокращений этих антагонистов и обусловливает все самые тонкие и самые сложные движения, на которые способен человек. Сокращение мышц происходит под влиянием электрического или химического раздражения. Это раздражение вызывает какой‑то электрохимический процесс в мышцах, благодаря которому они сокращаются. Как точно протекает этот процесс, мы еще до сих пор не знаем. Однако, мы знаем, что коэффициент полезного действия мышц около 50%. Это в два с половиной раза больше, чем К.П.Д. двигателя внутреннего сгорания. Если удастся его открыть, то техника, возможно, сумеет создать невиданные по экономичности двигатели и механизмы.
Итак, мышцы – это, по‑существу, главный объект управления, с помощью которого осуществляется поведение. Второй объект управления – это внутренние органы, с помощью которых осуществляется обмен веществ в организме.
Значит, практически, чтобы организм существовал, надо, чтобы была система, управляющая мышцами, т.е. его внешним поведением, и внутренними органами, т.е. его обменом веществ.
Анатомия и физиология свидетельствуют о том, что подобная система управления действительно существует во всех живых многоклеточных организмах. Более того, у высокоорганизованных животных имеется даже целых три таких системы.
Первая из них – химическая. Она получает информацию и осуществляет упррвление организмом с помощью особых химических веществ – гормонов. Различные гормоны активизируют или подавляют деятельность различных органов и систем организма. Отсюда и их название (от греческого «хормао» – «двигаю», «возбуждаю»).
Химическая, или как ее иначе называют, гуморальная система управления функционирует через кровяной поток и частично лимфу. Кровь несет с собой гормоны и доносит их во все самые отдаленные участки организма.
Гормоны вырабатываются особыми органами, которые получили название эндокринных желез. Эндокринные – в переводе означает «выделяющие внутрь», потому что они отдают свои вырабатываемые вещества в кровь, в отличие от таких желез, как например, слезные, слюнные, которые изливают вырабатываемые вещества наружу.
Основные эндокринные железы у человека следующие: 1. В мозгу имеется небольшая железа под названием гипофиз. Она согласует деятельность всех остальных эндокринных желез. Поэтому ее иногда называют «химическим мозгом». 2. На шее вокруг пищевода спереди расположена щитовидная железа. Выделяемые ею гормоны – тироиды – влияют на окислительные процессы, теплообмен, рост, активность нервной системы. 3. С обратной стороны от щитовидной расположены четыре околощитовидных железы. Их гормоны управляют кальциевым обменом и, соответственно, уровнем возбудимости нервной системы. 4. Слева под желудком – поджелудочная железа. Вырабатываемый в ней гормон – инсулин – регулирует обмен сахара в крови, а через него энергетические функции организма. 5. Над почками, по бокам от желудка, находятся две железы, которые так и называются – надпочечные. Они регулируют белковый, солевой и углеводный обмен, а также кровяное давление и уровень сахара в крови. Ее гормоны – кортико‑стероиды, адреналин и норадреналин. 6. Половые железы. Гормоны, выделяемые ими, определяют развитие вторичных половых признаков и функционирование аппаратов размножения.
Все железы внутренней секреции – очень маленькие органы. Так, околощитовидные железы весят у человека всего 0,2 г; гипофиз – около 1 г, надпочечные железы 5–7 г, щитовидная – 15–25 г. Некоторые железы, например, поджелудочные, половые – фактически вообще не существуют как отдельный орган, а вкраплены в ткань других органов. Их суммарный вес тоже не превышает грамма.
Столь же ничтожно количество гормонов, которые вырабатывают эндокринные железы. Например, гипофиз вырабатывает в сутки не более 0,004 г гормона роста. Кортизол вырабатывается надпочечными железами в количестве до 0,03 г, а альдостерон – всего 0,0015 г в сутки. Инсулина из поджелудочной железы поступает в организм до 0,002 г в сутки, а тироксина из щитовидной – не более 0,0001 г. При этом все они довольно быстро распадаются или исчезают из крови.
Таким образом, гормоны обычно находятся в крови в ничтожных концентрациях. И тем не менее они управляют обменными и энергетическими процессами организма, в миллион раз превосходящими их по массе и энергиям.
Такова первая система управления, функционирующая в нашем организме. Это – самая древняя, наиболее глубоко расположенная система, ведающая самыми решающими функциями – обменом веществ и энергии в организме, его ростом и размножением, т.е., без чего организм не может существовать.
Вторая система управления – это так называемая вегетативная нервная система.
Иногда ее называют автономной нервной системой. Почему автономной? Потому что эта нервная система действует во многом самостоятельно, автоматически, без контроля нашего сознания.
Вегетативная нервная система управляет деятельностью внутренних органов, а также осуществляет безусловные рефлексы.
Устроена она в общем следующим образом. От всех внутренних органов к позвоночнику идут нервные волокна. В позвоночнике они объединяются в тугой кабель, сплетенный из миллионов нервных волокон, который мы называем спинным мозгом. Внутри него между этими нервными волокнами имеются соединения, переключения и из них нервные волокна, которые идут обратно к соответствующим органам.
Нервы, идущие к спинному мозгу от органов, называется центростремительными, а идущие от спинного мозга к органу – центробежными. Как видите, замыкание этих нервов осуществляется прямо через спинной мозг. Потому оно и происходим автоматически при слабом контроле головного мозга и не доходя до нашего сознания.
Построена эта система примерно так. От 3 до 9 позвонка (с середины шеи до, примерно, начала груди) идут нервные волокна, идущие к зрачкам, слюнным железам, сердцу и легким. От 10 до 17 позвонка (примерно, грудь до живота) – волокна, связанные с печенью, желудком и кишечником, а также поджелудочной железой и надпочечниками. От 17 до 20 позвонка идут нервы, управляющие мочевым пузырем, половыми железами и органами. И, наконец, от 21 до 24 позвонка сплетаются в кабель нервы, управляющие кровеносными сосудами и потовыми железами.
Вегетативная нервная система, также, как и мышечная система, состоит из двух подсистем.
Одна из них – симпатическая, вторая – парасимпатическая. Обе эти системы управляют теми же самыми органами, но действуют в противоположном направлении. Например, если симпатическая усиливает деятельность кишечника, парасимпатическая – замедляет. И, наоборот, если парасимпатическая начнет усиливать деятельность кишечника, то симпатическая будет замедлять. Они действуют друг против друга, и вот это взаимодействие все время уравновешивает работу наших органов.
Третья управляющая система – это центральная нервная система. Центральная нервная система представляет собой сеть нервных волокон, идущую от всех концов и уголков организма в головной мозг. Направляются они туда двумя путями. Одни идут прямо в головной мозг, а другие – через спинной мозг. И те и другие сходятся в различных участках головного мозга. Те нервы, которые идут от органов в мозг, называются афферентными, те, что идут от мозга к мышцам, железам и др. – эфферентными. Афферентные нервы начинаются в рецепторе, т.е. чувствительном органе, эфферентные закачиваются эффектором, т.е. исполнителем. Головной мозг замыкает связи между этими афферентными и эфферентными системами и служит тем органом, который определяет, какими действиями должен ответить организм на определенное воздействие на него из внешней среды и изнутри организма. Он представляет собой главный орган переработки и объединения условных рефлексов, орган научения и интеллектуального поведения. Поэтому мы попробуем рассмотреть устройство несколько подробнее.
Головной мозг является как бы продолжением спинного. Филогенез, т.е. история развития животного мира показывает, что так оно фактически и было. У низших животных, например, рептилий, основную часть центральной нервной системы составляет спинной мозг, и только на его конце имеется небольшой бугорок, то, что эквивалентно головному мозгу. У птиц эта часть уже значительно больше. Но только у млекопитающих из маленького бугорка, имевшегося на уровне пресмыкающихся, разрослось огромное нервное образование, состоящее примерно из полутораста миллиардов нервных клеток, которое мы именуем головным мозгом.
Сам головной мозг имеет также несколько отделов, постепенно нараставших в процессе эволюции. Пер‑вый – самый нижний отдел – это как бы непосредственное продолжение спинного мозга. Этот отдел получил название стволовой части мозга.
Участок стволовой части, который входит уже внутрь полушарий, называется промежуточным мозгом. Промежуточный мозг – это древнейшая часть головного мозга. Он ведает самыми главными фундаментальными органическими функциями, а именно, управляет дыханием, деятельностью сердца, пищеварением и глотательным рефлексом. Без его работы организм просто не может жить.
Внутри промежуточного мозга имеется своеобразное нервное образование, похожее на сеть – ретикулярная формация (от латинского «ретикула» – «сеть»). К ней идут ответвления (коллатералии) от всех входных и выходных каналов мозга и всех его отделов. На нее до последнего времени не обращали внимания, считая, что это просто нервная сетка, которая служит для соединения стволовой части мозга с другими. Но десять лет тому назад японский физиолог Мэгун обнаружил, что эта ретикулярная формация играет огромную роль во всей жизни организма. Она представляет собою механизм усиления нервных импульсов, идущих в мозг. Оказалось, что мозг реагирует на импульсы только тогда, когда он активизирован этой ретикулярной формацией. Она служит как бы первой заставой, которая отсеивает, какие воздействия из внешней среды отбросить, а какие усилить и послать в мозг, чтобы он на них обратил внимание.
Сбоку от стволовой части ответвляется луковицей часть мозга, которая получила название мозжечка. Мозжечок заведует в основном координацией мышечной деятельности, он же управляет равновесием и напряжением – тонусом нашей мускулатуры.
Еще выше идет следующее мозговое образование, которое получило название таламуса, и с внутренней его стороны – вторая составляющая часть таламуса, которая называется гипоталамусом (т.е. подталамусом). Гипоталамус ведает основными функциями обмена в организме, в частности, регулированием температуры, уровня энергии, обмена веществ, благодаря которым организм поддерживает свое существование. Гипоталамус управляет работой эндокринных желез. Раздражение определенных точек гипоталамуса вызывает эмоции ярости, испуга, волнения, удовольствия, радости, ощущение голода, жажды, насыщения и т.д.
Таламус представляет собой как бы проводник воздействий всех перечисленных нижних частей мозга к полушариям.
Иногда эти нижние части называют древним мозгом, потому что они образовались раньше полушарий. Последняя часть древнего мозга, расположенная ниже между таламусом и гипоталамусом – небольшое образование, которое получило название среднего мозга. Оно служит как проводящий путь из спинного мозга в головной, а также в нем замыкаются многие безусловные рефлексы. Например, зрачковый рефлекс, мигательный рефлекс и др.
Все эти древние отделы, размером в сжатый кулак, охватываются большими полушариями головного мозга. Это – последняя, самая новая его часть. Вот эти‑то полушария ведают всей высшей нервной деятельностью. Произвольные движения, обучение, память, мышление, сознание – все это деятельность клеток больших полушарий.
Итак, как видите, по мере подъема от спинного мозга к полушариям головного идет как бы нарастание уровня психической функции, а мы все ближе подходим к психологии. Промежуточный мозг выполняет еще почти те же функции, что и спинной мозг. Он дублирует управление решающими функциями организма – пищеварением, кровообращением, дыханием и т.д. Гипоталамус ведает уже координацией и объединением этих основных функций, т.е. обменом веществ и энергии в организма в целом. Средний мозг частично дублирует спинной по линии осуществления двигательных безусловных рефлексов. Мозжечок же ведает уже координацией всей двигательной активности организма. Таламус передает информацию обо всей этой низшей деятельности в мозг. Ретикулярная же формация ведает селекцией внешней и внутренней информации, доставляемой коре полушарий. Наконец, сами полушария ведают координацией и переработкой всей этой информации в целостное сложное приспособительное поведение организма.
Вот, схематически, как построен тот пульт управления организмом, который мы называем головным мозгом. Теперь отвлечемся от древнего и среднего отделов мозга и займемся только его большими полушариями, потому что они ведают функциями, которые больше всего интересуют психологию.
Их поверхность напоминает очень сморщенное печеное яблоко –* вся она изборождена десятками глубоких извилин. Почему борозды, для чего они нужны? Благодаря бороздам увеличивается поверхность. Несмотря на сравнительно небольшой объем (около литра), мозг имеет очень большую поверхность (около 2 квадратных метров). По отношению к весу тела вес мозга у человека несколько меньше, чем у дельфина и муравья, но больше, чем у всех остальных животных. Он колеблется у нормальных людей от 1 кг 100 г до 2 кг 200 г. У женщин мозг весит в среднем на 200 г меньше, чем у мужчин. Но делать отсюда вывод о психологической неполноценности женщин преждевременно, так как исследования показали, что в общем вес мозга не связан непосредственно с умственным уровнем. У Тургенева, например, мозг весил всего 1200 г, и у Анатоля Франса был очень маленький мозг. А вот у одного кретина в Швейцарии мозг весил 2 кг 600 г. Правда, при таком огромном весе он был почти гладким, борозды почти отсутствовали. И это один из доводов за то, что основную роль играет поверхность мозга, а не его абсолютный вес.
Все борозды коры, естественно, антропологами и физиологами изучены, расклассифицированны и имеют свои названия. Но так как их в общей сложности больше, чем 250, то мы их изучать не будем. Укажем только 2 самых главных. Почти по середине полушарий идет сверху вниз глубокая резкая борозда, как бы разделяющая мозг на переднюю и заднюю части. Эта борозда получила название прецентральной или ролан‑довой борозды, по имени врача, который первым ее описал. Другая тоже очень глубокая борозда, которая отделяет переднюю и заднюю части мозга, но начинается снизу и доходит примерно до середины, получила название нижней сильвиевой борозды. Эти названия нужно помнить, потому что обычно отсчет различных участков мозга ведут от роландовой или сильвиевой борозд.
Исследования показали, что разные участки полушарий играют ведущую роль в различных функциях организма.
Как это было выявлено?
Во‑первых, методом, так называемой, экстирпации. Лешли первый применил эту методику. У животных удаляется какая‑либо часть коры больших полушарий и затем наблюдают, какая функция у животного исчезает. Например, если удалить участок вдоль роландовой борозды, то у животного наступает паралич. Оно не в состоянии двигаться, теряет способность управлять мускулами. Аналогично, при вскрытии людей, умерших от паралича, обычно обнаруживается, что причина – кровоизлияние в области роландовой борозды. Это позволяет предполагать, что здесь располагается моторная зона, т.е. зона, ведающая движением.
Подтверждение такого вывода сегодня может быть достигнуто и другой методикой. Теперь физиологи умеют вводить непосредственно в клетки мозга микроэлектроды. Это тончайшие стеклянные трубочки диаметром в одну сотую миллиметра, через которые пропущен тон‑чайший провод. Череп просверливают и подают электрический ток. Так вот, обнаруживается, что если в моторную зону ввести электроды и подать ток на них, то у животных начинают подергиваться конечности и тело. Причем.в зависимости от того, в какой участок подан импульс тока, дергается или задняя конечность, или передняя, или голова, т.е. разные участки моторной зоны ведают движениями разных частей тела.
Ниже, тоже спереди от сильвиевой борозды, находится зона, которая ведает речью, точнее, движениями языка, гортани, органов речи. В последние годы открыты участки мозга, в которых хранятся, по‑видимому, программы целых отрезков поведения, состоящих из сложного сочетания различных движений. Так, например, раздражение в глубине мозга области, так называемого, ядра хвостатого тела вызывало у одной больной действия, связанные с застиланием постели и т.п.
Другие примеры целостных «встроенных» программ – это, например, дыхание, глотание, вздрагивание, рвота. Каждое из этих действий состоит из сложной системы движений. Например, в дыхании участвуют более 90 мышц. Их ритмическим сокращением управляет свыше тысячи нервных волокон. В рвоте участвует буквально весь организм: тело выгибается, открывается рот, происходит глубокий выдох, падает кровяное давление, замедляются сокращения сердца, выделяется слюна, сокращаются стенки желудка и пищевода и т.д. И вся эта сложнейшая система реакций автоматически стандартно развертывается от одного определенного раздражения, например щекотания в горле.
Стандартные программы выполнения движений участвуют в выполнении произвольных действий. Такого рода программы храняться, по‑видимому, в мозжечке. Так, например, в движении, нужном, чтобы взять стакан, участвуют 58 различных мышц, определяющих положение 32 костей пальцев и руки. Полушария посылают лишь указание об общем характере движения. Мозжечок же в ответ выдает соответствующую программу согласованных сокращений необходимых мышц и контролирует ее выполнение. По‑видимому, в мозгу хранятся тысячи таких программ. Из их репертуара мозг и выбирает* наиболее подходящие для выполнения соответствующих действий.
Задняя сторона полушарий сверху и позади от ро‑ландовой борозды содержит зоны, ведающие органическими ощущениями: болью, удовольствием, чувством равновесия, ощущениями от муксулов и т.д. В затылочной части полушарий расположены зоны, ведающие зрением. Раздражение этих долей микроэлектродами вызывает ощущение вспышек света, крутящихся цветных шаров и кругов, движущихся черных и цветных полос, квадратов и т.п. Появление в сознании ярких зрительных образов, картин, звучания речи и музыки происходит при раздражении височных областей. Главные слуховые зоны расположены, по‑видимому, в нижней части мозга позади сильвиевой борозды.
В общем, моторные функции сосредоточены, главным образом, в передней части полушарий, а сенсорные – в задней вдоль сильвиевой и роландовой борозд. Такова общая топография чувствительных зон мозга. На этой карте, в отличие от карты Земли, уйма белых пятен. На поверхности полушарий имеются громадные участки, значение которых вообще не установлено. Их уничтожают, раздражают током, а никаких видимых реакций или изменений поведения не происходит.
Предполагается, что эти белые пятна, эти «пустые зоны» ведают внутренней психической деятельностью, т.е. замыканием рефлексов, мышлением, и т.д. Их так и называют ассоциативными, т.е. соединительными, замыкающими зонами.
Структуры этих отделов, по‑видимому, не отличаются такой четкой специализацией, как сенсорные и моторные отделы мозга. Связи в ассоциативных зонах образуются как отражения опыта. Они не предопределены наследственно, легко перестраиваются и приспособляются к новым условиям. В связи с этим даже удаление больших участков коры в указанных зонах довольно слабо отражается на поведении животного. Если какие‑то заученные формы поведения и нарушаются, то затем они довольно быстро восстанавливаются под влиянием опыта.
Общий объем удаленных участков отражается не столько в потере способности к тем или иным действиям, сколько в ухудшении общей способности к научению. Так, например, при удалении у крысы 11–20 % коры общее количество ошибок, совершаемых до полного научения (в лабиринте), увеличивалось примерно в 2 раза. При удалении 31–40 % коры – примерно в 5 раз. А при удалении более половины коры – в 16 раз.
При этом не имело значения, какие именно «белые» участки коры удалены. На успешность обучения оказывал влияние только их общий объем. Физиолог Леш‑ли, проводивший эти эксперименты, сделал отсюда вывод, что все участки мозга равноценны для деятельности или, как он выразился, эквипотенциальны.
Такой широкий вывод, по‑видимому, не совсем верен. В частности, он не применим к специализированным сенсорным и моторным зонам. Но применительно к зонам, ответственным за обучение (т.е. ассоциативным), вывод этот во многом справедлив. Любой из ассоциативных участков коры может, по‑видимому, с равным успехом образовывать очень широкий круг связей.
Следует отметить, что вся описанная специализация различных отделов мозга весьма условна и относительна. Фактически каждое событие во внешнем мире и в организме, информация о котором поступила на входы центральной нервной системы, бурно «обсуждается» нейронами на всех уровнях мозга. Оно находит многократное отражение во всех системах мозга, и информация о нем так или иначе перерабатывается всеми его отделами.
Поэтому «специализацию» перечисленных отделов мозга следует понимать скорее функционально, т.е. как именно используется ими информация. Причем, в том смысле, что без этого отдела соответствующая функция не смогла бы осуществиться, т.е. он составляет звено, необходимое для осуществления данной функции. А не так, что этот отдел монопольно ее осуществляет.
Это можно пояснить таким примером. Ходьба, естественно, невозможна без ног. Но это не означает, что ноги сами по себе осуществляют функцию ходьбы. В действительности для этого необходима и деятельность сердца, и деятельность легких, и деятельность нервной системы. Короче – деятельность всего организма. Точно также безусловные рефлексы не осуществимы без спинного мозга, эмоции – без гипоталамуса, мышление – без коры. Но фактически и регулирует и чувствует, и мыслит весь мозг в целом.
Теперь попробуем посмотреть на мозг изнутри. Из чего он состоит, как работает?
Как любой живой орган, мозг состоит из клеток. Их можно грубо разделить на два типа. Один тип клеток получил название нейронов, другой – глни. Нейрон – ясно, от слова нервный. Глия в переводе означает «клей». Нейронов в мозгу примерно 10‑14 миллиардов, т.е. в три раза больше всего населения земного шара. Клеток глии – в 10 раз больше, т.е. около 140 млрд. Но основной работающий аппарат мозга – это нейроны. Они ответственны за психическую деятельность. Глия же окружает нейронные клетки. Если взять зерна пшеницы, насыпать в глину и все это размять, получится примерная модель того, как нейроны внедрены в глии.
В основном клетки глии, по‑видимому, служат для снабжения нейронов питанием. Сейчас есть предположение, что эти клетки глии также ответственны за дол‑
говременную память, что в них записывается то, что человек помнит. Но это еще предположение.
Как устроен нейрон? Нейрон – это очень своеобразная клетка, непохожая на другие клетки организма. Внешний вид нейронов разнообразен и фантастичен. Встречаются нейроны звездчатые и корзинчатые, пирамидные и древовидные, похожие на осьминогов и напоминающие сороконожек. Но, при всем разнообразии форм, в любом нейроне можно выделить три части. Основную часть называют телом нейрона. Длина его меньше 0,022 сантиметра, объем одна тысячная кубического миллиметра, а вес не более одной стотысячной доли грамма. В этом крохотном объеме содержатся сотни тысяч различных химических веществ, идут одновременно тысячи сложнейших биохимических реакций.
От тела нейрона, извиваясь, разветвляясь протягивается множество коротких отростков – дендритов («древоподобных»). Дендриты воспринимают раздражения. Они служат, так сказать, «входом» нейрона. «Выходом» нейрона служит длинный (до 1 метра) ветвящийся отросток – аксон (по‑гречески «хлыст»). Благодаря переплетению всех этих щупалец, ветвей и отростков образуется сложная сеть связей и переключений. Так, например, с аксона одного пирамидного нейрона может образоваться несколько тысяч переключений на тела других нейронов (через дендриты). «Не имеющий ног должен иметь длинные руки». Ведь нейроны неподвижны и плотно упакованы. А они должны достать везде, получить сведения отовсюду, начиная с внешнего мира, кончая самыми отдаленными уголками организма. Вот как внешне выглядит нейрон.
Как же он работает? Это было открыто лишь в последнее десятилетие.
Нейрон – это мешочек с тончайшими стенками, которые отделяют содержимое клетки от внешнего мира. Эти стенки нейрона называют мембраной, состоящей из четырех мономолекулярных слоев (протеин – липоид, липоид – протеин). Толщина мембраны составляет 0,00001 мм. Тем не менее, именно она является решающей в работе нервных клеток.
Мембрана имеет одно удивительное свойство: она способна пропускать ионы, т.е. заряженные осколки
257
9 За к. 2143 молекулы только в одном направлении. Кровь доставляет к нейрону ионы двух видов: ионы калия и ионы натрия. Они берутся из солей, растворенных в крови. Так, например, поваренная соль NaCl, растворяясь в крови, диссоциирует на Na+ и С1‑. Точно так же кальциевые соли.
Так, вот мембрана работает следующим образом: она впускает через себя ионы калия и не впускает ионы натрия. Вернее, впускает их в 10–20 раз меньше. Что в результате получается? В результате внутри нейрона оказывается меньше ионов металла, чем снаружи. Соответственно, мембрана заряжается по отношению к внешней среде отрицательно. Нейрон превращается как бы в маленький конденсатор, емкостью около микрофарады, с удельным сопротивлением 0,4* 1012 ом‑сантиметр и разностью потенциалов около 80 милливольт.
Это состояние нейрона называется состоянием покоя. Напряжение, создаваемое отрицательным зарядом внутренней стороны мембраны, называют потенциалом покоя. Его величина минус 70–80 милливольт.
Предположим, что на нейрон пришел сигнал. Что происходит? Электрический потенциал на теле нейрона понижается, происходит деполяризация. Когда это снижение потенциала достигает определенной для данного нейрона – пороговой – величины (например, –60 милливольт вместо 80), у основания аксона происходит внезапное изменение проницаемости его мембраны. Теперь наружные ионы натрия устремляются внутрь аксона, а избыток ионов калия выходит наружу. В итоге у основания аксона происходит перезарядка и этот участок приобретает положительный потенциал около +40 милливольт по отношению к окружающей жидкости. Разность потенциалов вызывает перемещение ионов в следующий участок и т.д. Таким образом, электрический импульс, или потенциал действия распространяется вдоль аксона. Скорость его распространения зависит от толщины аксона, а также других факторов, и колеблется от 1 до 100 метров в секунду. Как образно выразился один физиолог (Грей Уолтер), «Ток нервного импульса имеет вид электрохимического кольца около пяти сантиметров длиной, пробегающего вдоль нерва со скоростью до 100 метров в секунду и столь же неустойчивого, как кольцо дыма».
Описанный механизм довольно сложен. Но зато он обеспечивает важнейшее свойство нерва, как проводника: импульс проходит по нему, не ослабляясь. Как только импульс выдан, ионы натрия снова начинают выкачиваться наружу, и нейрон приобретает через одну‑две тысячные секунды отрицательный заряд, т.е. опять создается потенциал покоя.
Таким образом, нейрон проходит четыре фазы в своей работе: фазу покоя (заряжен отрицательно, ионы натрия остаются снаружи); фазу возбуждения (ионы натрия закачиваются внутрь, нейрон перезаряжается и выдает импульсы тока); затем следует, так называемая, рефракторная фаза, в течение которой нейрон выкачивает из себя накопленный натрий и восстанавливает отрицательный потенциал. Во время этой рефракторной фазы нейрон не реагирует ни на что, ему нечем реагировать. Следующая фаза – фаза сверхувствительности, когда нейрон откликается на любое, даже самое слабое раздражение. И, наконец, за ней снова наступает фаза покоя. Нейрон опять готов к нормальной работе.
Возникает вопрос, как же все это происходит? Что там выкачивает ионы натрия, что закачивает их внутрь при его возбуждении и что снова возвращает их обратно, когда нейрон находится в рефракторной фазе? К сожалению, мы пока не знаем, как это происходит. Механизм «ионных насосов», неустанно работающий в нервных клетках, еще остается тайной нашего мозга. Пока что наиболее правдоподобно предположение, что это делают специальные органические молекулы‑переносчики, имеющиеся в мембране.
Итак, мы с вами остановились на самом драматическом моменте в существовании любого живого существа: нейрон сработал, электрический импульс в аксоне возник. Что происходит с этим импульсом дальше?
Он перекидывается на соседние нейроны. Но происходит это совсем не так просто, как, например, в телефонном реле или электрическом переключателе.
Дело в том, что принципы передачи электрического сигнала в нейронных цепях иные, чем в цепях электрической связи, создаваемых техникой.
Каждый дендрит и ответвления аксона кончаются круглой бляшкой, похожей на тарелку, которую называют синапсом (в переводе – «застежка», «пуговица»).
Синапсы могут примыкать к телу нейрона или к его дендритам. Но (обратите внимание!) они никогда не касаются ни тела другого нейрона, ни другого синапса. Между ними всегда остается крохотное, в десятитысячную долю миллиметра пространство.
Итак, электрический импульс, чтобы с синапса попасть на тело или на дендрит другого нейрона, должен проскочит крохотное пространство между синапсом и другим нейроном.
Как это происходит?
Установлено, что под влиянием пришедшего импульса синапс выделяет особые активные химические вещества (так называемые медиаторы, т.е. «посредники»): ацетилхолин, сератонин, адреналин. Соприкоснувшись с телом соседнего нейрона, эти медиаторы возбуждают его, приоткрывая «дверь» для ионов натрия. Отрицательный заряд нейрона начинает уменьшаться. Как только медиатор совершил свою работу, выделяются «антимедиаторы», которые его разрушают. Например, ацетилхолин разрушается наступающей ему навстречу холинэстеразой, которая разлагает его на неактивные холин и уксусную кислоту. Затем истощившийся медиатор восстанавливается обратным синтезом, и синапс снова готов к работе.
Между прочим, если в мозг попадают вещества, похожие по составу на медиаторы (так называемые, психотомиметики), то этот механизм нарушается. Антимедиаторы не справляются со своей работой. Возбуждения нейронов своевременно не прекращаются, происходит хаотическое замыкание разнообразных связей. В умеренных дозах человек испытывает при этом просто психический подъем. На этом основано действие так называемых тонизирующих средств (кофе, фенамин, женьшень и т.д.). При более активных психото‑миметиках вся психическая деятельность дезорганизуется, начинаются галлюцинации, непроизвольные движения и т.п. В этом, по‑видимому, заключается суть действия наркотиков.
Для чего нужна такая сложная схема? Почему нельзя было бы просто передать импульс тока прямо с нейрона на нейрон?
Оказывается, разные синапсы вырабатывают разные медиаторы. Поэтому, импульс, который выдается нейроном, действует с разбором. Одни нейроны он возбуждает, а другие оставляет равнодушными. Каждый синапс как бы выбирает адресата, чувствительного к его импульсам. Таким образом, осуществляется адресация информации в те системы, где она должна быть использована. Это – во‑первых.
А во‑вторых, возможно, что медиаторы изменяют химический состав межсинаптической щели. Некоторые исследователи считают, что именно это изменение химизма синаптических областей лежит в основе образования межнейронных связей.
Мы пока рассматривали нейрон вообще. Но нейроны отнюдь не тождественны. Различные нейроны работают по‑разному.
Прежде всего это зависит от того, в какой части нервной системы они находятся. С этой точки зрения все нейроны можно подразделить на три группы:
1. Эффекторные нейроны, которые посылают управляющие команды к внутренним органам и мышцам. Принцип их действия тот же, но генерируемые ими на выходе импульсы вызывают сокращение мышц или работу желез. Эти нейроны, по‑видимому, объединены в группы определенными врожденными связями, которые обеспечивают выполнение программ действия в ответ на определенные пусковые сигналы (нервные и гуморальные).
2. Рецепторные нейроны. Это нейроны, которые собирают и передают информацию о внешних воздействиях и состояниях организма. Они как бы переводят данные о свойствах раздражителей на язык стандартных сигналов (электрических импульсов), единственно понятный нервной системе. Среди этих нейронов одни реагируют только на включение раздражителя «оп»‑ней‑роны) или только на его выключение («оП"»‑нейроны). Недавно обнаружены также нейроны, которые реагируют лишь на новизну раздражителя («нейроны внимания»). Среди перечисленных нейронов, в свою очередь, имеются специализированные и мультисенсорные. Первые отвечают лишь на один определенный раздражитель, например, только на свет, или только на звук. Вторые реагируют на любые (или, во всяком случае, разные) типы раздражителей (и световые, и звуковые, и обонятельные, и болевые и т.д.).
3. Ассоциативные нейроны. С их помощью образуются нервные связи. Ассоциативные нейроны – это и есть, так сказать, гвоздь программы. Это те самые нейроны, которые связывают между собой внешнее раздражение и ответ на него организма. Исследования показали, что ассоциативные нейроны бывают разных типов. Первый тип – это, так называемые, возбуждающие нейроны. Второй – так называемые, тормозные нейроны. Тормозные нейроны, возбуждаясь, подают команду торможения других нейронов. И, наконец, так называемые, дифференцирующие нейроны. Эти нейроны работают так: если он возбужден, то он тормозит другие нейроны; если он заторможен, то он возбуждает другие нейроны. Из логики известно и можно доказать, что трех таких элементов достаточно, чтобы описать любые логические связи, т.е. описанных типов взаимодействия нейронов достаточно, чтобы построить любую логическую модель действительности.
Еще одна особенность нейронов – для того, чтобы нейрон сработал, обычно не достаточно только одного импульса на входе. Нужно, обычно, чтобы одновременно совпали или последовали друг за другом импульсы от разных аксонов на несколько его входов. Иначе говоря, нейрон работает не просто как передатчик импульсов, но и как интегрирующее или дифференцирующее устройство.
Наконец, важнейшая черта – аксон работает по так называемому принципу «все или ничего». Суть его в следующем. Вплоть до некоторго порогового уровня силы раздражителя, например, при деполяризации до 60 милливольт, аксон вообще не реагирует. Как только деполяризация перевалит эту величину, аксон сразу срабатывает и выдает ответный импульс. Причем, величина ответного импульса всегда будет одинаковой. Сила раздражителя определяет лишь, сколько таких ответных импульсов выдает нейрон. Таким образом, нейрон работает, скорее всего, как пулемет. Пока сила нажима недостаточна для того, чтобы спустить курок, выстрела не будет. Как только достаточна – следует выстрел. Причем, выстрел будет совершенно одинаковый, а сами выстрелы будут следовать один за другим, пока вы жмете курок. В зарубежной литературе по физиологии иногда так и называют выдачу нейроном импульса – нейрон «выстреливает импульсом». А сам этот механизм «все или ничего» называют триггерным механизмом (триггер – в переводе означает «спусковой крючок»).
Разумеется, приведенная аналогия является упрощенной. В отличие от пулемета, число «выстрелов», которые совершает нейрон, зависит не только от времени действия раздражителя, но и от его силы. Причем, разные нейроны реагируют на тот же радражитель по‑разному, так как они имеют разные пороги. К тому же эти пороги не являются постоянными. В отличие от исправного пулемета, нейрон может срабатывать и без видимых внешних причин. Такие внезапные самовозбуждения нейронов, вызванные какими‑то внутренними причинами, называют спонтанными возбуждениями. Наконец, тоже в отличие от пулемета, возбуждение нейрона не прекращается сразу с прекращением действия раздражителя. Такую затухающую «стрельбу», после того как «тревога» уже закончилась, называют остаточным возбуждением (или торможением).
У разных нейронов период остаточного возбуждения (торможения) различен. У рецепторных нейронов он обычно измеряется долями секунды. Но у некоторых ассоциативных нейронов он может длиться до десяти и более минут. Кроме того, длительность остаточного возбуждения (торможения) зависит еще и от силы раздражителя, его длительности, числа и характера поступивших импульсов и других факторов.
Средствами математической логики можно показать, что описанные механизмы интеграции и дифференцировки сигналов в сочетании с разнообразными формами задержек (т.е. остаточных возбуждений и торможений) достаточны для анализа и синтеза сигналов, их статистической фильтрации и перекодирования в высшие алфавиты.
Иначе говоря, уже известные нам физиологические механизмы по переработке сигналов нейронами в общем обеспечивают те основные структуры переработки информации, которые, как мы видели, лежат в основе психической деятельности.
При этом некоторые взаимодействующие системы нейронов объединены врожденными связями. Такие системы образуют как бы готовые блоки, отбирающие раздражители с заданными свойствами и перерабатывающие информацию о них по заранее заданной врожденной программе. Другие блоки вместе с их программами селекции и переработки информации формируются в течение жизни индивида на основе обучения.
В последнее время появились данные о том, что мозг располагает еще особыми механизмами селекции и переработки информации, которые принципиально отличаются от научения. В основе этих механизмов лежат спонтанные самовозбуждения нейронных групп, на основе которых в мозгу замыкаются и образуются новые связи, модели и программы, не встречавшиеся в опыте организма. Эти модели и программы затем реализуются в поведении, и практика отбирает те из них, которые правильно отражают объективную реальность.
Таким образом, по новейшим данным мозг обладает в своей деятельности значительно большей свободой, чем предполагали до сих пор физиологи и психологи. Он не только перерабатывает поступающую, но и генерирует новую информацию по каким‑то своим, неизвестным еще нам, законам. В этом свете требует определенной поправки все, что мы говорили о законах образования временных нервных связей. Образование их через подкрепления на основе связей, обнаруживаемых в опыте, по‑видимому, не единственный возможный путь. Вероятно, что мозг пробует и сам «на свой страх и риск» образовывать новые связи, а затем уже проверяет их в опыте. Таким образом, механизм проб и ошибок работает не только на уровне поведения, но и на уровне собственной деятельности мозга.
В свете сказанного становятся понятнее творческие возможности мозга, механизмы возникновения нереальных фантастических образов, неожиданных идей и вообще творчества.
Всеми этими своими свойствами центральная нервная система существенно отличается от современных машин, даже самых сложных. Она обладает значительной степенью внутренней самодеятельной активности за счет спонтанной работы самовозбуждающихся колебательных контуров. В нее встроены множество собственных самодействующих программ сбора и переработки информации (врожденных и приобретенных). Она сама строит свои программы и гибко изменяет их в соответствии с изменяющимися условиями существования, сама вырабатывая при этом критерии их оценки и контроля. Наконец, в результатах работы существенную роль играет элемент случайности. Они (эти результаты) определяются не только свойствами раздражителей, действующих на входы, но и случайным сочетанием собственных самовозбуждений системы в момент действия этих раздражителей.
В итоге результирующая активность организма даже в строго одинаковых условиях оказывается различной, т.е. «вход» не определяет однозначно «выхода». Эту особенность работы управляющих систем живых организмов иногда формулируют в сильном виде, так называемым, Гарвардским законом, который гласит: «В полностью контролируемых условиях животное ведет себя так, как того дьявол захочет!»
Таким образом, в целом нейронная масса выступает, как чрезвычайно гибкая система взаимодействующих и взаимосвязанных генераторов, приемников, анализаторов и накопителей сигналов. В сочетаниях изменяющихся состояний своих элементов она отображает, моделирует значимые сочетания и свойства окружающей реальности и ответные реакции организма.
Поскольку такими состояниями являются возбуждение или торможение, можно предполагать, что окружающий мир и действия организма отображаются в мозгу сложнейшими подвижными мозаиками возбуждений и торможений огромных нейронных масс. Законы этой динамики открыл И.П. Павлов.
Он показал, что они могут быть сведены к трем основным процессам: иррадиации, концентрации и индукции. Под иррадиацией понимается распространение, «растекание» возбуждения или торможения от участков, на которых они возникли, по нейронным массам, которые связаны с этими участками. Под индукцией понимается торможение определенных нейронных групп, вызываемое возбуждением в связанных с ними нейронных системах и, наоборот, возбуждение одних участков, вызываемое торможением других. Наконец, под концентрацией понимается стягивание возбуждения или торможения к определенным ограниченным нейронным системам, вызванное взаимодействием процессов иррадиации и индукции. Поскольку любая генерация, передача и переработка сигналов мозгом выражается в возбуждении или торможении различных нейронных групп, моделирующая и регуляторная работа мозга может быть интегрально описана в терминах распространения, концентрации и взаимодействия в нем возбуждений и торможений. Отсюда и вытекает универсальность понятий, предложенных Павловым.
Сегодня техника электроэнцефалографии позволяет уже непосредственно наблюдать электрические явления в мозгу, сопровождающие возбуждения и торможения нейронных систем. На экранах приборов, названных «телевизорами мозга», его деятельность видна, как сложнейшая мозаика вспыхивающих и перебегающих световых пятен, которые растекаются, сжимаются, чередуются, сливаются, распадаются на отдельные огоньки, бегут волнами по поверхности больших полушарий.
На фоне внешне хаотической активности выделяются мощные ритмические изменения электрических потенциалов, волнами распространяющиеся по всей коре. Самые мощные из них с периодом 8–13 циклов в секунду получили название альфа‑ритма (а). Альфа‑ритмы появляются в деятельности мозга, когда он находится в спокойном состоянии, у человека с закрытыми глазами. Стоит человеку начать о чем‑нибудь напряженно размышлять или просто открыть глаза на свету, как альфа‑ритмы мозговой активности исчезают. Все это наводит на мысль о связи альфа‑ритма с поисками мозгом информации о внешнем мире. Потенциалы альфа‑ритма как бы прожектором обшаривают мозг, возбуждая участок за участком и опрашивая все новые группы нейронов: «Как там у вас дела? Не поступило ли извне информации, требующей внимания или обработки?»
Между прочим, частота альфа‑ритма приближается к частоте колебаний электромагнитного поля земли и точно совпадает с частотой дрожи пальцев при волнении, усталости или алкоголизме.
При спокойном сне альфа‑ритм сменяется еще более медленным дельта‑ритмом (Д) с периодом 0,5–3,5 цикла в секунду.
При напряженной мыслительной деятельности или внимании альфа‑ритм, наоборот, сменяется стремительными мелкими и неровными волнами бета‑ритма (Э) с частотой 30–40 циклов в секунду. Ритм этот неизменно появляется в ответ на неожиданные раздражения. Он представляет собой, по‑видимому, суммарный электрический шум миллионов нейронов, участвующих в работе по отысканию, передаче и переработке поступающей информации.
При сильных эмоциональных переживаниях, особенно неприятных, в височных долях возникает тета‑ритм (0) с частотой 4–7 цикла в секунду. Исследования последних лет установили его тесную связь с работой таламуса. Регулирование движений мозжечком сопровождается волнами частотой 200–400 герц.
Наконец, физиолог Грей Уолтер наблюдал особую мощную Е‑волну, которая появлялась в лобных долях при намерении человека совершить какое‑нибудь действие или принять решение. Эта волна прекращалась, как только намерение осуществлялось или решение принималось.
Таким образом, изучение электрической деятельности мозга позволило отчетливо выявить активность, связанную с управлением органическими функциями (дельта‑ритм), поиском информации (альфа‑ритм), переработкой информации (бета‑ритм), эмоциональным отношением к ней (тета‑ритм), регулированием движений, наконец, волевым действием и принятием решения (Е‑волна).
Это подтверждается также тем, что вызывая в мозгу искусственно те или иные ритмы (например, вспышками соответствующей частоты), можно вызвать у человека соответствующие психические состояния.
Это подтверждается также тем, что вызывая в мозгу искусственно те или иные ритмы (например, вспышками соответствующей частоты), можно вызвать у человека соответствующие психические состояния.
Например, наблюдение вспышек с частотой альфа‑ритма (т.н. фликкер) вызывает у многих людей зрительные галлюцинации, а у некоторых – эпилептические припадки. Фликкер с частотой тета‑ритма вызывает беспричинное чувство раздражения, беспокойства и т.п.
Было бы, однако, поспешным заключить отсюда, что на экране «телевизора мозга» мы сегодня‑завтра увидим и расшифруем саму психическую деятельность человека – его мысли, чувства и желания.
Наблюдаемые на экране перемещения возбужденных участков отображают лишь внешнюю сторону работы основного механизма мозга – генерации, передачи, переработки и накопления информации о значимых свойствах мира и адекватных им реакций организма. Саму эту работу увидеть нельзя, потому что информация невидима. Она – не вещь и не энергия, а сведения, знания. Как бы ни совершенствовались приборы, «подсматривающие за мозгом», они всегда будут регистрировать лишь движения сигналов в мозгу. Содержание этих сигналов, информацию, которую они несут, можно «увидеть» лишь мысленным взором. Их можно обнаружить лишь изучением и анализом всей совокупности отношений организма и субъекта с внешним миром. Это есть и всегда будет предметом психологии.
ЛЕКЦИЯ XIII
ОЩУЩЕНИЯ
Сенсорное отражение. Сигналы и информация.
Анализаторы. Виды и свойства ощущений.
Функции и механизмы ощущений
Мы последовательно рассмотрели с вами основные внешние проявления отражательно‑регуляторной деятельности психики, которые поддаются объективному наблюдению и регистрации. Это были различные типы поведения и деятельности, с помощью которых индивид приспособляется к окружающему миру, а также приспособляет его к своим нуждам.
Мы обнаружили, что для осуществления такого поведения психика должна получать и перерабатывать информацию о свойствах реальности, производить анализ и синтез этой информации, выполнять его семантическую и статистическую фильтрацию и классификацию, т.е. выявлять и отбирать устойчивые свойства и категории вещей, имеющие значение для целесообразной организации поведения. Для того, чтобы впоследствии использовать выявленные значимые свойства и категории вещей при регуляции поведения, психика должна каким‑то образом их фиксировать, т.е. осуществлять ступенчатое кодирование, перекодирование и запоминание соответствующей информации. Благодаря этому становится возможным опережающее отражение, т.е. предвосхищение вероятных изменений реальности и заблаговременное реагирование на них. Или даже вызывание таких изменений, т.е. целесообразное преобразование окружающей среды (см. лекцию VI).
Далее, при изучении деятельности человека мы обнаружили, что существенной ее особенностью, отличающей от поведения животных, является регулирование действий идеальной общественно‑обусловленной целью (а не непосредственными воздействиями окружающей среды и биологическими потребностями организма, как у животных). Выяснилось, что это требует от психики способности осуществлять особые процессы переработки и кодирования информации, которые называют представлением и воображением, пониманием и мышлением, волей и сознанием (см. лекцию VIII).
При изучении анатомо‑физиологических основ психики мы узнали, что вся эта ее деятельность осуществляется с помощью электро‑химических процессов, протекающих в нервной системе. А именно – через генерирование и передачу нейронами электро‑химических импульсов, взаимное возбуждение или торможение нейронов путем интеграции или дифференцировки этих импульсов, иррадиацию и концентрацию возникших возбуждений и торможений по нейронным полям, наконец, взаимодействие этих мозаик возбуждений‑торможений и образование между ними устойчивых связей (см. лекцию XII).
Наконец, мы установили, что психика не только отражает свойства окружающего мира и управляет на этой основе практическим поведением и деятельностью. Она сама порождается этим поведением и деятельностью, формируется путем интериоризации предметных (физических) действий и их вещественных результатов, т.е. возникает на основе перехода внешнего во внутреннее, практического поведения и его результатов – в психические операции и переживания, реальной деятельности и ее продуктов – в идеальную деятельность и сознаваемые образы (см. лекцию IX–X–XI).
Как же все это происходит? Как рождается из внешней видимой практической деятельности внутренняя невидимая идеальная деятельность психики? Как и в каких формах она отражает реальность, выявляет и фиксирует ее существенные, устойчивые, значимые свойства и закономерности? Как она использует эти обнаруженные свойства и закономерности для управления деятельностью и поведением?
Поставив все эти вопросы, мы решаемся сделать отважный и очень трудный шаг. От внешнего, видимого, наблюдаемого, объективного мы переходим к внутреннему, невидимому, скрытому, непосредственно ненаблюдаемому, субъективному. Можно собрать слюну, которая капает у собаки при виде лампочки – сигг пищи. Можно заснять на кинопленку поведение г зьяны, решающей задачу с палками. Можно увидет* экране осцилографа тета‑ритмы мозга человека, реь ющего задачу. Можно, наконец, записать на магнит фон речевые звуки, издаваемые поэтом, который чит ет свои стихи к любимой. Но невозможно собрать пробирку ожидание пищи или ощущение голода. Ни каким киноаппаратом не снять картины, мелькающж в воображении. Нельзя увидеть чужие мысли. И никакой магнитофон не запишет эстетические переживания, пробуждаемые у слушателя стихами.
Мы видели, что именно по этой причине целое большое направление в психологии – бихевиоризм – отказалось вообще от изучения внутреннего психического мира человека. «Где кончается возможность объективного наблюдения, там кончается наука», – говорили бихевиористы. – «Невидимое, неощутимое – это область мистики, фантазии, болтовни, а не научного знания!».
Внешне, как будто, эти доводы выглядят вполне убедительно. Однако, внутренне они абсолютно неверны. Они отправляются от буржуазной философии позитивизма, которая считает, что задача науки лишь экономно организовывать и описывать ощущения, которые мы получаем от внешнего мира.
Но ни одна наука не кончается там, где кончается возможность «пощупать своими руками» и «увидеть своими глазами». Разве можно пощупать радиоволны, увидеть химическую валентность атома, сфотографировать электрическое сопротивление вещества. Диэлектрический материализм показал, что любая наука идет от внешних наблюдаемых явлений к их внутренней «неощутимой» сущности. Это возможно, потому что сущность, т.е. устойчивые свойства, отношения, связи вещей, проявляется в явлениях. Так, например, электрическое сопротивление вещества проявляется в том, как падает на нем напряжение тока, какое количество электрической энергии переходит в тепловую и т.д. Падение напряжения, количество тепла и т.д. проявляются в отклонении стрелки вольтметра, подъеме столбика ртути в термометре и т.д. И только тогда они становятся «видимы». Их можно наблюдать и фотографировать, измерять и оценивать.
Психология, как наука, не составляет исключения.
Она тоже идет от видимого к невидимому, от явлений к сущности. Для нее это – путь от наблюдаемого поведения и физиологических процессов к формам и законам отражательно‑регуляторной деятельности психики.
И так же, как при определении электрического сопротивления вещества, сущность психических явлений не может быть обнаружена простым «созерцанием». Сколько ни разглядывай кубик из вольфрама, его электрическое сопротивление не угадаешь. Надо действовать! Надо включить кубик в электрическую цепь. Подсоединить вольтметр к его концам. Измерить и взвесить сам кубик и т.д. Причем надо действовать не вообще, а в соответствии с целью. Например, облизывание, или нагревание, или раскалывание кубика вряд ли что‑ни‑будь дадут для решения задачи. Иначе говоря, надо найти такие условия и действия, которые заставят кубик проявить именно интересующее нас свойство – его электрическое сопротивление.
Все сказанное относится и к методу психологической науки. Одним «разглядыванием», самонаблюдением своих ощущений, чувств, мыслей не доберешься до сущности этих психических процессов. Надо действовать! Т.е. надо ставить человека в разные условия, ставить перед ним разные задачи и наблюдать, что будет происходить с его ощущениями, мыслями, переживаниями. При этом надо искать такие условия и задачи, которые заставят психику проявлять интересующие нас свойства.
Иногда на это возражают так: «Но ведь отклонение стрелки вольтметра можно все‑таки наблюдать, а мысль – нельзя». На это можно ответить, что мысль тоже можно наблюдать путем самонаблюдения. Для того человеку и дано сознание.
Говорят: «А как можно верить тому, что человек говорит о своих мыслях?» На это можно ответить: «А как мы верим ученому, когда он говорит, что стрелка в его опыте отклонилась на столько‑то?» Скажут: «Но слова ученого можно проверить, повторив опыт в другой лаборатории». Так ведь и показания испытуемого можно проверить, повторив опыт с другими людьми.
На последнее опять возражают: но люди‑то разные, и результаты будут различны. Это, конечно, верно. Однако, для разных по величине кубиков сопротивление тоже будет различным. Наука ищет не свойства отдельных единичных вещей, а общие отношения и законы. Психология, изучая, как протекают данные психические явления у разных людей, тоже ищет общие законы самих явлений и общие условия, которые определяют, как проявляются эти законы у разных людей.
Тогда ссылаются на субъективность самонаблюдения. Говорят: «Чем мы гарантированы, что человек умеет правильно осознавать свои мысли и переживания?» Но следует напомнить, что вольтметр в нашем примере тоже не прямо измерял сопротивление. Он мерил падение напряжения, т.е. был третьим звеном в цепи изучаемых явлений. Вторым звеном было падение напряжения и выделение тепла, которые «прямо» можно почувствовать тоже только приблизительно и неточно.
Так вот, таким третьим звеном для психологии являются поступки и действия человека. Их‑то можно и наблюдать, и измерять, и фотографировать.
Чтобы по показаниям вольтметра определить сопротивление, надо знать: а) как связано отклонение стрелки с напряжением, б) как связано падение напряжения с сопротивлением. Точно также, чтобы по поступкам и действиям человека судить о свойствах его психики, надо найти: а) как связаны эти поступки и действия с его переживаниями и мыслями, б) как эти переживания и мысли связаны с интересующими нас свойствами психики. Установление таких связей, т.е. законов психической деятельности, и есть задача психологического исследования. Ее решение возможно, потому что эти связи носят закономерный характер. И значит, они могут быть выявлены путем эксперимента, наблюдения, самонаблюдения, анализа и обобщения. Ее решение трудно, потому что эти связи имеют очень сложный и изменчивый характер. Поэтому каждый шаг вперед в психологии требует огромного количества опытов и наблюдений, тщательного анализа и проверки, большой осторожности и доказательности.
Помня об этом, попробуем теперь отыскать ответы на вопросы, которые мы поставили ранее. При этом будем следовать тому методу, который мы уже испробовали ранее: от внешнего наблюдаемого (третье звено) – к внутреннему наблюдаемому (второе звено), и на этой основе – к сущности и механизмам, обуславливающим наблюдаемые проявления психической деятельности. Наблюдаемые же явления тоже будем рассматривать последовательно – так, как они развиваются в филогенезе и онтогенезе – от наиболее простых, низших форм отражательно‑регуляторной деятельности, которые есть у всех животных – к самым сложным и высшим, которые обнаруживаются только у человека.
Поэтому начнем с инстинктивного поведения. Ранее мы рассмотрели его внешние наблюдаемые характеристики и механизмы, т.е. отвечали на вопрос, как оно протекает и чем обуславливается (см. лекции II и III). Теперь поставим вопрос по‑другому: какой информации об окружающем мире достаточно организму, чтобы осуществлять инстинктивное поведение? Или, иначе говоря, какие стороны реальности должна «уметь» отражать психика, чтобы регулировать поведение с помощью врожденных безусловно‑рефлекторных программ.
В лекции III мы установили, что для этого достаточно «умения» выделять в окружающей среде определенные пусковые сигналы – эвокаторы. Там же мы видели, что такими эвокаторами служат определенные отдельные элементарные свойства предметов. Например, для птенцов чайки – красное пятно на клюве мамаши, для мальков цихлиды – движение предмета, для кур – смена света и тьмы. Аналогично, для запуска отдельных безусловных рефлексов – основы инстинктивного поведения. Например, для зрачкового рефлекса пусковым сигналом является изменение уровня освещенности; для сосательного – прикосновение к слизистой оболочке губ, для полового – запах самки или цвет оперения и т.д.
Таким образом, чтобы приспособиться к среде с помощью инстинктивного поведения, психика животного должна «уметь» отражать и различать отдельные простые признаки (свойства) предметов окружающего мира. Соответственно, организм, способный к инстинктивному поведению, должен располагать специальными механизмами для сбора и переработки информации об элементарных свойствах окружающих вещей и ситуаций.
Что это за механизмы и как они работают?
Чтобы ответить на эти вопросы, надо сначала разобраться в том, что такое информация и как ее вообще можно получать, передавать и перерабатывать.
Первая основная особенность информации, обнаруженная кибернетикой, заключается в том, что информация не существует сама по себе, как существуют физические объекты и явления. Она содержится в физических объектах и явлениях. Но опять‑таки не в том смысле, как их части и свойства.
Так, например, информация, которая содержится в данном тексте, это не буквы, из которых он состоит, и не физические свойства букв или обозначаемых ими звуков. Это видно из того, что туже информацию можно передать другими знаками (например, стенографическими) и другими звуками (например, на другом языке). Ее же можно передать электрическими импульсами (например, по телефону), электромагнитными импульсами (например, по радио) и т.д.
Точно так же информация о пище, которую несет собаке зажженная лампочка в опыте по образованию условного рефлекса, не является свойством самой лампочки.
Отсюда видно, что в качестве носителей информации явления реальности выступают как‑то иначе, чем в качестве обладателей определенных физических свойств. Соответственно, их обозначают в этом случае особым термином. Материальный объект или процесс, выступающий как носитель информации, называют сигналом.
Чем же отличается физическое явление, рассматриваемое как сигнал, от того же явления, рассматриваемого как объект?
Приведенные выше примеры наводят на мысль, что это отличие заключается в «неважное™» свойства самого объекта, когда он выступает в качестве сигнала. Однако, это не совсем верно. Разумеется, неважно, какую форму имеет буква «а». Это может быть и а (как в греческом). Точно также неважно какой, например, цвет имеет лампочка в опыте по выработке условного рефлекса.
Но важно, вернее, абсолютно необходимо, чтобы тот же знак всегда обозначал тот же звук, а тот же цвет лампочки обозначал бы тот же стимул. Иначе говоря, разным звукам должны соответствовать разные знаки. Так например, буква «д» в азбуке Морзе обозначается буква «у» обозначается «..‑». Свойства букв «д» и «у» отображаются здесь только различием в расположении тех же двух точек и тире, а не самими точками и тире. Таким образом, в сигнале имеют значение не сами элементы (свойства), из которых он состоит, а соотношение этих элементов (свойств), их различия.
Соотношение свойств или элементов явления или предмета называют его структурой (строением). Отсюда вытекает, что информация передается не физическими свойствами, а структурой сигнала.
Следовательно, физическое явление выступает как сигнал, когда его собственные элементы и свойства имеют значение лишь постольку, поскольку их структура отображает свойства каких‑то других предметов или явлений. Вот эти отображаемые «чужие» свойства составляют содержание информации. Сигналы, с помощью которых происходит отображение, называют кодом. Наконец, структуры, в которых осуществляется это отображение, называют алфавитом сигналов.
Вообще‑то, конечно, не совсем верно то, что сказали ранее, будто сами физические свойства сигналов не важны. Совершенно ясно, что для слепого, например, недоступна будет информация, содержащаяся в букве, написанной чернилами. Зато он сможет прочесть (конечно, после обучения) рельефные буквы любой формы. Значит, чтобы объект мог стать сигналом, его сигнальные свойства еще должны как‑то отобразиться в приемнике этих сигналов, т.е. должны иметь способность воздействовать на получателя.
Итак, основная особенность сигнала состоит в том, что его структура однозначно соотнесена с определенными свойствами объектов или явлений, о которых он несет информацию.
Пользуясь языком математики, можно сказать, что определенные свойства объектов или явлений изоморфно (однозначно, сохраняя структуру) отображаются в сигнале. Изучением общих законов такого отображения занимается особая область математики – топология. Поэтому, пользуясь методами топологии, можно построить математические модели информационных процессов, в частности, и тех, которыми занимается психология. Но об этом позже.
А сейчас важно другое. Топология показывает, что с помощью процессов изоморфного отображения можно в одной системе объектов построить точную модель другой системы объектов. Причем, модель эта не будет иметь никаких элементов или физических свойств оригинала и тем не менее будет точно отображать его структуру. Так, например, фотографическая карточка не имеет никаких физических свойств изображенного на ней человека и тем не менее дает полную информацию о его внешности. Вот эту возможность отобразить нечто в совершенно ином, построить модель, которая по своим физическим свойствам совершенно не похожа на оригинал, и тем не менее дает о нем полную, обширную и верную информацию – следует хорошо запомнить.
Для того, чтобы в некоторой отображающей материальной системе сформировалось такое отображение (модель) свойств другой материальной системы‑ориги‑нала, необходимо:
1) чтобы объекты‑оригиналы взаимодействовали с отображающей системой и вызывали в ней определенные изменения ее состояний (события);
2) чтобы отображающая система превратила эти изменения своих состояний (события) в код, т.е. отвлеклась от их собственных физических свойств и выделила их структуру; иначе говоря, чтобы она реагировала лишь на определенные их различия;
3) чтобы отображающая система превратила этот код в алфавит сигналов, т.е. соотнесла различные структуры событий в ней с различными свойствами оригинала; иначе говоря, чтобы она осуществила декодирование (расшифровку) информации, содержащейся в сигналах.
Кибернетика показала, что перечисленные требования представляют необходимые условия процессов, связанных с извлечением и переработкой информации. Если центральная нервная система обладает такой способностью, то протекающие в ней процессы должны обеспечивать выполнение этих требований.
В прошлой лекции мы рассматривали процессы, ко‑тоторые протекают в центральной нервной системе, как события, т.е. с точки зрения их физиологических свойств и механизмов. Попробуем теперь рассмотреть эти события, как сигналы, т.е. с точки зрения их информационных свойств и механизмов.
Из первого условия, сформулированного выше, вытекает, что для отображения окружающей реальности прежде всего необходимо ее взаимодействие с отображающей системой, т.е. организмом. Выполняется ли оно?
Ясно, что да! Более того, именно у живых организмов это условие информационных процессов реализуется в наивысшей степени. Все существование живых организмов есть непрерывное взаимодействие с окружающим миром.
Это обусловлено самой природой живого. Любой организм с термодинамической точки зрения представляет собой неустойчивую систему. Его энергетический уровень превышает энергетический уровень окружающей среды. Каждая живая клетка представляет собой как бы «горячую точку», сгусток энергии и высокоорганизованного вещества на фоне «холодного и низкоорганизованного» окружающего неорганического мира. И второй закон термодинамики слепо, но неутомимо стремится «рассосать» это отклонение, сведя его к среднему уровню энергии и организации окружающего вещества. Неумолимые законы рассеяния энергии стремятся погасить сверкающие огоньки жизни так же, как они заставляют остывать звезды и рассыпаться в прах горы. Образно об этом писал Державин:
Над всей вселенной смерть царит.
И солнца ею потушатся,
И звезды ею сокрушатся,
И всем мирам она грозит...
«Не мнит лишь смертный умирать»,
– добавляет поэт. И надо сказать, что у «смертного» есть для этого основания. Жизнь противостоит смерти за счет непрерывного обновления. Процессу разрушения она противопоставляет процесс созидания, распаду – восстановление, рассеянию – накопление. Разрушающиеся организмы жизнь заменяет, созидая путем размножения новые. Распадающиеся в организмах вещества она восстанавливает за счет веществ, черпаемых из окружающей среды. Рассеиваемую энергию компенсирует энергией, накопляемой из внешнего мира.
Жизнь способна существовать лишь за счет этого непрерывного обмена веществом и энергией с окружающим миром. Таким образом, непрерывное взаимодействие с окружающим миром составляет основное условие жизни, ее сущность, самую форму существования всего живого.
Следовательно, на вопрос, какие события порождает в живом организме его взаимодействие с окружающим миром, общий ответ будет: оно порождает самую жизнь. Отсюда вытекает, что в живом организме нет ни одного явления или процесса, которые не порождались бы взаимодействием организма с окружающим миром. Окружающая реальность непрерывно вызывает миллиарды событий в организме – изменения состава и притока питательных веществ и энергии, изменения состава, роста и взаимодействия клеток, изменения функционирования внутренних органов и мышц, изменения состояния и поведения и т.д. (В свою очередь, разумеется, ответные действия организма вызывают определенные события во внешней среде, порождают изменения ее состояний.)
С этой точки зрения все, что происходит в организме, несет одновременно информацию о состояниях внешнего мира, отображает свойства окружающей реальности. Каждый организм выступает по отношению к окружающей среде не только как сгусток энергии и высокоорганизованного вещества, но и как сгусток информации и высокоорганизованных отражений реальности.
Таким образом, первое условие формирования информационных процессов удовлетворяется в живых организмах с лихвой. Сама жизнь выступает как информационный, отражательный в своей основе процесс. Этот уровень отражения реализуется, по‑видимому, в организме гуморальной системой (кровь, лимфа, эндокринные железы). Она непосредственно отражает изменения условий жизнедеятельности. Она же, реагируя на изменения состава этих продуктов, в свою очередь изменяет жизнедеятельность отдельных органов и всего организма (см. лекцию XII).
Этот низший уровень отражательной деятельности существует у всех живых организмов, начиная с амебы. Его можно назвать уровнем органического отражения, потому что информация, которая в нем используется, это –лишь информация о внутреннем функционировании и состояниях самого организма. Внешний мир как бы не интересует гуморальную систему. Информация о его свойствах, содержащаяся в работе организма, для гуморальной системы остается «запечатанной». Она «смотрит лишь внутрь», «видит» лишь то, что происходят в самом организме и пытается устранить возникающие отклонения лишь изменениями режимов работы самих внутренних органов.
Чтобы извлечь из состояний организма информацию об отраженных в них свойствах внешнего мира, необходимо еще выполнение второго сформулированного выше условия. События, вызванные внешним миром в организме, должны быть превращены в код информации об этом внешнем мире. Иными словами, их собственные физиологические свойства должны быть каким‑то образом отброшены так, чтобы остались выделеными «в чистом виде» лишь их структуры, т.е. различные инварианты изменения этих свойств в пространстве и времени.
Эту работу выполняют в организме специальные устройства, именуемые рецепторами (что означает «приемники»). Рецепторы – это окна, через которые наш мозг, заключенный в непроницаемой тьме черепной коробки и позвоночника, может заглядывать во внешний мир и процессы, протекающие в самом организме.
Иногда их называют «органами чувств». Но это неверно. Никаких чувств в этих органах не возникает. Глаз чувствует свет не больше, чем сердце ощущает любовь. А ухо слышит звук в такой же мере, в какой печень испытывает гнев.
Функция рецепторов иная. Они кодируют свойства и состояния объектов внешнего мира, а также самого организма в алфавите электрохимических импульсов – единственном понятном нервной системе.
Первая форма, в которой любой живой организм сталкивается со свойствами вещей – это то, как они на него действуют. Но всякое действие представляет определенное преобразование или передачу некоторого вида энергии. Каждый рецептор – это система специализированных клеток, которые обладают способностью: (1) поглощать только определенный вид энергии,
(2) изменять при этом свое физико‑химическое состояние, (3) превращать возникающую таким образом химическую энергию в электрические потенциалы.
Эти функциональные свойства рецептивных клеток называют раздражимостью.
Например, рецептивные клетки сетчатки глаза (колбочки и палочки) имеют способность переводить электромагнитную энергию света в химическую энергию, а затем в энергию электрических импульсов.
Свойство объекта, на которое реагируют рецептивные клетки, в нашем примере – отраженный или излучаемый свет – называется раздражителем. Сам переход энергии раздражителя в химическую энергию рецептивных клеток именуется раздражением. Переход химической энергии рецептивной клетки в электрический импульс в афферентном нервном волокне называют возбуждением.
Таким образом физиологический механизм рецепции можно представить себе как цепочку: раздражитель – раздражение – возбуждение. Свойство рецепторов отвечать только на определенный вид энергии именуют специфической раздражимостью.
Так, например, для глаза, точнее, для чувствительных клеток сетчатки специфическим раздражителем являются электромагнитные волны. Для уха, точнее, нервных волокон улитки, это – механические колебания воздуха (звук). Для терморецепторов – это тепловое движение молекул. Для вкусовых луковиц языка – это электрохимические свойства вещества и т.д.
Следует отметить, что специфическая раздражимость имеет обычно довольно узкий характер. Рецепторы, как правило, реагируют только на некоторые возможные участки (или свойства) соответствующих видов энергии. Так, например, зрительный рецептор человека «вырезает» из всего спектра электромагнитных волн лишь узенький интервал от 400 до 800 миллимикрон. Только через это маленькое «окошечко» глаз заглядывает в мир. Все световые колебания с меньшей длиной волны (ультрафиолетовые) и с большей (инфракрасные) оставляют его «равнодушным» и остаются невидимыми. Аналогично, слуховые рецепторы реагируют на звуковые волны лишь в пределах примерно от 15 до 20000 колебаний в секунду (герц). Волны с меньшей частотой (инфразвуки) и с большей частотой (ультразвуки) остаются для уха неслышимыми. Рецепторы химической энергии и свойств тоже, по‑видимому, ограничены лишь некоторыми чертами раздражителей. Например, вкусовые рецепторы реагируют лишь на такие черты химического строения вещества, как наличие в его водном растворе ионов водорода, или металлов, или углеводов и т.д.
Таким образом, и на уровне специфической раздражимости происходит фильтрация, отбор тех видов раздражителей, на которые откликается рецептор.
Механизм следующих за раздражением процессов нам уже знаком. Потенциалы, возникающие в рецептивных клетках, вызывают электрические импульсы в начале сопряженного с ним центростремительного аксона. Частота и ритм этих импульсов определяются уровнем потенциала, возникшего в рецептивной клетке. Наведенные им импульсы бегут по аксону, передаваемые, как эстафета, от участка к участку (через перехваты Ранвье) с помощью уже известных нам ионных механизмов переразрядки. Достигая тела сенсорного нейрона, они создают в нем потенциал возбуждения. Через дендриты окружающих нейронов этот потенциал оказывает влияние на их состояния, на химизм меж‑синаптических щелей и глии и т.д.
Как видим, наше первоначальное сравнение рецепторов с окнами, через которые мозг заглядывает в окружающий мир, по‑существу, неверно. Рецептивные элементы скорее похожи на датчики, вроде микрофона, иконоскопа, термопары. Так же, как эти приборы, они переводят звуковую, световую, тепловую и другие виды энергии в колебания электрических потенциалов, а последние – в серии электрических импульсов, структура которых соответствует структуре энергетических воздействий на соответствующие рецептивные элементы.
Каким же образом кодируются в этих импульсах различия между энергетическими свойствами раздражителей?
Первая идея, как будто самая естественная, это зависимость между величиной энергетического воздействия раздражителя и величиной импульса, который им порождается. Например, чем ярче свет, тем больше потенциал импульса в зрительном нерве, чем громче звук, тем сильнее порождаемый им импульс, и обратно. Такой принцип формирования сигналов о состояниях определенного источника энергии называют в технике амплитудной модуляцией. Он используется в микрофонах, иконоскопах, обычных радиопередатчиках, многих измерительных устройствах (например, термометрах, манометрах и т.п.).
Фактически, однако, дело обстоит не так просто. В рецептивных клетках принцип амплитудной модуляции действительно обычно используется: чем интенсивнее разраздражитель, тем выше потенциал раздражения.
Но уже в центростремительных аксонах циркулируют, как мы знаем, только стандартные импульсы одинаковой величины и формы.
Соответственно, и уровень энергии раздражителя на входе рецепторов, и ее распределение, и ее колебания кодируются только частотой и ритмом следования электрохимических импульсов в центростремительных аксонах. В технике такой принцип формирования сигналов
о состояниях определенного источника энергии называют частотной модуляцией. Он используется, например, в ультракоротковолновых радиопередатчиках и некоторых других устройствах. По сравнению с другими способами модуляции (например, обычной амплитудной) этот способ имеет то преимущество, что он является наиболее помехоустойчивым.
Нетрудно заметить, что описанный механизм действительно решает задачу превращения в сигналы тех событий, которые происходят в нервной системе под влиянием внешних воздействий. Поскольку любой вид энергии кодируется в рецепторах одинаково – электрическими импульсами с напряжением около +40 милливольт и длительностью около 2 миллисекунд – физические свойства самого импульса не несут никакой информации. Все свойства раздражителя отражаются лишь частотой и ритмом этих импульсов, т.е. их расположением в пространстве и времени. Но ведь это и означает, что информация кодируется не физико‑хими‑ческими свойствами событий, происходящих в нервных клетках, а только структурой этих событий, т.е. их соотношениями в пространстве и времени.
Описанная особенность является свойством любого кода с конечным алфавитом знаков. Так, например, код письменной речи в русском языке содержит 33 знака (включая пробел, т.е. конец слова). Сама по себе буква (или соответствующий ей знак) ничего не обозначает. Сигнал возникает как комбинация букв. Причем все зависит от его структуры. Так, например, сочетания «кот» и «ток» несут совершенно разную информацию, хотя состоят из тех же знаков.
Самым простым из всех возможных кодов является двоичный, т.е. состоящий из двух знаков, например, 0 и 1.
Несмотря на такую его простоту, в этом коде можно выразить любую информацию. Так, число можно будет записывать в двоичной системе счисления, как сумму степеней двойки. (В принятой десятичной системе они записываются, как сумма степеней десятки).
Например, число 125 означает
Ь10* + 2. ИР + б* 10°
В двоичной системе то же самое число запишется как: 1111101, что означает
1 ‑2®+ 1‑2»+ 1‑24+ 1‑2® + 1.2е + 0.2* + 1.2е;
(64) (32) (16) (8) (4) (0) (1)
А как выразить слова? Очень просто. Пронумеруем все буквы алфавита. Тогда «к» получит номер 10, «о» – И, «т» – 18. Слово «кот» запишется:
1010–1110–10010 к–10) (о–14) (т–18)
10010–1110–1010
Нетрудно заметить, что при переходе от тридцатидвухзначного кода к двухзначному информация сохранилась. Изменилось только количество знаков, которые потребовались для передачи того же сообщения. (В двузначном – 13, а в 32‑значном – 3.)
Существует формула, которая определяет число букв в коде, достаточное для передачи определенного количества сведений, сообщений:
/ = logan
где /– число знаков, достаточное, чтобы передать п различных сообщений в коде, имеющем алфавит из а разных букв.
Например, в двоичном коде, чтобы описать 64 разных состояния действительности понадобятся слова длиною до
I = loga64 = 6
т.е. до шести букв.
Если состояния неравновероятны, т.е. одни сообщения будут поступать чаще, а другие реже, применяется более общая формула
(=п
Н = – ^pilogp,
где Pi – вероятность состояния (т.е. сообщения),
2 – знак суммирования по всем возможным состояниям.
В кибернетике величину Н называют энтропией, а величину (–Н) информацией.
Как и в примере с буквами, знаки 1 и 0 сами по себе ничего не означают. Информацию несет только определенное их сочетание, т.е. структура сигнала, образованного из них.
Нетрудно заметить, что переработка энергии раздражителя в события внутри рецепторного аппарата по своему характеру вполне аналогична процессу двоичного кодирования информации о свойствах этого раздражителя.
Попробуем применить формулу (1) для вычисления «длины слов» в этом алфавите. Предположим, что рецептор в состоянии передать 100 тысяч различных сообщений. (Примерно таковы, по‑видимому, информационные возможности зрительного рецептора.) Тогда для отражения ста тысяч различающихся состояний раздражителя понадобятся слова длиною до
/ = log, 105 ^ 17
Если принять, что длительность каждого импульса
0,002 сек, а «скважина» между импульсами – до 0,01 сек, то длительность самого длинного слова будет
17‑[(0,002 + 0,01):2] ^0,102
Т.е. около 0,1 сек хватит для передачи любого из 100000 возможных сообщений. Если же эти сообщения не равновероятны, то вступает в действие формула (2), и тогда для передачи любого из сообщений понадобится еще меньше времени.
Таким образом, нервная система использует, по‑видимому, самый простой из всех возможных кодов. В нем практически совершенно не имеют значения физикохимические свойства используемых знаков и достаточно лишь различать два полярных (т.е. противоположных) состояния нервной клетки.
Что такими состояниями являются потенциалы клеток, а средствами их переноса – электрические импульсы, факт в общем случайный, обусловленный устройством и происхождением нервной системы. В принципе та же функция формирования сигналов о свойствах раздражителя могли бы осуществляться и по‑другому.
Например, вполне возможно, что наблюдаемые нами электрические процессы являются лишь побочными или промежуточными эффектами, а основными механизмами кодирования воздействий являются химические реакции и переносчиками информации – определенные молекулы.
Для этого нужно лишь выполнение в них главного требования: чтобы набор химических реакций или молекул оставался тем же для всех видов сигналов, а информация выражалась лишь различием их структуры, т.е. сочетания и расположения этих реакций и молекул в пространстве и времени.
Сегодня мы знаем, что такой механизм кодирования информации действительно используется природой. Во всяком случае, установлено, что генетическая информация, т.е. врожденные программы развития организма, кодируется именно так – различными комбинациями четырех типов атомных групп в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
До сих пор мы говорили об отдельной рецептивной клетке и единственном центростремительном аксоне. Фактически в реакции на каждый раздражитель участвуют обычно множество рецептивных клеток. Такая совокупность рецептивных клеток, вовлеченных в одновременное реагирование на определенный раздражитель, называется рецептивным полем.
Естественно, что рецептивное поле возбуждает уже не один центростремительный аксон, а целую группу таких аксонов. Соответственно, в ответ на действие каждого раздражителя по афферентным нервам одновременно выстреливается целый пучок параллельно бегущих импульсаций.
Иными словами, каждое сообщение о свойствах раздражителя кодируется не только чередованием импульсов во времени, но и мозаикой их распределения в пространстве в каждый момент времени, т.е. рецептивный сигнал имеет четырехмерную структуру.
Следует также учесть, что как показывают исследования, клетки рецептивных полей обычно взаимодействуют не только с раздражителем, но и друг с другом. Параллельные связи и взаимодействия наблюдаются также и между синаптическими окончаниями центростремительных аксонов.
Таким образом, четырехмерный сигнал, идущий по афферентному нерву, является уже не простой трансляцией точечных реакций отдельных рецептивных клеток на раздражитель, а продуктом определенной периферической переработки этих реакций – их суммирований, дифференцировки и т.д. Что дает эта переработка, мы увидим позже, когда займемся отдельными конкретными рецепторами. Итак, четырехмерный, структурированный в пространстве и времени сигнал поступает по центростремительным аксонам в сенсорные клетки центральной нервной системы. Совокупность клеток, аксоны которых идут от рецептивных полей, именуются первичными сенсорными полями.
Первичные сенсорные поля имеют двойственную структуру. Они включают ядро и элементы, рассеянные по коре головного мозга. В ядрах сосредоточены основные массы сенсорных нейронов, к ним идут проводящие пути от рецепторов. Рассеянные элементы находятся за пределами ядра. Они разбросаны в областях по соседству с ядрами других сенсорных полей.
Именно здесь, в сенсорных полях, происходит самый таинственный процесс – превращения этих афферентных сигналов в ощущения.
Ощущения дают уже информацию о свойствах самого раздражителя, а не о свойствах порожденного им сигнала. Действительно, ощущение, например, красного цвета не содержит в себе информации о том, какая структура нервных импульсов его породила. Но зато оно содержит информацию о том, что раздражитель, породивший эту структуру импульсов, излучает электромагнитные волны длиной 0,7–0,8 микрон.
С этой точки зрения, возникновение ощущений можно рассматривать как процесс декодирования (расшифровки) информации, содержащейся в афферентных сигналах.
Как это происходит? К этому коренному вопросу мы вернемся. Пока же сформулируем общий вывод, к которому мы пришли. Информация о свойствах раздражителя, которая содержится в афферентных сигналах, кодируется мозгом в форме ощущений.
Весь этот нервный аппарат кодирования, передачи и декодирования информации, состоящий из рецептора, афферентных нервов и первичного сенсорного поля, называют анализатором.
Итак, каждый рецептор порождает определенные, своеобразные ощущения, которые не похожи на ощущения от другого рецептора. Например, раздражения зрительного рецептора переживаются как ощущение света, раздражения слухового – как ощущения звука, и ощущения эти совсем не похожи друг на друга. Вот это специфическое качество ощущений, порождаемых данным рецептором, называют модальностью ощущений.
Какие же виды ощущений существуют и какую информацию о свойствах реальности они сообщают? Ответ на этот вопрос не так прост.
Прежде всего, у разных организмов оказываются существенно различны возможности их рецепторов. Так, например, слуховые анализаторы летучих мышей реагируют на звуковые колебания с частотой до 130000 в секунду, т.е. на ультразвуки, неслышимые для человека.
Медузы реагируют на колебания с частотой 3–4 в сек, т.е. на инфразвуки, тоже неслышимые для человека. Пчелы видят ультрафиолетовую часть спектра, для человека невидимую, и, наоборот, для них не существует красного цвета. А тараканы, комары, клещи и некоторые змеи реагируют на инфракрасное излучение, которое тоже лежит за пределами чувствительности человеческого глаза. Зато кошка, по‑видимому, вообще не различает цвета.
Далее, разные организмы обладают рецепторами, чувствительными к разным видам энергии. Так, например, миноги и электрические угри обладают рецепторами, чувствительными к электрическим полям. Рыбы обладают специальными органами для восприятия вибрации воды и перепадов ее давления. А обыкновенная речная улитка оказалась способной улавливать магнитное поле Земли.
Казалось бы, дело значительно упростится, если мы откажемся рассматривать во многом еще загадочный мир животных, а ограничимся лишь ощущениями, присущими человеку. Однако и здесь видимость знакомо‑сти оказывается обманчивой. Исследование показывает, что наряду с хорошо известными ощущениями, как слух, зрение, обоняние и т.д., у человека обнаруживается целый ряд «чувств», которые невозможно объяснить работой известных рецепторов.
Так, например, слепые узнают на расстоянии знакомых людей. Причем, иногда это удается, когда человек движется в другой комнате и зрячие его еще не слышат и не видят. Однако, стоит постелить человеку под ноги мягкий ковер, как слепой теряет способность обнаруживать его приближение. Отсюда видно, что у людей имеются также рецепторы вибрации, которые особенно развиваются у слепых.
Известно, что у лягушки чувствительностью к свету обладают не только глаза, но и вся кожа. Опыты, проведенные советскими психологами (А.Н. Леонтьев, Н.Б. Познанская, А. Новомейский) показали, что такой способностью обладают кончики пальцев и у некоторых людей. Существуют наблюдения, свидетельствующие о чувствительности некоторых людей к радиоактивности (F.A. Зубовский).
289
10 Чак. ?14?
Дело запутывается еще тем, что не все раздражители, к которым человек чувствителен, порождают у него ощущения особой модальности. Так, например, раздражение светом кончиков пальцев порождает у людей, которые обладают соответствующей чувствительностью, не зрительные, а осязательные ощущения. В частности, одна из таких испытуемых (Роза Кулешова) ощущала черный цвет, как выпуклость, а белый – как углубление. Другой ощущал желтую бумагу как пористую и гладкую, а красную – как липкую и т.д.
В ряде случаев сенсорная реакция может быть еще более смутной и нечеткой. Так, например, у некоторых людей приближение шторма вызывает чувство безотчетной тоски и тревоги. По‑видимому, здесь имеет место инфразвуковая чувствительность. Когда море волнуется, инфразвуковые колебания становятся мощнее и распространяются на далекое расстояние. (Именно так «предчувствуют» шторм и спешат в глубину медузы). У людей, реагирующих на приближение шторма, имеются рецепторы, чувствительные к этим инфразву‑ковым волнам. Но нет специальных сенсорных полей. Поэтому возникающее раздражение декодируется какими‑то другими полями, порождающими ощущения общего самочувствия. Есть данные и о том, что сетчатка глаза реагирует на инфракрасные и ультрафиолетовые волны.
По‑видимому, у человека существуют также рецепторы, чувствительные к атмосферному давлению и электромагнитной радиации. Это, в частности, отражается в общеизвестных изменениях самочувствия и настроения «к погоде». Так, у некоторых людей систематически наблюдаются вялость, подавленность за сутки‑двое до резкого изменения погоды к дождю и ветру и, наоборот, общий подъем при предстоящем улучшении погоды. Менее известны, но достоверно зарегистрированы изменения самочувствия, настроения и общего состояния людей при изменениях уровня космической радиации, в частности, состояния ионосферы Солнца. Есть наблюдения, свидетельствующие о влиянии магнитных полей на человека. Так, например, помещение на длительное время между полюсами мощного электромагнита вызывает головную боль, замедление реакций, затруднение мыслительных процессов.
До сих пор мы говорили лишь об ощущениях, которые несут информацию о состояниях окружающего мира. Но еще более темны, смутны и разнообразны ощущения человека, отражающие состояния его собственного организма. В частности, очень трудно проанализировать и расшифровать ощущения, получаемые от внутренних органов, мышц и суставов. Описания типа «тянет», «давит», «покалывает», «сосет» и т.п. мало что дают. Так, например, одни только попытки расклассифицировать виды боли дали более 30 ее видов – стреляющая, тупая, острая, покалывающая, опоясывающая и т.п. Единственное, что можно сделать здесь более или менее достоверно – это указать источники ощущения, внутренние органы, определенные мышцы, суставы и т.д.
Однако, существует много внутренних ощущений, которые не поддаются и такой локализации. Например, ощущение положения в пространстве, ощущение бодрости или подавленности и т.п. Подобные ощущения разлиты, или, как говорят, диффузны и переживаются, как состояния всего организма в целом. Впрочем, и болевые ощущения иррадиируют, т.е. распространяются на другие участки и органы.
Из сказанного видно, что сегодня мы еще очень далеки от возможности составить полный перечень видов ощущений, которые переживает человек, а также рецепторов и анализаторов, которыми располагает его организм.
Пока возможна лишь грубая классификация ощущений на несколько основных классов. В частности, например, следующая:
I. Экстероцептивные ощущения (от слова «экстер‑нум» – внешний), которые несут информацию о внешнем мире. Их источником являются экстерорецепторы. Ощущения эти можно подразделить на две группы:
1) Контактные, которые возникают при непосредственном взаимодействии рецептора с объектом. К ним относятся, например, ощущения вкуса, а также кожные – прикосновения, давления, тепла и холода, зуда, боли.
2) Дистантные, которые дают информацию о свойствах стимула без непосредственного контакта рецепторов с самим предметом. К ним относятся, например, зрительные, слуховые, обонятельные, вибрационные.
II. Интероцептивные ощущения (от слова «интер‑нум» – внутренний), кодирующие информацию о состояниях самого организма. Их источниками являются интерорецепторы. Ощущения эти можно разделить на три группы:
1) Проприоцептивные, которые сообщают о положении организма и состояниях его двигательного аппарата. Сюда относятся, например, ощущения равновесия, положения в пространстве, степени напряженности и сокращениях мышц, движениях и расположении частей тела. Сюда же относится, по‑видимому, «чувство времени».
2) Органические, которые отражают состояние внутренних органов. К ним относятся, например, ощущения голода, жажды, боли в определенных органах, удушья, тошноты и т.д.
3) Аффективные, которые содержат информацию относительно общего состояния организма. К ним относятся, например, ощущения удовольствия, ащения, возбуждения, покоя, комфорта и диском форта, бодрости и подавленности, общего самочувствия, утомления и т.д.
Нетрудно заметить, что переживания, подпадающие под перечисленные категории, чрезвычайно разнообразны. Роднят их между собой следующие черты:
1. Все они возникают в результате непосредственного взаимодействия раздражителя с рецепторами.
2. Все они представляют продукт первичного декодирования афферентных импульсаций.
3. Все они составляют первичные, далее неразложимые непосредственные психические переживания.
4. Все они отражают свойства раздражителя, проявляющиеся в характере его воздействия на рецепторы.
Отмеченные общие черты и позволяют отнести все эти разнообразные психические переживания к категории первого уровня психического отражения реальности, как она является организму при непосредственном его взаимодействии с нею. Этот уровень отражения можно назвать сенсорным или чувственным.
С точки зрения отношений организма к реальности, которые реализуются в ощущениях, последние можно охарактеризовать как непосредственное психическое отражение взаимодействий среды и организма. С точки зрения отношения ощущений к реальности, их можно охарактеризовать как субъективную форму отражений объективных свойств реальности. С точки зрения отношения этой формы психического переживания к остальным видам психической деятельности, ощущения можно охарактеризовать как первичный универсальный код психического отражения реальности.
Нам уже известно, что любой вид энергии, воздействующий на рецепторы, кодируется в афферентных нервах одинаково, а именно: в форме электрических импульсов стандартной формы. Спрашивается, почему же одни серии таких импульсов мы ощущаем как свет, а другие серии ощущаем как звук?
Оказывается, все дело в том, куда направляются эти импульсы. Если импульсы попадут в зрительное поле, то мы будем ощущать свет. Если те же самые импульсы попадут в слуховое поле, то мы будем ощущать звук. Если те же импульсы попадут в осязательное поле, то мы будем ощущать какое‑то прикосновение и т.п.
Следовательно, различие в модальности ощущений зависит только от того, в какое сенсорное поле попадают соответствующие афферентные импульсы, или, как это короче говорят, от локации импульсов. Локация же импульсов от различных рецепторов определена генетически, устройством нервной системы. Организм построен так, что импульсы от сетчатки идут именно в зрительное поле и поэтому ощущаются как свет. А нервы, предположим, от слуховых рецепторов идут в слуховое поле, поэтому ощущаются всегда как звук.
А что, если изменить направление импульсов? Если, например, импульсы, которые идут от уха, послать в зрительное поле, а импульсы сетчатки послать в слуховое поле? Тогда возникнут парадоксальные явления: свет начнет ощущаться, как звук, звук начнет выглядеть, как свет. Мы знаем такие случаи по собственному опыту. Например, при сильном ударе в области глаза у человека возникает ощущение света – «искры из глаз брызнули». Как видите, здесь механическое раздражение зрительного нерва дает ощущение света. Почему? Потому что зрительный нерв кончается в зрительном поле и любое его раздражение вызывает ощущение света. Аналогично, в опытах, где искусственно раздражали электрическими импульсами, а также слабыми растворами химических веществ зрительный нерв, у человека возникали ощущения световых вспышек.
Другой интересный эксперимент поставил случай. Дело в том, что у нас в зубах есть отростки от слуховых и зрительных нервов. И вот однажды в Западной Германии некий пациент, которому запломбировали зуб, пришел к врачу с жалобами на то, что его мучают кошмары, раздается какая‑то музыка, крики, мелькают вспышки, какие‑то картины. Оказалось, что состав пломбы имел полупроводниковые свойства. Он, грубо говоря, принимал передачи ближайших радиостанций и преобразовывал их в электрические потенциалы. Они действовали на отросток зубного нерва. А так как он соединен со слуховым и зрительным нервом, последние тоже возбуждались, и у человека возникали звуковые, а также зрительные ощущения.
Итак, первое грубое декодирование информации, содержащейся в афферентных сигналах, осуществляется путем их разнесения в пространстве. Координаты области, куда попали сигналы, в пространстве мозговых полушарий служат индикатором формы энергии раздражителя.
Таким образом, модальность ощущений представляет собой код, с помощью которого из нервных сигналов извлекается информация о виде энергетического воздействия раздражителя на рецептор – электромагнитные ли это волны, или упругие колебания воздуха, или тепловое движение молекул, или химическое движение атомов и т.п.
Разные виды энергии вызывают чувственные переживания разного типа. Соответственно, уже механизм специализированных анализаторов разлагает (дифференцирует) окружающий мир по формам движения материи, которые в нем встречаются. Каждая форма движения материи, для которой имеются рецепторы, отображается в особой модальности порождаемых ощущений.
Фактически, впрочем, дело обстоит значительно сложнее, чем описывается этой упрощенной схемой. Во‑первых, мы знаем, что во всех сенсорных полях, кроме специализированных, имеются еще мультисен‑сорные нейроны. Это значит, что сигналы из каждого рецептора поступают не только в его собственное поле, но вызывают возбуждение в сенсорных полях других рецепторов. Кроме того, в зонах каждого ядра имеются рассеянные элементы «чужих» сенсорных полей. Поэтому модальность ощущений никогда не бывает «чистой». Переживание определенной категории ощущения оказывается более или менее окрашено интра‑модальными связями, такими, как звукоцветовые, вкусообонятельные, звукоцветотактильные и т.д. Так, глядя на бархат, мы «ощущаем» его мягкость, рассматривая зрелое яблоко, «чувствуем» его вес, в раздавленной виноградине «видим» ее влажность, а в дольке лимона – ее кислый вкус.
Такие интрамодальные связи ощущений называют «синэстезиями». Исследования показывают, что они представляют собой универсальное явление.
Так, слуховые ощущения часто распространяются на область осязательных ощущений («бархатный голос», «зудящий писк комара», «режущий ухо визг» и т.п.). У некоторых людей они распространяются и на зрительную сферу (так называемый, «цветной слух», когда звуки кажутся окрашенными). В свою очередь зрительные ощущения связаны с осязательными (вид –мягкий, шершавый, влажный) и температурными («теплые» и «холодные» тона), вкусовые – с обонятельными и т.д.
Следует подчеркнуть, что речь здесь идет не о метафорическом переносном значении (как, например, когда красный цвет воспринимается как революционный), а о реальной физиологической связи. Например, измерение показателей обмена веществ свидетельствует, что организм человека действительно реагирует на помещение его в голубую комнату так, как будто в ней холоднее, чем в розовой, хотя объективно температура одинакова. Аналогично, скребущий звук вызывает ту же кожную реакцию («мурашки по коже»), что и действительный зуд. Слуховые раздражения объективно влияют на чувствительность к зрительным раздражителям и т.п. Например, установлено, что зеленый цвет повышает чувствительность слуха, а красный – понижает. В свою очередь громкие звуки повышают чувствительность глаз к сине‑зеленым цветам и понижают к оранжево‑красным. Кисло‑сладкий вкус во рту, запах бергамотного масла и гераниола улучшают ночное зрение. Красное освещение влияет на чувство равновесия.
Холодные и теплые грузы кажутся тяжелее. При ярком свете пища кажется вкуснее. Под музыку тот же груз ощущается как более легкий. Раздражение кожи электрическим током повышает чувствительность слуха, а запах изменяет чувствительность глаз к электрическим раздражениям и т.д.
Однако, отнюдь не всякое специфическое раздражение рецептора порождает соответствующее ощущение. Прежде всего, если раздражение слишком слабо, то ощущения не возникает. Например, мы не слышим своего дыхания, не слышим биения сердца собеседника, не ощущаем веса мухи, которая села нам на рукав, и многое другое.
Точно так же адекватное ощущение не возникает, если раздражитель слишком силен. Например, если в темноте вдруг направят вам в глаза яркую лампу, вы на мгновение как бы слепнете. Здесь сильный раздражитель временно выводит из строя рецептор, а может его вообще разрушить. Чаще всего слишком сильный раздражитель порождает просто боль, а не соответствующее ощущение.
Итак, значит для того, чтобы возникло ощущение, сила раздражителя должна лежать в каком‑то интервале. Если она ниже минимума, то ощущение не возникает. Если она выше максимума, то ощущение данной модальности тоже не возникает, а просто анализаторы парализуются или ощущают боль.
Эти крайние значения в психологии называют абсолютными порогами ощущения. Минимальная интенсивность раздражителя, которая еще вызывает ощущение, именуется нижним абсолютным порогом. Максимальная величина раздражителя, при которой еще возникает адекватное ощущение, называется верхним абсолютным порогом. Нижний порог (Н) характеризует чувствительность рецептора. Она измеряется величиной, обратной нижнему порогу (рн), т.е.
Пороги у человека довольно широко расставлены. Например, нижний абсолютный порог для зрения составляет сила света примерно в один биллион раз меньше, чем в обычный солнечный день. Для слуха она примерно в сто пятьдесят тысяч раз слабее, чем обычная громкость речи и т.д.
Нетрудно заметить, что, чем порог ниже, тем чувствительность больше, и обратно.
Не только не всякое раздражение вызывает ощущение, но и не всякое изменение силы раздражения замечается человеком, т.е. вызывает у него изменение ощущения. Так, например, если в комнате, где горит люстра в 1000 свечей, зажгут еще карманный фонарик, мы вряд ли заметим, что стало немного светлее. Изменение освещенности окажется таким небольшим, что мы его не ощутим.
Величина, на которую должен измениться раздражитель, чтобы возникло изменение порождаемого им ощущения, характеризуется относительным или дифференциальным порогом ощущения.
Существеннейшей особенностью относительной (дифференциальной) чувствительности является то, что изменение ощущения определяется не абсолютной величиной прироста или убывания раздражителя, а отношением этого прироста к силе предшествующего раздражения.
Поэтому относительный порог каждого ощущения характеризуется безразмерной дробью, которая показывает отношение величины прироста силы раздражения (AI) к его исходной величине (I), минимально необходимое для изменения ощущения.
Очень важно, что значение этой дроби оказывается для каждого вида ощущений величиной постоянной, т.е.
– = const /
Этот кардинальный факт по имени ученого, который его установил, называют в психологии законом Вебера. Например, для того, чтобы заметить, что вес удерживаемого предмета изменился, необходимо, чтобы этот вес прирос не меньше, чем на 1/30 первоначального. Иными словами, если на палец подвешен грузик весом в 30 г, то достаточно добавить 1 г, чтобы мы почувствовали изменение веса. Но если у нас лежит на руке груз весом в 300 г, то нужно добавить для той Же цели уже 10 г. А если мы несем на спине мешок в 90 кг, то нужно добавить туда еще 3 кг.
Аналогично, относительный порог для слуховых ощущений составляет 0,1, а для зрительных ощущений – 0,01.
Позже открыли, что закон Вебера соблюдается не всегда. Ближе к абсолютным пороговым значениям раздражителей он начинает нарушаться. Но все же для довольно широкого интервала «обычных» значений раздражителей этот закон, как правило, справедлив.
Ранее мы говорили, что если сила раздражителя ниже порога, то мы его не ощущаем. Но это еще не означает, что подпороговые раздражители никак не воздействуют на наше поведение. В последние годы ряд опытов показали, что у человека могут вырабатываться условные рефлексы и на подпороговые раздражения.
Например, если чрезвычайно тихий звук, которого человек не слышит, каждый раз сопровождать дуновением в глаз, то образуется условная связь. И в дальнейшем при таком звуке у человека срабатывает мигательный рефлекс, хотя он ничего не слышит, и, так сказать, «сам не понимает, чего он моргает».
Факты такого рода заслуживают особого внимания. Они показывают, что отражение воздействий внешнего мира может происходить в психике и помимо сознания. В этом случае оно (отражение) не находит выражения в соответствующих внутренних субъективных переживаниях, а обнаруживает себя только в ответном поведении или состояниях организма.
Таким образом, с самого начала мы обнаруживаем, что даже у человека отражательные процессы не вполне совпадают с процессами сознавания, а область психического отражения не ограничивается сферой сознательного.
Ту область, в которой отражательные и регуляторные процессы протекают вне круга сознания, называют бессознательной. Предполагают, что именно такие реакции на неосознаваемые раздражения лежат в основе многих необъяснимых явлений нашего поведения, таких, как неожиданные для нас самих поступки, непонятные смены настроения, «предчувствия», ощущение «чужого взгляда», внезапные симпатии и антипатии и т.п.
Как абсолютный, так и относительный пороги (а соответственно, и чувствительность) не являются величинами постоянными. Чувствительность рецепторов изменяется в зависимости от силы и длительности воздействия на них.
Например, человек со света входит в темноту. Сначала он ничего не видит. Потом постепенно начинают выступать контуры предметов. Они становятся все четче, и, наконец, кажется, что в помещении совсем не так уже темно. В чем дело? Глаза «приспособились» к темноте, чувствительность их повысилась. И, наоборот, когда человек выходит из темноты на яркий свет, он на некоторое время как будто слепнет. Но затем глаз приспосабливается к новой освещенности и начинает видеть. Такое изменение чувствительности рецепторов под влиянием изменения раздражителя называется адаптацией.
Например, глаз может повышать свою чувствительность в сто тысяч раз. Некоторые исследователи утверждают даже, что в миллион раз. Иногда, наоборот, адаптация проявляется в понижении чувствительности. Пример – адаптация обоняния. Благодаря ей уже минут через 10‑15 мы перестаем ощущать самый острый запах.
Длительность процесса адаптации различна для разных рецепторов и разных изменений раздражителя. Например, при переходе из тьмы на свет она длится всего несколько секунд, а при переходе со света в темноту – до двух часов. Период полной обонятельной адаптации – около 40 минут. Период адаптации тактильных ощущений (прикосновения) еще короче.
Некоторые рецепторы вообще почти не адаптируются. Например, слуховые и болевые. Целесообразность этого понятна. Если бы слух адаптировался, то через некоторое время мы переставали бы слышать речь оратора, голос учителя и т.д. Еще опаснее была бы адаптация к боли. Ведь боль – это сигнал жесточайшей опасности, иногда для самого существования организма.
Если длительное воздействие того же раздражителя вызывает иногда понижение чувствительности к нему, то, наоборот, изменение раздражителей часто повышает чувствительность. Это явление называют контрастом ощущений. Так, например, ощущение кислого обостряется после ощущения сладкого и сладкого – после соленого, ощущение холодного обостряется после горячего и т.д.
Величина порогов зависит от многих факторов. В частности, она связана с характером раздражителя. Так, например, глаз человека максимально чувствителен к световым волнам длиной около 555 ммк (зеленый цвет). С удлинением или укорочением волны чувствительность к ней начинает падать. К волнам длиной около 400 ммк глаз примерно в 10000 раз менее чувствителен. А с приближением к красному краю (800 ммк) порог повышается в сотни тысяч раз. Аналогично, максимальная чувствительность слухового рецептора лежит в районе 1000 гц. При уменьшении частоты чувствительность начинает понижаться в сотни и тысячи раз (в районе 15 гц – в 100 раз, в районе 15000 гц – ъ сотни тысяч раз).
Величина порогов зависит также от индивидуальных врожденных и приобретенных особенностей нервной системы. У разных людей пороги чувствительности различны. Причем, чувствительность, особенно относительная, является свойством, до определенной степени тренируемым. Она может значительно повышаться под влиянием систематического упражнения. Так, например, текстильщики, выпускающие черные ткани, научаются различать до 40 оттенков черного цвета там, где глаз обычного человека видит лишь 2–3 оттенка. Известна также исключительная чувствительность к оттенкам запаха и вкуса, которая вырабатывается у дегустаторов духов, чая, вина и других продуктов. Аналогично, у людей, занимающихся музыкой, наблюдается значительное повышение чувствительности к различению высоты тона, у канатоходцев и конькобежцев улучшается чувство равновесия и т.д.
Чувствительность рецепторов существенно зависит также от биологического значения раздражителей. Так, например, лягушки реагируют на слабый шорох, производимый насекомыми, но «не замечают» намного более сильных звуков, которые не имеют для них биологического значения. Собака обладает высочайшей чувствительностью к заахам органических кислот и пониженным обонянием по отношению к ароматическим веществам. Потому что органические кислоты содержатся в следах животных, выделяются их телом и поэтому имеют для собаки биологическое значение. А ароматические вещества выделяются цветами, травами. Их запахи представляют «помехи», забивающие запах следа.
Аналогично, у человека чувствительность к раздражителям существенно зависит от того, какое значение представляют соответствующий предмет или его свойство для деятельности человека, решаемых им задач, его нужд, влечений, желаний интересов. Раздражитель той же силы может оказаться ниже порога чувствительности, если он безразличен для человека, и, наоборот, вызовет сенсорную реакцию, если он имеет значение или представляет интерес для данного человека.
С этой точки зрения чувствительность рецепторов всегда приспособлена к особенностям жизнедеятельности человека. И изменяется она не только под влиянием изменений обстановки, но и под влиянием задач, на которые направленна деятельность человека. Такую адаптацию сенсорных реакций к нуждам организма и его поведению называют специфической чувствительностью.
Специфическая чувствительность служит для выделения более слабых, но значимых раздражителей из общего фона более сильных, но безразличных воздействий среды. С этой точки зрения рецепторы выступают уже не как простые приемники раздражений, а как фильтры полезных сигналов из общего фона энергетического «шума», который вселенная обрушивает на наши органы чувств.
До сих пор мы рассматривали общие условия и закономерности возникновения ощущений, т.е. первичное грубое декодирование информации о раздражителе, которое осуществляется путем направления вызываемых им импульсаций в различные сенсорные поля.
Однако, реакции на эти импульсации внутри каждого сенсорного поля тоже не одинаковы. Так, ощущение красного и синего цветов оба имеют ту же зрительную модальность, но представляют собой переживания, разные по качестау. То же относится к ощущениям высокого и низкого звука, цветочного и гнилостного запаха, удушья, голода и т.д.
Такие различия между ощущениями одной модальности называют внутримодальными вариациями, или качествами ощущений.
Внутримодальные вариации отражают характеристики стимулов одинаковой энергетической категории. Так, например, ощущения красного и синего цвета относятся к той же модальности. И это выражает тот факт, что оба эти ощущения порождаются тем же видом энергии – электромагнитными волнами светового интервала.
Внутримодальная же разница этих ощущений отражает различие энергетических структур порождающих стимулов. Первое (ощущение синего цвета) отвечает световым волнам в интервале 760‑680 миллимикрона, а второе – волнам длиной 460‑430 миллимикрона.
Кроме качественной, каждое ощущение имеет также количественную характеристику. Так, например, свет может ощущаться как тусклый, яркий, ослепительный и т.д. Тот же по качеству звук может ощущаться как более и как менее громкий. Сладость может быть почти не ощутима, а может быть приторной.
Эту количественную характеристику ощущения называют его интенсивностью. Если качество ощущения кодирует энергетическую структуру раздражения, то интенсивность, по‑видимому, связана с его силой.
Исходя из закона Вебера, можно методами интегрального исчисления (пороговое значение А/ принимается за дифференциал) вывести следующую зависимость между силой раздражителя (7) и отвечающей ему интенсивностью ощущения (Е):
Е = log / + С
где С – постоянная, одинаковая для данного человека и разная у разных людей.
Это – так называемый закон Вебера‑Фехнера: интенсивность ощущения равна логарифму силы раздражителя плюс некоторая постоянная величина, разная для разных людей. Из него вытекает, что если сила раздражителя растет в геометрической прогрессии, то интенсивность ощущения прирастает только в арифметической прогрессии. Например, пусть вес растет так: 1, 4, 8, 16 кг. Тогда интенсивность ощущения тяжести будет расти так: 1, 2, 3, 4. Вероятно такое свойство нужно, чтобы оберегать анализаторы от перегрузки, позволяя охватывать очень большие вариации раздражения при помощи сравнительно небольшого интервала чувствительности.
Если качество ощущения отражает форму афферентной импульсации, то интенсивность ощущения, по‑видимому, связана с частотой импульсов, приходящих по афферентным аксонам. Так, исследования последних лет (Галомбос, Дэвис, Валуа) показали, что в изолированных волокнах афферентного слухового нерва частота импульсов действительно соответствует (до определенных пределов) логарифму силы звука, а в зрительном нерве – логарифму освещенности. Это хорошо подкрепляет закон Вебера‑Фехнера.
Кроме качества и интенсивности, во многих ощущениях можно выделить характеристику, которую мы условно назовем простотой ощущения. Дело в том, что некоторые ощущения оказываются как бы первичными. Их невозможно разложить на более простые. Другие же ощущения выступают как вторичные, сложные. Их можно получить, «смешивая» определенные первичные ощущения.
Так, например, смешивая в определенных пропорциях красный (около 656 ммк), зеленый (около 550 ммк) и синий (450 ммк) или фиолетовый цвета, можно получить все остальные цвета спектра. (На этом основана, например, вся техника трехцветной печати, цветной фотографии, кино и телевидения.) С этой точки зрения указанные цвета можно считать основными. Смешивая два различных более простых цвета, тоже можно получить новый сложный цвет или оттенок цвета (этим пользуются художники).
Аналогично, для звука основными являются чистые музыкальные тона. Ощущения их порождаются просты^‑ми синусоидальными колебаниями воздуха определенной частоты. Например, звук «до» первой октавы соответствует частоте 256 герц (т.е. колебаний в секунду), звук «ми» в той же октаве – 380 герц и т.д. При одновременном звучании двух или нескольких чистых тонов колебания складываются и возникает новое суммарное колебание, дающее ощущение сложного звука или смешанного звукового тона. Это суммарное колебание может быть тоже синусоидальным, тогда имеет место консонанс (созвучие), а может быть апериодическим – тогда имеет место диссонанс. При смешении музыкальных тонов, частоты колебаний которых кратны друг другу, возникает сложное звучание, именуемое обертонами (оттенками) звукового тона.
Для вкуса основными ощущениями являются: сладкое, соленое, кислое и горькое, которые отражают определенные химические свойства вещества в водном растворе (например, для кислого – наличие иона водорода, для соленого – иона металла, для сладкого – углеводородной группы). Смешение этих основных ощущений, плюс обонятельные и осязательные ощущения дает то, что мы называем вкусом.
Для обонятельных ощущений основными являются, по‑видимому, следующие запахи: камфарный, острый, эфирный, цветочный, мятный, мускусный, гнилостный. По некоторым данным, они отражают форму молекул вещества. (Для камфароподобного запаха – шаровидную форму, мускусного – диска, цветочного – диска с хвостиком, мятного – клинообразную, эфирного – палочковидную.) Все остальные запахи являются сложными, т.е. составляются из нескольких указанных основных в разных пропорциях.
Основными тактильными ощущениями, из которых складываются сложные осязательные ощущения, являются: прикосновение, давление, вибрация, боль колющая, боль жгучая, тепло лучевое (нагрев) и тепло контактное (прикосновение теплого предмета), холод лучевой (охлаждение) и контактный.
Основные кинестезические ощущения: мышечное и суставное. Первое сообщает о напряжении, т.е. степени сокращения мышц, второе – о положении частей тела. Сложные сочетания этих ощущений дают нам информацию о положении нашего тела и о его движениях.
Физиологические и анатомические данные дают основание утверждать, что для каждого из основных ощущений имеются, по‑видимому, свои специальные рецепторы (или участки рецептивных полей), свои каналы передачи информации и свои участки проекции в сенсорных поля. Так, например, для каждого из простых звуковых тонов имеется, по‑видимому, резонирующий на него волосок (и нервное волокно) в улитке внутреннего уха. Для каждого основного вида вкусовых ощущений на языке имеются чувствительные лунки, соответствующие определенной форме молекул. Для каждого из основных видов тактильных ощущений на коже и под кожей разбросаны особые специализированные рецепторы, каждый из которых реагирует только на данный вид раздражений (например, только на прикосновение, или только на нагрев, или только на охлаждение и т.д.). Для каждого из основных цветов, по некоторым данным, в сетчатке имеются свои специфические чувствительные элементы («красные», «синие» и «зеленые» колбочки), которые реагируют только на данный цвет. Есть также данные, что и сама информация о цвете передается в мозг по особому каналу (отдельно от информации об освещенности, размере и форме изображения).
Таким образом, на уровне внутримодальных вариаций качественные различия простых ощущений, по‑видимому, достигаются тем же способом – путем использования различных датчиков для каждой из этих вариаций. Иначе говоря, дифференцировка и анализ первичных, простых свойств раздражителя в пределах одной модальности осуществляется тоже разнесением информации по разным каналам с помощью механизмов специфической чувствительности. Вторичные же, сложные ощущения синтезируются уже, по‑видимому, в мозгу путем объединения простых.
Наконец, четвертую характеристику ощущений можно назвать их чистотой. Под чистотой ощущения мы будем понимать то, насколько отчетливо выделено в нем определенное простое или сложное ощущение.
Например, так называемые ахроматические цвета (предельные, крайние случаи – белый и черный) будут абсолютно «грязными». В них так «перемешаны» все цвета спектра, что зрительный анализатор не может выделить ни одного из них, как преобладающего. Однако, и в хроматических, т.е. цветных, раздражителях, кроме преобладающего цвета всегда подбавлена обычно и смесь всех других цветов, т.е. световых волн с другими частотами. Иными словами, в тех или иных пропорциях подбавлен более или менее светлый серый «цвет». Степень «разбавленности» ощущаемого цветового тона этим «серым шумом» называют насыщенностью цветового тона. Чем больше насыщенность, тем «сочнее» цвет; чем она меньше – тем он водянистее, серее, ближе к белому или черному.
Аналогично, для слуховых ощущений совершенно «грязным» является шум, где так намешаны разные частоты, что невозможно выделить какой‑либо определенный звуковой тон. Степень примеси шума к определенному звуковому тону характеризует его чистоту.
Для обонятельных ощущений в качестве «шумов» выступают посторонние запахи, сбивающие основной. Для тактильных – в качестве шума выступают обычно боль и внутренние органические ощущения и т.д.
Между прочим, одной из замечательных особенностей анализаторов выступает их удивительная способность «отстраиваться» от шумов и помех. Так, например, собаке, когда она идет по следу, удается выделять чрезвычайно слабый, почти выветрившийся запах одного определенного человека (или животного) из «забивающего шума» множества других свежих и намного более сильных запахов. Или, например, летучие мыши. Они, как известно, слепы и ориентируются с помощью «звукового локатора», испуская ультразвуки и принимая их эхо – отражение от окружающих предметов. Так вот, есть пещеры, где колонии летучих мышей насчитывают миллионы зверьков. Стоит войти в такую пещеру и поднять шум, как все они взлетают и начинают метаться в абсолютной темноте. При этом они никогда не сталкиваются и не налетают на препятствия. Непостижимо, как в чудовищной «каше» миллионов одновременно звучащих писков и их отражений каждый из зверьков ухитряется выделить и узнать слабенькое эхо именно своего голоса!
Для современной техники достигнуть такого – еще неразрешимая задача. По‑видимому, здесь работают те же механизмы специфической чувствительности, доведенные до высшего предела совершенства. Отыскание их секрета позволило бы создать приемники в миллионы раз более эффективные, чем теперешняя наша электронная аппаратура. А этого требуют, например, задачи космической связи. Так зримо выступает великая всемирная связь явлений: от крохотной слепой летучей мыши до проблем выхода человечества в бездонные глубины космоса!
Ощущения имеют также определенную протяженность и длительность. Первая отражает количество рецептивных элементов, на которые воздействует соответствующий раздражитель, вторая – длительность действия этого раздражителя.
Так, ощущение света может охватывать все поле зрения, как, например, когда мы солнечным днем смотрим на ясное небо. А может занимать в нем ничтожную часть – как например, когда мы глухой ночью видим одинокий далекий огонек. Аналогично, ощущение может быть мимолетным, как например, вспышка фотолампы, а может устойчиво длиться, как например, неотступная зубная боль. Для каждого ощущения существуют определенные пороги протяженности и длительности раздражения, при которых оно может иметь место (так называемые пространственные и временные пороги).
Так, например, цветоощущение не возникает, если источник света имеет угловой размер меньше, чем 1 минута. В свою очередь, возникшее ощущение длится обычно еще некоторое время и после того, как раздражитель перестал действовать. Это – так называемое явление инерции ощущений. Некоторые же ощущения имеют предельную длительность, по истечение которой они исчезают, хотя раздражитель еще действует. Примеры этого мы видели, рассматривая адаптацию обоняния.
Благодаря инерции сенсорных клеток, при быстром чередовании раздражений, отдельные ощущения, которые ими порождаются, сливаются в единое, непрерывное, целостное переживание. Так, например, зрительные элементы имеют инерцию 0,1–0,9 сек. Значит, если на световом табло будут быстро (с периодом до
0,1 сек) вспыхивать одна за другой соседние лампочки, возбуждение от предыдущей вспышки не успевает исчезнуть до вспышки следующей лампочки, они сливаются, и мы видим одну движущуюся точку. Это – так называемый феномен‑фи (ср). На нем основана, например, движущаяся световая реклама. Таким же образом отдельные звуки сливаются в мелодию, отдельные кадры (24 в секунду) – в движущийся кинофильм, отдельные вспышки на экране телевизора – в изображение и т.д.
Отсюда видно огромное значение явлений остаточного возбуждения в деятельности нервной системы. Уже на уровне анализаторов оно обеспечивает объединение, слияние, синтезирование информации о свойствах раздражителя по признаку их связи во времени. Так кажущийся недостаток нервных клеток – их инерционность, сравнительная медлительность их реакции –‑ блестяще используется природой. Он превращает рецептивные поля из простых чувствительных датчиков в интегрирующие и синтезирующие устройства.
Таким образом, внутримодальные вариации ощущений представляют собой как бы ступень более тонкого декодирования. С помощью его извлекается информация о свойствах раздражителя, которая содержится в сериях электрических импульсов, параллельно поступающих в сенсорное поле за определенный отрезок времени.
Попробуем рассмотреть этот процесс более детально. Возьмем, например, срезы всех центростремительных аксонов, идущих от сетчатки глаза, у их основания, т.е. на местах их входа в свои нейроны. Всего таких аксонов идет от сетчатки около ста тысяч.
В любой данный момент времени на каждом срезе может иметь место или фаза покоя, или фаза возбуждения, или рефракторная фаза, или фаза сверхчувствительности. Если взять за единицу отрезок времени в 6 миллисекунд (т.е. время полного срабатывания), то за этот период на срезе или будет иметь место возбуждение, или будет сохраняться фаза покоя. Иначе говоря, состояние афферентного нерва на этом срезе будет характеризоваться распределением в пространстве точек с потенциалами ‑80 милливольт и +40 милливольт. Условно это можно описать чередованием единиц (для возбужденного среза) и нулей (для среза в покое). Например, вот так:
1 | |||||||||
1 | 1 | ||||||||
1 | 0 | 1 | 0 | ||||||
1 | 0 | 1 | 1 | 0 | |||||
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | |||||
0 | 1 | 1 | |||||||
1 | £ К | г | |||||||
< £ | е | ||||||||
Ж | А | ||||||||
М. | |||||||||
t А | X | ||||||||
ft R | № | ||||||||
Ш ш | ш | ||||||||
ребенокзмеядерево (вверху ветви, снизу корни)стрела | |||||||||
Рис. 33 дождь (небосвод и падающие капли) ворота, дверь (две створки) книга, свиток (связанные бирки) Параллельно со схематизацией и с ее помощью нарастает аллегорическое употребление изображений в переносном смысле. Роман Ким пишет об этом: «Вместе с изменением внешности иероглифы претерпевали интенсивную внутреннюю эволюцию – меняли свое значение, сбрасывали с себя старые имена и получали новые. Например, иероглиф «хамелеон» незаметно в беге веков обронил где‑то свое первое значение и стал означать «проворный, юркий»; иероглиф «облака или клубы пара, поднимающиеся вверх» стал означать «говорить», а иероглиф «вяленые куски мяса» – «старый, древний» и т.д. Аналогичные процессы наблюдаются в египетском иероглифическом письме. Ваза с вытекающей водой становится иероглифом, изображающим слово «прохладный». Изображение лилии (герба Верхнего Египта) получает значение – «юг»; заячьи уши – «трусость»; две шагающие ноги – «идти»; человек с посохом – «старость»; человек с поднятыми руками – «радость» и т.д. Здесь схематизация образа уже сопровождается его символическим переосмысливанием. Однако чаще отвлеченные свойства, отношения и действия изображаются символическим сочетанием конкретных знаков. Например, добавление других знаков к исходному схематизированному изображению, обозначающему «деревянный», дает последовательно знаки: «лес», «дерево», «рамка», «кровать», «стол», т.е. вещей «из древесины» (деревянных). Аналогично знак «почва» появляется в знаках «земля», «могила», «пыль», «канава». Иногда эти сочетания образов просто блистательны по меткости и юмору. Так появились, например, такие иероглифы: «смерч, вихрь» – изображение трех псов; «шалить, дразнить» – двое мужчин тискают женщину; «покорность» – человек, а перед ним собака; «отдых» – человек, прислонившийся к дереву; «водопад» – вода и буйство; «грохот» – три телеги; «отчаянная борьба» – тигр, а под ним кабан; «спокойствие, мир» – женщина чинно сидит под крышей дома и др. ) Принцип, который здесь использован, знаком нам уже по прошлой главе. Это – воплощение определенных свойств или связей реальности через отношения представлений, иллюстрирующие данное свойство или связь. Почему приходится пользоваться таким косвенным путем? Да прежде всего потому, что дело идет или о невидимых, непосредственно неощутимых свойствах вещей и явлений (как, например, «покорность», «мир»), или о свойствах, не существующих отдельно от вещей и явлений (например, «прохладный», «юркий»). Мы видели, что такой способ отражения отношений и отвлеченных свойств реальности (через их воплощение и иллюстрацию) составляет специфику и суть образного мышления. При этом конкретное сочетание образов составляет лишь форму, лишь способ отражения, а содержанием, значением этого сочетания образов (или образа) являются те неощутимые отношения и отвлеченные свойства, которые оно (это сочетание образов) воплощает. Здесь дело обстоит так же, как с иероглифом «покорность». Он изображает человека и перед ним собаку. Но означает он не человека, и не собаку, и не совместное пребывание человека с собакой, а отвлеченное свойство – «покорность, послушание» (через отвлечение свойства – «покорен, как собака» от носителя «собаки»). Но, когда речь идет об иероглифе, мы замечаем и кое‑что новое. То же самое свойство или отношение, которое иероглиф передает сочетанием образов, можно обозначить словом. Более того, каждый иероглиф собственно и означает какое‑то слово. Отсюда видно, что те же неощутимые отношения и отвлеченные свойства вещей и явлений можно отобразить еще иначе, чем сочетаниями образов этих вещей и явлений – а именно, с помощью слова, посредством языка. Нетрудно заметить, что здесь мы имеем совсем особый, принципиально новый способ отражения действительности. Слова сходны с представлениями в том, что они позволяют отобразить отсутствующее – то, чего человек не воспринимает в данный момент или вообще не воспринимал в своей жизни, то, что было или будет (или только хотелось бы, чтобы было). Но слова существенно отличаются от соответствующих представлений по следующим принципиальным свойствам: 1. Они (слова) совсем не похожи на объекты, которые отображают (точнее, на образы вещей и явлений, которые дают нам наши органы чувств). 2. Они (слова) являются не внутренними, ненаблюдаемыми психическими состояниями человека, а внешними наблюдаемыми действиями (точнее – внешними физическими результатами действий человека, например, звуковыми волнами, значками на бумаге и т.д.) Первая особенность делает слова особенно приспособленными к выражению непосредственно неощутимых (т.е. не имеющих образа) отношений, отвлеченных свойств и действий. Вторая особенность обеспечивает широкие возможности произвольного оперирования ими. Ведь, в отличие от непроизвольного течения внутренних психических состояний, свои внешние действия мы можем совершать и комбинировать произвольно в любой последовательности. Эти коренные отличия означают, что в слове мы имеем дело с новым кодом, т.е. с иным способом сообщения информации о реальности, чем образы. Сущность этого кода заключается в том, что он прямо соответствует тем значениям, которые на образном уровне выражались лишь косвенно – через отношения представлений. В частности, как мы видели, к таким значениям принадлежат некоторые отношения вещей и явлений, их отвлеченные свойства и действия и т.д. В коде образов, отраженном в иероглифе, такое отвлеченное свойство или состояние, как мир, спокойствие, требовало для своего выражения определенного сочетания (отношения) образов: например, женщина чинно сидит под крышей дома. В коде слов это же значение прямо выражается определенным звуковым или графическим знаком – звучанием слова «мир» или слова «спокойствие». Аналогично, например, причинно‑следственная связь между молнией и громом на образном уровне требует для своего выражения како‑го‑нибудь сочетания образов – все равно, будь то представление Ильи‑пророка, который катит на колеснице по небесной мостовой, высекая из нее с грохотом исг кры, или образ двух туч, которые, с грохотом сталки) ваясь, высекают огонь и т.д. В коде слов то же самое отношение прямо обозначается словом «причина» («молния причина грома») или «следствие» («гром следствие молнии»). Таким образом, само отношение выделяется сознанием, фиксируется психикой. И не требуется уже для его сознавания и закрепления представлять себе какие‑то иллюстрирующие ситуации, создавать специальные соответствующие символические сочетания или переосмысливания образов. Отсюда еще раз видно, что в слове мы сталкиваемся с новым способом отражения действительности. Слово обозначает не образы или представления и даже не определенные отношения образов или представлений. Оно прямо обозначает те классы вещей, их свойства и связи, которые на образном уровне косвенно отображаются различными отношениями представлений в пространстве и времени. Иначе говоря, слово не выражает, а заменяет целую систему связанных между собой представлений. Так, например, слово «стол» заменяет множество конкретных образов разных видов столов, которые могут у нас возникнуть, когда мы представляем себе стол. Слово «стол» делает излишней всю эту работу воображения. Оно прямо отображает соответствующее значение и делает ненужным представления, которые воплощают («во‑ображают») это значение. Конечно, при необходимости, мы можем и представить себе разные столы. Те или иные образы столов могут и без нашего специального желания сопровождать произнесение или слушание слова «стол». Однако, как показали психологические исследования, все это вовсе не обязательно нужно для понимания значения слова «стол». Не обязательно, потому что значением слова являются не связанные с ним представления, а определенные объекты и свойства реальности. Слова – это новый код реальности. Гегель выразил этот процесс очень энергично: «Образ умерщвляется и слово заменяет образ». Подчеркивая это, И.П. Павлов называл слова «второй сигнальной системой». Первым типом сигналов, сообщающих о свойствах реальности, являются, по И.П. Павлову, ее непосредственные образы (ощущения, восприятия и т.д.). Вторыми же сигналами реальности, какими располагает только человек, являются слова. «...На фазе человека, – говорил Павлов, – произошла чрезвычайная прибавка к механизмам нервной деятельности. Для животного действительность сигнализируется почти исключительно раздражениями и следами их в больших полушариях ... Это то, что мы имеем в себе как впечатления, ощущения и представления от окружающей и внешней среды, как общеприродной, так и от нашей социальной, исключая слово, слышимое и видимое. Это – первая сигнальная система, общая у нас с животными. Но слово составило вторую, специально нашу, сигнальную систему действительности, будучи сигналом первых сигналов». Сигнал вещи, непохожий на нее (т.е. не являющийся образом) и объективно физически существующий (т.е. не являющийся психическим состоянием), называется знаком. Таким образом, при использовании слов мы фактически переходим к новому способу отражения реальности, которое можно назвать знаковым отображением. Отношение между знаком и тем, что он обозначает, называют семиотическим отношением. А систему таких знаков, или иначе семиотическую систему, называют языком. При этом вовсе не обязательно, чтобы объекты и явления, свойства и отношения реальности отображались именно звучащим словом (или графическим изображением его звучания в письме). Семиотическим знаком могут служить и изображения (пример, иероглифы). В качестве таких знаков могут выступать и определенные движения человека или позы – мимика, пантомимика и т.д. Один из примеров – «ручной язык» глухонемых. Другой пример – язык жестов некоторых племен Австралийского континента. Его применяют при переговорах на больших расстояниях, при встрече людей из племен, говорящих на разных языках, в некоторых ситуациях, налагающих «обет молчания» (вдовы – в период траура, мальчики – в период посвящения в мужчины и др.). У некоторых племен этот язык включает до 500 различных знаков‑жестов, которые могут означать самые разные вещи, действия, ситуации, вопросы и т.д. При этом имеются «близкие языки», где в «жестах‑словах» участвуют только пальцы, и «дальние языки», где участвуют движения всей руки, головы, туловища. Язык «жестов», «поз» и «движений» имеет место и в нашей культуре, хотя играет здесь лишь вспомогательную роль. Например, подъем большого пальца у нас означает «замечательно!» («на большой»). У французов то же значение передается иначе: указательный палец соединяют с большим «колечком», подносят концом к губам, воспроизводят звук поцелуя и распрямляют пальцы. Бразилец в этом же случае берется пальцами за мочку уха. Аналогично у нас «до свиданья» передается помахиванием ладонью «лопаточкой» сверху вниз. Во Франции то же значение имеет покачивание из стороны в сторону приподнятой ладонью вперед. Французский языковед Ж. Марузо так толкует значение некоторых жестов у французов: «Плоская кисть руки ладонью вверх обозначает честное согласие. Если же вы повернете руку ладонью вперед – это отказ. Сложенные ладони выражают просьбу. Поднятый указательный палец означает предупреждение, направленный вперед – как бы прицеленный – указывает на опасность. Тот же палец, приложенный ко лбу, – это размышление, палец на губах – призыв к молчанию. Руки в боки – это вызов; руки, скрещенные на груди – бравада...» Как видим, справедливо отмечал Цицерон две тысячи лет назад, что «жесты подобны языку тела». У индейцев Америки существовал «язык огня и дымов» (костров), где информация передавалась количеством костров, продолжительностью и последовательностью вспышек. Существовал и «язык солнечных зайчиков», посылаемых с помощью зеркал, а у народов Африки и Южной Америки – язык барабанов. Был даже «язык одеял» у некоторых индейских племен. Например, «знак бизона» в этом языке выглядел так: одеяло поднимали за натянутые углы над головой, а затем наклоняли его к земле. Сообщение «берег открыт» сигнализировалось плавными помахиваниями растянутым одеялом перед собой. «Тревогу» объявляли, подбрасывая одеяло кверху, а «приближение врага», размахивая одеялом над головой и т.д. Можно напомнить и употребляемый доныне на флоте «язык флагов», а также всем (следует надеяться!) знакомый «язык дорожных знаков». В более отвлеченном смысле можно, по‑видимому, говорить и о «языке танца», «языке живописи», «языке этикета» и т.д. Короче, «словом» может стать любое действие человека или его продукт. Достаточно лишь, чтобы оно имело коммуникативную цель, чтобы оно что‑то сообщало. Иными словами – чтобы оно имело определенное значение. Так, например, подсчитано, что человеческое тело'может принимать около 1000 различных устойчивых положений‑поз. И любая из них тоже может стать знаком. В одних случаях знаком национальной культуры (например, поза сидения, поджав ноги под себя, характерна для некоторых стран Азии и не встречается в Европе). В других случаях – знаком этикета и воспитанности (например, стоять или сидеть перед женщиной). В третьих случаях она означает некоторую ситуацию (например, если в официальном разговоре после паузы собеседник встает прямо держа руки вдоль тела, это означает, что разговор окончен). Сама по себе поза ничего не говорит. Знаком она становится лишь в том случае, когда выбор данной позы становится не безразличен, а приобретает определенное значение. Так, например, противопоставление поз «стоять, держа руки в карманах брюк» – «стоять, не держа руки в карманах брюк» значит нечто в русской культуре (например, в некоторых ситуациях, невежливость), а, следовательно, является в ней своеобразным «словом», и не значит ничего во Франции. Аналогично сочетание звуков «лайф» (жизнь) ничего не значит для русского и очень многое означает для англичанина. Поэтому для второго оно (это звукосочетание) является словом, а для первого – нет. Что же это такое – значение? И как оно соединяется с действием или вещью, превращая их в знаки? О знаках мы кое‑что уже знаем из прошлых лекций. В частности, мы знаем, что знаки бывают естественными (например, дым костра, след зверя), иконическими или сходными (например, рисунок, фотография), схематическими или подобными (чертежи, карты). У естественных, иконических и схематических знаков имеется явственная связь с обозначаемыми вещами и явлениями. Естественные знаки являются их частью или следствием. Иконические и схематические знаки в чем‑то подобны обозначаемым вещам, явлениям или действиям по чувственно воспринимаемым свойствам (конфигурации, цвету и т.п.). То есть в рассмотренных случаях имеет место связь по близости в пространстве и времени, или причинно‑следственная, или по сходству и подобию и т.д. Одним из видов иконических знаков оказались и представления, т.е. психические образы вещей, явлений или действий. Нетрудно увидеть, что в словах мы имеем дело уже со знаками совсем иного типа – условными знаками или знаками‑символами. Эти знаки не связаны со своими объектами ни физическими связями, ни сходством или подобием. Так, например, слово «луна» не связано с нашим небесным спутником никакой физической близостью в пространстве и времени. Нет между ними и никакого чувственного сходства или подобия. Между звучанием слова «луна» и самой луной не существует какой‑либо логической связи. Наконец, нет между ними и функциональной связи (слово «луна» не является ни причиной, ни следствием, ни целью, ни свойством обозначаемого небесного тела и т.д.). Поэтому знаки‑символы в общем произвольны. Та же Луна может быть обозначена звукосочетаниями «муун» (англ.), «монд» (нем.), «ай» (турецк.), «холд» (венгерск.) и др. Что же связывает знаки‑символы с тем, что они обозначают? Чтобы удобнее было говорить, заменим тяжеловесный оборот «то, что обозначает знак» одним словом «объект». Тогда ответ на поставленный вопрос можно сформулировать короче: знак‑символ связывает с его объектом особое информационное отношение, а именно отношение обозначения. Итак, значит, чтобы какое‑нибудь действие или его результат стали знаком, надо, чтобы между этим действием (результатом) и определенным объектом установилось отношение обозначения. И обратно, чтобы какой‑то объект (отношение, свойство, класс вещей, ситуация, процесс и т.д.) стал значением, надо, чтобы он был обозначен каким‑то определенным знаком. Как же устанавливается отношение обозначения? Все наблюдаемые тут приемы связывания знака с объектом можно свести к двум основным типам: 1. Остенсивные способы – они заключаются в указании на объекты знака или демонстрации примеров его значений. По‑видимому, так научается маленький ребенок значениям слов. Ему показывают собаку и говорят: «Это собачка. А это не собачка. Это – киска» и т.д. Или демонстрируют ряд картинок, например, воробья, курицы, ласточки и т.д., приговаривая: «Это – птичка, и это – птичка, и это тоже птичка. Все это – птички». Примерно так же, тыкая пальцем в вещи и получая в ответ их названия, узнает значения слов неизвестного языка иностранец в чужой стране. (Другой распространенный вариант читая в магазинах названия под товарами или сталкиваясь с определенными ситуациями. Например, если в Венгрии в ответ на просьбу показать что‑либо продавец каждый раз отвечает «ташшек!», нетрудно догадаться, что это означает «пожалуйста!».) 2. Интенсивные способы – они имеют место, когда значение знака устанавливается с помощью других знаков. Так, например, устанавливается значение иностранных слов при изучении языка по учебнику: «а moon» – по‑русски «луна». Здесь отношение между словом и объектом устанавливается с помощью других (русских) слов. Аналогично поступаем мы, когда в обыденной речи разъясняем значение слова через словесные иллюстрации (пример – излюбленная студентами форма: «условный рефлекс – это, когда перед собакой зажигают лампочку...» и т.д.) или через синонимы («размельчить–это раздробить, измельчить, истолочь», «гнусный – это омерзительный, противный» и т.д.). Тем же способом устанавливается обычно отношение обозначения в науке, когда вводится какой‑нибудь новый знак (слово или символ). Например: «слово «электрон» обозначает элементарную отрицательно заряженную частицу, имеющую массу около 9,1086‑ 10 28 г. Устанавливаемое такими способами значение слова называют его конкретным или парадигматическим значением. Кстати, между прочим, указательный жест тоже, как мы видели, является знаком (ведь он имеет значение: «обратите внимание» или «вот это то, о чем я говорю» и т.п.). Следовательно, при остенсивных способах отношение обозначения, в конечном счете, тоже устанавливается с помощью знаков. Отсюда вытекает важный вывод, что отношение обозначения между знаком‑символом и его объектом всегда устанавливается при помощи других знаков. Выяснив все это, мы теперь можем описать, как^)ус‑троено» отношение обозначения. Чаще всего для этого используют схему так называемого «семантического треугольника», которую предложил математик Фреге (см. рисунок 34). Объект, обозначаемый знаком, иногда называют денотатом (в переводе: «то, на что указывает»). Знак, если это – слово, называют «имя». Значение называют «концептом денотата», а если речь идет о словах, то «смыслом имени». Из схемы видно, что для условных знаков нет прямой связи между знаком и объектом, а эта связь (штриховая линия) устанавливается через значение (актом обозначения). Вот теперь мы можем, наконец, дать строгое определение того, что такое символический знак. Символическим знаком называется любой объект, имеющий структуру треугольника Фреге. Итак, знак – это тоже реальный объект (вещь или процесс), но употребляемый особым образом, как заместитель определенных других объектов. Теперь нам яснее становятся преимущества рассматриваемого (знакового) способа отражения реальности. Эти преимущества вытекают, во‑первых, из замещающей природы знаков‑символов. Они могут представлять и фиксировать любые как реально существующие, так и воображаемые (идеальные) объекты. Объекты, с которыми человек встречался, и объекты, которых не было в его опыте. Объекты, чувственно воспринимаемые, и невос‑принимаемые (не имеющие наглядного образа). Целостные объекты и отдельные отвлеченные свойства и отношения объектов. Нетрудно заметить, как расширяются возможности познания и круг объектов, отражение которых становится доступно психике, с освоением этого нового кода. 609 20 Чак. 214? Однако, это еще не все. Раз знак – это объект, с ним можно обращаться, как с объектом, т.е. совершать разные действия – преобразовывать, соединять с другими знаками и т.д. А так как знак замещает определенные объекты, то такие операции над знаками могут до определенной степени заменять операции над объектами. Так, например, вместо того, чтобы пересчитывать «по головам» всех студентов в институте, мы можем просто просуммировать цифры, обозначающие количество студентов в каждой группе. Более того, знак, отмечая свойства объекта, часто определяет и наши действия с объектом и наше поведение. Например, знак прямая, а над ней волнистая черточка (означающий переменный ток) остановит нас от включения приемника в сеть постоянного тока. Указание, что кофточка нейлоновая, заставит нас не стирать ее в горячей воде. Сообщение, что наш знакомый Б нечестный человек, сильно изменит наше поведение по отношению к нему и т.д. С этой точки зрения знак выступает как своеобразное орудие воздействия. Только, в отличие от орудий труда, объектом воздействия знака являются не внешние предметы, а мы сами, наши действия, наше поведение. С этой точки зрения, может быть, вернее сравнивать знак не с орудием, а с оружием. Он нацелен не на вещи, а на человека! Какие важнейшие следствия вытекают из этого для всей истории, жизни и судеб человека и человечества, мы еще увидим. А пока от общих рассуждений об условных знаках вернемся к тому их виду, который нас сейчас интересует – к словам. Что представляют собой значения слов? В наиболее общей форме ответ будет таков: значение слова – это все, что мы знаем об обозначаемом им объекте, плюс все, что мы чувствуем по отношению к этому объекту, плюс все вызываемые им желания, плюс все, что мы привыкли с ним делать. Или по‑другому, значением слова являются все знания, переживания, опыт и поведение, связанные у человека с денотатом этого слова, т,е. объектами, которые оно обозначает. ч Отсюда понятно, почему слово может управлять нашими чувствами и поступками, мыслями и переживаниями – все то, что имел в виду поэт, когда писал о силе и «набате слов», от которых «срываются гроба шагать четверками своих дубовых ножек». Отсюда видно также, что значение слова представляет очень сложную систему представлений, сведений, воспоминаний, чувств, навыков, оценок, установок, отношений, влечений и т.д. По своему содержанию оно зависит от того, какие стороны общественной и индивидуальной практики в нем отражаются. Так, в нем может закрепляться личный опыт человека относительно соответствующих вещей и явлений. Это так называемое личное значение, или смысл. Оно может отражать употребление слова, обозначающего данные вещи, в языковой практике. Это – лингвистическое значение. Оно может отображать источники, назначение и функции данных вещей (явлений) в общественной практике. Это – практическое значение. Далее, это может быть результат научного анализа соответствующих объектов – аналитическое значение. Наконец, в нем может выражаться оценка обществом данных предметов (явлений), отношение к ним. Это – социокультурное значение. Так, например, слово «молоко» может связываться для человека с такими личными значениями, как вкус, консистенция, цвет, ассоциации с молочной кашей или младенцем, привычка пить его по утрам и т.п. Лингвистическими его значениями могут быть «печатное слово», «часть речи», рифмуется с «далеко», «используется в поэзии», его эквиваленты в иностранных языках и т.д. Практическое значение – ассоциации с бутылкой, молочником, коровами, молочной лавкой, доением, пастеризацией, использованием при изготовлении мороженого, кефира и т.д. Аналитическое значение: физические свойства, химический состав, питательные свойства, содержание кальция, жира и т.п. Наконец, к социокультурным значениям молока могут относиться: отношение к молоку как к напитку, полезному для здоровья, характер и роль молочной промышленности и т.п. Отсюда видно, что значение понятия не есть что‑то, что усваивается сразу и сводится к какому‑то одному признаку. Значения развиваются. Они накопляются, обогащаются и систематизируются по мере накопления человеком опыта, знаний и понятий о мире. Из сказанного следует также, что значения могут образовываться различными способами: путем практических действий, образных ассоциаций, логических операций. Нетрудно заметить, что значение слова, хотя оно и не наглядно, как представления, несравненно шире представлений и несет куда больше информации. Это и неудивительно. Значения слов формируются в языковой практике народом. Поэтому они неизмеримо богаче, глубже и разносторонне, чем частный опыт, знания, практика любого отдельного человека. И вместе с тем эти языковые значения, непрерывно развиваясь, повседневно впитывают в себя все существенное, ценное, новое, общественно и человечески значимое, что возникает в опыте, практике и мозгу каждого из отдельных людей. В парадигматике слов как бы кристаллизуется память народа, фиксируется его опыт, его мир. Поэтому само усвоение значений слов уже выводит к адого человека за рамки его частного личного опыта и представлений, организует его поведение и отношение к миру в рамках мировосприятия его народа, превращает его мозг в один из миллиардов пульсирующих нейронов коллективного мозга человечества. Эти общие соображения подкрепляются конкретными исследованиями. Так, например, в нашей лаборатории провели такие опыты. Большое число людей разных возрастов, профессий, уровней культуры реагировали цепочками ассоциаций на несколько десятков одинаковых для всех испытуемых слов (ассоциативные значения). В других вариантах те же люди заполняли пробелы в даваемых им предложениях (контекстные значения). В третьем варианте испытуемые давали определения и раскрывали значение слов и т.д. Затем был осуществлен статистический анализ доли совпадающих и несовпадающих значений для всех категорий испытуемых. И что же обнаружилось? Оказалось, что в значении слова четко прослеживаются три основных «слоя». Первый из них – общенациональные или словарные значения. Они общи для всех носителей данного языка и обычно зафиксированы в словарях. Второй «слой» мы назвали «групповым значением». Принадлежащие к нему значения оказались общими лишь для определенных социальных, профессиональных, возрастных и других групп. У разных же общественных групп жги значения не совпадают. Наконец, третий «слои» составили значения, которые встречались только у отдельного испытуемого. Его можно назвать личным смыслом. Между прочим, оказалось, и это очень интересно, что к фонду общеязыковых значений каждый человек подключается в основном через групповое значение слова, т.е. через его употребление в социальной группе, к которой принадлежит человек. И обратно – возникающие в опыте отдельных людей индивидуальные личные смыслы некоторых слов просачиваются в общенародную практику тоже через групповые значения. Так, например, «антимиры» из жаргона ученых сегодня, переосмысленные, проникли уже в стихи поэта. И, наоборот, «кварки» из поэтической сказки пробрались в язык атомных физиков (но еще стоят на пороге общенародного). Все эти варьирующие оттенки и аспекты значения называют коннотатами слова, в отличие от денотата – объекта, означаемого словом. Одинаковость деннотатов позволяет людям понимать друг друга. Когда я говорю «экзамен», то уверен, что для всех студентов, слушающих меня, это слово означает тот же процесс, что и для меня. Но конкретные образы, чувства, признаки, мысли, которые связаны с этим денотатом у каждого из нас, конечно, различны (в частности, например, эмоции, «прикрепленные» к этому слову у меня и у слабого студента, конечно, различны, да и программы поведения и т.д.). Именно коннотативные значения обуславливают многозначность слов, подвижность и изменчивость их значений, синонимию и т.д. Так, например, слова «лицо» и «морда» имеют разные денотаты. Одна относится к человеку, другое – к животному. Но «морда» может иметь и значение «лица». Тогда она будет иметь еще добавочные оттенки грубости (намеренный) или некультурности (ненамеренный). Эти оттенки составят уже коннотативное значение. Последнее и образует синонимию слов «лицо» и «морда». Это очень важное свойство слов – наличие у них коннотативных значений. Оно‑то и обеспечивает жизнь языка, его развитие. Оно делает возможной художественную литературу. Оно же является основным средством выразить личные смыслы в «стандартных» общих для всех словах. (Так, например, коннотат «морды» позволяет не только обозначить физиономию человека, но и выразить свое отношение к этому человеку и личное восприятие его лица.) Можно и еще глубже проанализировать структуру значений слов. Тогда выявляется, что денотат может быть тоже расщеплен на два аспекта: а) собственно денотат – им является класс всех вещей, к которым фактически прилагается данное имя, б) охват – все вещи, к которым может быть применено данное слово. В свою очередь, коннататы могут быть разложены на: а) сигнификат – это тот признак вещей, наличие которого позволяет применять к ним данное слово, а отсутствие указывает, что данное имя не может быть применено (отличительный признак), б) содержание – оно представляет все остальные значения слова, или иначе – все остальные знаки, которые могут быть применены к вещам, обозначаемым данным словом. Перечисленных свойств достаточно, чтобы некоторое действие (или объект) стало знаком. Однако их недостаточно, чтобы знак стал словом, т.е. смысловой единицей языка. Для этого необходимо еще, чтобы и определенные сочетания знаков (их называют «отмеченными») тоже имели значения. Рассмотрим сначала, для примера, простейший случай – сочетание всего двух слов: «человек – млекопитающее». Нетрудно заметить, что в этом сочетании есть нечто, кроме значения слов, из которых оно составлено. А именно – указание на то, что человек входит в класс млекопитающих, или иначе – что все люди являются млекопитающими (но не наоборот). Это значение возникает только при соединении слов «человек» и «млекопитающее» таким образом, как записано выше. Отдельно слово «человек» и слово «млекопитающее» на это значение не указывают. Оно заключено в самом приведенном следовании слов. Или, иначе говоря, следование слова «млекопитающее» за словом «человек» означает, что объекты, означаемые словом «человек», включаются в число объектов, означаемых словом «млекопитающее». Рассмотрим теперь несколько более сложный случай: «Что написано пером, того не вырубить топором». Не будем обсуждать насколько и всегда ли истинно это утверждение. Приглядимся, однако, повнимательнее к его главным действующим лицам: перу и топору. Нетрудно заметить, что «топор» и «перо» здесь фигурируют не просто как некие вещи, а в определенной функции – в качестве орудий действия. Это их значение выражается следованием за ними звукосочетания – «ом». Само это звукосочетание ничего не значит. Но если оно следует за словом, то придает ему значение «орудийности». В общем случае соответствующее звукосочетание может идти и перед словом. Например, в английском языке «with ап ах». Или даже помещаться внутри слова, как в некоторых семитских языках. Наконец, еще более сложный случай представляют конструкции вроде употребленной нами в предыдущем абзаце: «но если оно (звукосочетание «ом») следует за словом, то придает ему (слову) значение «орудийное‑ти». Здесь слова «если», «то», «но» сами по себе тоже ничего не значат: нет такого объекта, который они бы означали. Значение возникает только из их сочетания с другими словами и целыми сочетаниями слов. В нашем случае они придают словам, идущим вслед за «если», значение условия. А идущим после «то» – значение следствия. Таким образом, независимо от употребленных средств, везде мы видим ту же ситуацию: определенные последовательности языковых знаков в целом имеют дополнительные значения, которых нет у этих знаков в отдельности/ Чистую модель такой ситуации мы имеем в знаменитой фразе: «Глокая куздра штеко будланула бокра и кудрячит бокренка». Отдельные слова в ней ничего не значат. Но все‑таки некоторый смысл у фразы есть. Из нее явствует, что некая «куздра» (скорее всего какое‑то животное) что‑то один раз сделала с каким‑то «бокром», а сейчас продолжает что‑то делать с его детенышем. Бокр явно живое существо (раз у него есть детеныш) и притом скорее всего самец. «Глокая» показывает, какой является «куздра», а «штеко» – как она «будлану‑ла» бокра и т.д. Вся эта информация заведомо ни в коей мере не извлечена из значений самих слов. Просто потому, что все эти слова бессмысленны, т.е. вообще не имеют значения. Так что у нас здесь чистая модель значений, которые определяются только отношениями знаков. Такое значение, которое не содержится в самих языковых знаках, а возникает из определенного отношения этих знаков, называется лингвистическим значением (или абстрактным значением)[1]. Как мы видели в приведенных ранее примерах, лингвистические значения могут выражаться позициями слов в высказывании, добавлением определенных звуков к словам (префиксы, окончания), или внедрением их в слова (суффиксы), или устранением (неполногласие), или чередованием; служебными словами (союзы, вспомогательные глаголы и т.д.) Те же цели могут достигаться изменением звукового состава слова (например, состава гласных в семитских языках), изменением тона (например, высоты голоса – в китайском), повторением (например, в африканских языках) и др.* Все эти способы и средства выражения лингвистических значений детально изучаются в лингвистике и лингвосемиотике. Психологию интересует другое: содержание, которое передается с помощью всех этих языковых средств. Что представляют собой эти лингвистические значения? Какую сторону реальности они отражают? Для чего служат человеку? Какие задачи познания и деятельности обслуживают? Вернемся опять к нашему первому примеру: «человек – млекопитающее». Мы уже отметили, что следование одного слова за другим в этом случае (два существительных) означает вхождение, включение. Чего во что? Чего угодно во что угодно. Любого объекта, множества или класса, означаемого первым словом, в любой объект, множество, класс, обозначаемые вторым словом. Это, так сказать, общая формула: («X – Y») = (X включается в Y), где X, Y – любые объекты, означаемые словами Хи Y. То же самое с «топором». Что означает частица «ом»? Функцию – «являться орудием». Она обозначает «ору‑дийность» как таковую, т.е. определенное отношение между вещами (когда с помощью данной вещи кто‑то или что‑то делают нечто). Между какими вещами? Любыми! Таким образом, грамматические значения – это не какие‑то определенные объекты или классы объектов, а определенные отношения, которые могут иметь место между любыми объектами. Иначе говоря, отношения языковых знаков, образующие систему данного языка, обозначают наиболее общие отношения реальности, известные народу – создателю этого языка. Такие познанные наиболее общие отношения реальности, составляющие ее структуру, называют категориями. Разумеется, не все структурные черты действительности нам сегодня известны. Даже и известные не все находят свое отображение в структуре языка. Ведь грамматический строй современных языков закладывался многие тысячелетия тому назад, когда людям были известны и для людей были существенны далеко не все из тех всеобщих свойств реальности, которые мы знаем и на которые опираемся в своей познавательной деятельности сегодня. Так, например, в русском языке до сегодняшнего дня существует лингвистическое значение, отражающее древние антропоморфные взгляды наших предков – на окружающий мир. Это [2]– категория грамматического рода (книга – она, переплет – он, оглавление – оно). Хотя, разумеется, сегодня такого членения всех вещей на женские, мужские и т.д., мы не осуществляем/ В других языках сохранилось в грамматическом строе выражение резкой разницы между называнием и означением, т.е. конкретным и обобщенным употреблением слова (Сравни: «эта собака – Шарик» и «собаки – четвероногие»). Эти случаи различаются артиклем (определенным и неопределенным). А в венгерском языке существуют даже два разных спряжения глагола (неопределенное и объектное) в зависимости от того, идет речь о действии вообще или по отношению к определенному объекту. (В русском языке этот архаический класс лингвистических значений и их носители‑артик‑ли вымер. Остаток их – частица «‑то»: «а книга‑то интересная!».) Можно отметить и обратные случаи, когда очень важные для современного человека категориальные отношения реальности не нашли еще своего отражения в структуре языка. Так, например, европейские языки не содержат грамматических указателей характера включения (полное оно или частичное, т.е. «все а суть Ь» или «некоторые а сутьЬ»). Примеры: «Книги читать полезно» (все или некоторые?) «Собака друг человека?» (относится это к каждой собаке, или ко всем, или к классу собак?). Отсутствие структурных признаков, позволяющих различить исчерпывающее и частичное включение (или приписывание), оказывается сегодня серьезным дефектом обычного языка, который приводит к грубым ошибкам в выводах, затрудняет общение человека с машиной и т.д. (Иллюстрация возникающих бессмыслиц: Собака – друг человека. Собака укусила Ваню. Друг человека укусил Ваню. Тот, кто кусает, человека, враг человеку. Ваня – человек. Друг человека является врагом человека.) Аналогичные трудности вызываются тем, что язык не различает физической причинности и логического вытекания, обозначая оба структурой «если... то» (сравним: «Если нагреть тело, то оно расширится» и «если параллельные не пересекаются, то сумма углов треугольника равна 180°»). Чтобы выделить и отличать те отношения действительности, которые выступают в качестве лингвистических значений, т.е. выражаются в определенных отношениях языковых знаков, назовем их языковыми категориями. По‑другому, их называют семантическими классами. Семантический класс определяется тем, к какой категории относит он объекты любых знаков, попадающих в него. Так, например, в русском языке объект, обозначаемый словом, может быть отнесен к категории вещей (класс существительных) или действий и состояний (глаголы), свойств вещей (прилагательные), или свойств действий (наречия). В свою очередь, каждый из этих объектов может быть отнесен к классу действующих (подлежащее), или подвергающихся действию (прямое дополнение), или относящихся определенным образом к действию (косвенное дополнение). Далее, объекты высказывания могут быть отнесены к классу самих действий (сказуемое), или условий, в которых осуществляется действие (обстоятельство), или свойств носителей и объектов действия (определения). Все эти классы могут дифференцироваться далее (например, по отношениям к действию – орудие, объект, принадлежность, время, продолжительность, частота, реальность; по отношению к объекту – одушевленность, принадлежность, единичность или множественность и т.д.). А теперь обратим внимание на одно важнейшее обстоятельство, которое ранее мы помянули только мимоходом. Само отношение обозначения может быть установлено только с помощью других знаков. Значение нового знака раскрывается лишь через его отношение к известным знакам. Как мы знаем, такими знаками могут быть в языке жесты или слова. Итак, значение знака можно установить или сочетанием его с жестами (и вещами) или сочетанием его со словами. Но любое значащее (т.е. не бессмысленное) сочетание слов имеет и лингвистическое значение, т.е. укладывает объекты в определенные категории, утверждает между ними определенные отношения. Таким образом, словесное раскрытие значений всегда одновременно является их категоризацией. Иначе говоря, само обозначение словом (называние) является всегда отнесением объектов к определенным семантическим классам, т.е. истолкованием их в рамках определенных категорий реальности. Это относится даже к случаям остенсивных определений. Например, когда мы указываем на нечто и говорим «это – часы», мы не только указываем, что это нечто, служащее для измерения времени (семантическое поле). Мы одновременно классифицируем это «нечто» как вещь. Ибо форма существительного есть лингвистический способ обозначения любых вещей. А когда мы объясняем плачущему ребенку то, что произошло, показывая на кошку и говоря «царапается», мы вместе с названием даем и классификацию того, что случилось как действия. (Это есть лингвистическое значение глагольной формы.) Любое слово и любой «отмеченный кортеж» (т.е. допускаемое языком сочетание слов) обязательно несут, кроме парадигматических, также лингвистические значения. Они не только обозначают определенные объекты и их связи, но и обязательно указывают, к каким семантическим классам относятся эти объекты и к каким категориям относятся их отношения. Упрощая, можно сказать, что язык «знает» только определенный стандартный конечный набор отношений, какие могут существовать в мире между любыми объектами. Это, например, включение элемента в класс, или одного класса в другой, более широкий. Это – принадлежность чего‑то к чему‑то (например, части – целому, свойства – вещи и т.д.). Это – осуществление действия и претерпевание воздействия (действие и страдание) и т.д. Кроме того, язык имеет стандартный набор классов объектов, которые могут определяться такими отношениями. Это – предметы (то, что действует и над чем действуют). Это – сами действия. Это – то что принадлежит предметам (свойства) или действиям (модусы) и т.д. Принадлежность к этим типам объектов (семантическим классам) и этим типам отношений (категориям) обозначается самой формой слов и их сочетанием в высказывании. И что бы язык ни обозначал, он обязательно относит означаемое к каким‑то из этих стандартных классов и включает в какие‑то из этих стандартных отношений. Таков его способ отражения действительности. И иначе язык не может, потому что так он устроен. Его система – это не случайные произвольные комбинации звуков, а «звуковая» модель определенных наиболее общих отношений и категорий реальности. Формы языка суть грандиозная попытка человечества отобразить общую структуру реальности в структуре некоторой системы звукосочетаний. Все это звучит очень громко. Но выражает совсем простой факт: чтобы отображать действительность, язык должен быть устроен в соответствии с общей структурой этой действительности. Он должен быть в каком‑то смысле подобен ей. Иначе в нем нельзя будет строить высказывания, отвечающее действительности. Средства, которыми это достигается, могут быть, как мы уже говорили, самыми различными. Так, в семитских языках (арабском, геврит, эфиопском, аккадском и др.) семантические классы, на которые разбивается реальность, выражаются последовательностью гласных в слове. Например, последовательность ia означает «орудие действия». Значит, взглянув на слова migzal, mirgab, mi’bar, мы можем сразу сказать, что они означают какие‑то различные орудия действия. (Как, например, слово «бокренок» означает, по‑видимому, детеныша какого‑то животного.) А почему различные орудия? Потому что согласные звуки в этих словах различны. Интересно, что последовательность согласных означает обычно семантическое поле, к которому относится значение слова. Например, кортеж согласных myzl соответствует тому, что относится к прядению (как в русском языке корень «пря‑»). Теперь нетрудно догадаться, что означает слово miyzal. Это – «орудие, с помощью которого осуществляется прядение», т.е. веретено. А вот последовательность гласных аи означает уже «объект действия». Значит, mayzul должно означать пряжу. Приведем таблицу, из которой отчетливо виден этот изоморфизм формы некоторых арабских слов с их лингвистическими и парадигматическими значениями. Нетрудно заметить, что в русском языке аналогичные отношения формально выражаются иным способом: семантическое поле – через корень, а семантические классы главным образом через добавляемые перед, после или внутрь слова‑звуки (предлоги, префиксы, суффиксы, окончания). Например, семантическое поле «нечто, связанное с перевозкой» выражается корнем «‑воз‑». Субъект действия – «возчик», «извозчик», ору‑ дне действия – «возок», «повозка», объект действия – «возимое», «перевозимое» и т.д. Ч. Гласные \ (класс)Согласные (поле) х. | Орудиедействия/а | Объектдействияаи | Место действия аа | Субъект (носитель) действия ai | |||||
myzl(Прядение) | miyzal(Веретено) | mayzul(Пряжа) | |||||||
mrgb(Астрономия) | mirgab(Телескоп) | margab(Обсерватория) | margib(Астроном) | ||||||
т'Ьг(Перевоз) | mi’bar(Паром) | ma'bar(Переправа) | |||||||
m’bd(Культ) | та* bud. (Кумир) | ma’bad(Святилище) | ma’bld(Жрец) | ||||||
mhzn(Хранение) | mahzan(Склад) | mahzin(Продавец) | |||||||
m’ml(Производство) | ma’mal(Завод) | ma’mil(Рабочий) | б | ||||||
| 'if | Ъ | |||||||
| |||||||||
А Б В Г ДРис. 47 | |||||||||
Как обычно рассуждают испытуемые, решая эту задачу? «Поставить пятой в левый ряд похожую фигуру из правого? Но они все похожи. Может быть, поставить отличающуюся? Но они все отличаются. Значит, надо посмотреть, как изменяются их сходство и различие. Для этого посмотрим прежде всего, какие признаки имеются у рисунков, чтобы по ним сравнивать. Во‑первых, головка с глазками, носиком, ротиком. Но это одинаково у всех фигурок. Значит, этот признак не изменяется и из него мы ничего не извлечем для решения. Остаются животик, ручки и ножки. Ими отличаются друг от друга фигурки и в заданной серии и в предлагаемых ответах! Посмотрим, в чем эти отличия. Первый квадратик серии: только головка. Второй квадратик – добавляется туловище. Третий – добавляется одна ручка, а в четвертом – уже две ручки. Ясно, от квадратика к квадратику у человечка добавляются каждый раз еще одна часть тела. Значит, пятым должен быть рисунок, где у него будет еще одна ножка. Проверим. Гм, одноногих предлагаются двое (А и Г). Но задача требует подобрать только одного. Значит, что‑то еще меняется. Вернемся к рисункам слева. Так... головка... животик... рука... Две руки. Стоп! С какой стороны появляется рука? Слева. Значит, нога тоже должна появляться слева. Посмотрим... Вот, годится рисунок Г.» Здесь в основе изменения рисунка лежала операция добавления деталей по определенному правилу. Но могут быть использованы, конечно, самые разные операции. Рассмотрим, например, аналогичную задачу на рисунке 48. Правильный ответ будет: фигура 3. Здесь учитываемыми признаками являются форма линии и ее расположение по отношению к кружку. А вот еще задача такого же типа (рис. 49, 50). Подумайте, прежде чем читать дальше. И | |||||||||
ч | |||||||||
й | ?• | Символ | Устанавливаемоеотношение(операция) | Значение | |||||
ЕСЛИ..., ТО | ‑ | Импликация | Следование высказываний | ||||||
НЕ (неверно, что) | Над вы‑оказыванием | Отрицание | Отрицание высказываний | ||||||
ЕСЛИ И ТОЛЬ‑КО. ЕСЛИ.., ТО | Эквивалентность | Равнозначностьвысказываний | |||||||
И | А | Конъюнкция | Соединение высказываний | ||||||
ИЛИ (соединительное) | V | Дизъюнкция | Разделение высказываний | ||||||
Использование этих знаков позволяет записывать структуру связей между высказываниями (если, конечно, эти связи сводятся к перечисленным пяти основным). Так, например, структура связей высказываний в приведенной выше фразе об электролизе будет выглядеть следующим образом: [(Р V d V г) ‑*• s] – p. (Попробуйте сами разобраться, какие различные высказывания обозначены здесь буквами р, q, г). Теперь, когда мы кое‑что уже знаем о способах образования системы высказываний, попробуем разобраться в том главном, что делает ее системой. Выясним, как устанавливается, на чем основывается и как осуществляется отношение выведения одних высказываний из других. Чтобы ответить на эти вопросы, воспользуемся нашим испытанным методом. Спросим, для чего собственно нужно выведение? Ответ мы уже видели. Выведение позволяет из высказанных суждений получать новые, т.е., опираясь на сформулированные отношения вещей, утверждать или отрицать между ними какие‑то еще не высказанные, не сформулированные нами отношения. Естественно, что вся эта процедура будет иметь смысл и давать новые знания только в том случае, когда утверждения (или отрицания), содержащиеся в выводе, будут соответствовать действительности. Соответствие утверждений (или отрицаний), содержащихся в высказывании, действительности (или ее принятой идеальной модели) называют истинностью высказывания, а противоположное отношение – ложностью высказывания. Значит, выводимость определяется прежде всего отношением оснований к выводам (посылок к заключениям) с точки зрения истинности. Если истинность или ложность некоторого высказывания р полностью определяется истинностью или ложностью определенных других высказываний q, г..., то это высказывание р находится в отношении выводимости к высказываниям q, г... Истинность исходных высказываний может устанавливаться из опыта (эмпирический путь), выводиться из других высказываний (теоретический путь), приниматься на веру (догматический путь) или подсказываться чувством достоверности, очевидности (интуитивный путь). Но, коль скоро истинность этих исходных высказываний тем или иным путем установлена, вывод может осуществляться, уже исходя только из формы и связей самих высказываний. Возьмем для примера известный почтенный многовековой древности грустный силлогизм о неком Кае: Все люди смертны. Кай – человек._ Следовательно, Кай смертен. Здесь выводимость печального заключения «Кай смертен» определяется только по формальным признакам исходных высказываний и их отношениям друг к другу. Для рассматриваемого случая эти отношения уже две тысячи лет тому назад определил древнегреческий философ Аристотель. Вот они: 801 26 Нак. 2143 Все Af (человеки) – Р (смертны). 5 (Кай) – М (человек). 5 (Кай) – Р (смертен). Выводимость утверждения S – Р (Кай смертен) из посылок определяется формальным правилом, закрепленным в фигуре этого силлогизма. Причем, здесь совершенно неважно, о Кае и смертности людей идет речь, или о чем‑нибудь ином. Если посылки истинны, то и заключение будет истинно, и обратно. Значит, везде, где будут иметь место такая структура и такое отношение высказываний, можно высказать заключение со структурой S – Р. Это заключение будет находиться к посылкам в отношении выводимости, так как строго определена зависимость его истинности или ложности от истинности или ложности посылок. Например, для приведенного нами типа вывода – силлогизма – каждая из двух посылок может выражать суждение общее или частное, утвердительное или отрицательное. То же относится к заключению. Формальная логика показала, что из всех возможных здесь 256 вариаций только 19 дают отношение выводимости и определила их структуры (так называемые модусы силлогизма). Таким образом, новые знания получаются не путем оперирования над вещами или их представлениями, а путем оперирования высказываниями по определенным правилам. Правила такого оперирования высказываниями и их преобразований, с помощью которых образуются новые высказывания, находящиеся к исходным в отношении выводимости, изучает логика. В рассмотренном случае эти правила основываются на определенных отношениях между классами объектов и признаками объектов (утверждение или отрицание определенных признаков у всех или некоторых объектов определенного класса). Признаки, приписываемые в суждении определенным классам и объектам, называют в логике предикатами. Следовательно, в силлогистических умозаключениях мы имеем один из случаев логики предикатов. Силлогистическое умозаключение – не единственный способ образования выводных отношений высказываний. Другой важный способ установления таких отношений – это образование сложных высказываний с помощью логических связок или операторов. В частности, перечисленные нами выше пять логических связок можно определить через зависимость истинности сложных высказываний, образуемых с помощью этих связок, от истинности или ложности исходных высказываний. Например, оператор «И» можно определить так: 1) Если исходные высказывания истинны, то и образованное из них с помощью связки «И» высказывание тоже истинно. (Пример: если высказывание «4 – четное число» – истинно, «8 – четное число» – истинно, то «4 и 8 четные числа», тоже истинно.) 2) Если любое (любые) из исходных высказываний ложно, то и сложное высказывание, образованное из них с помощью связки «И», ложно. (Пример. Высказывание «люди – существа разумные и бессмертные» – в целом ложно. Потому что высказывание «люди – существа бессмертные» – ложно.) 3) Если оба (все) исходные высказывания ложны, то и составное (сложное) высказывание ложно. (Пример: высказывание «сознание первично и творит действительность» ложно, ибо оба составляющих его высказывания ложны.) Сокращенно все перечисленные правила можно записать в следующей таблице или матрице истинности (р, q означает любые высказывания, И – истинность, Л – ложность, Щ – конъюнкцию). Нетрудно увидеть, что эта таблица исчерпывающе и абсолютно четко определяет значение оператора (т.е. связки «И»). Во‑первых, она однозначно устанавливает качество «истинность» или «ложность» составного высказывания при любых возможных сочетаниях истинности или ложности двух исходных высказываний. Во‑вторых, она позволяет определять качество составного высказывания при любом числе исходных (лишь бы известна была истинность или ложность каждого). Исходные выс каэы‑вання | «о а 3Н мО <и 3 кЯ 3 * й О к у в | ||||||||
Р | я | рАЯ | |||||||
И | И | И | |||||||
Л | И | Л | |||||||
и | л | Л | |||||||
л | л | л | |||||||
Например, пусть дана цепочка конъюнкций из 3‑х высказываний pAqAr со значениями истинности соответственно И ИЛ, Тогда первая часть этого сложного высказывания pAq будет истинна (по таблице конъюнкций ИИ дает И). Последняя же часть ложна (по таблице сочетаний ИЛ дает Л), Значит, все высказывание в целом будет ложно. Такие же определения с помощью матриц истинности можно построить и для остальных операторов. р | я | РАЯ | Р^Я | Р~Я | р | я | |||
и | и | и | и | и | Л | Л | |||
л | и | и | и | л | и | л | |||
и | л | и | Л | Л | Л | и | |||
л | л | л | и | и | и | и |
[1] Любую возможную цепочку языковых знаков называют в лингвистике кортежем. Такие кортежи, которые в целом имеют смысл, называют отмеченными.
[2] Кстати, в некоторых индо‑европейских языках оно уже отмерло, как в английском. Да и в русском начинает расшатываться. Например, «врач» и он и она и т.п.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 272; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!