Найти в Дзене
GigaScience

Как уместить мироздание в черепной коробке?

Существует такая дисциплина, как философия науки. Это область исследования, которая анализирует основания, структуру, методы и логические связи научного знания. Она задаётся вопросами о том, что такое наука, каковы её методы, как и почему она развивается. Философия науки исследует, как наука интерпретирует реальность и какие у неё для этого есть инструменты. Если говорить прямо и без реверансов, то по сути, любая философская концепция на тему той или иной науки является лишь выражением мироощущения того или иного исследователя. Представьте себе ученого, который всю свою жизнь изучает космос. Его голова "заполнена" звездами, галактиками и черными дырами. Но каким образом он воспринимает это все? Ведь каждый ученый, занимаясь своим делом, формирует собственное, уникальное видение мира, основанное на его знаниях и опыте. Здесь мы сталкиваемся с проблемой. Передний край таких наук, как фундаментальная физика, астрономия и математика, в реальности может оказаться за пределами возможностей ч

Существует такая дисциплина, как философия науки. Это область исследования, которая анализирует основания, структуру, методы и логические связи научного знания. Она задаётся вопросами о том, что такое наука, каковы её методы, как и почему она развивается. Философия науки исследует, как наука интерпретирует реальность и какие у неё для этого есть инструменты.

Если говорить прямо и без реверансов, то по сути, любая философская концепция на тему той или иной науки является лишь выражением мироощущения того или иного исследователя. Представьте себе ученого, который всю свою жизнь изучает космос. Его голова "заполнена" звездами, галактиками и черными дырами. Но каким образом он воспринимает это все? Ведь каждый ученый, занимаясь своим делом, формирует собственное, уникальное видение мира, основанное на его знаниях и опыте.

Примерно так ученые ломают голову над сложностью корпускулярно-волнового дуализма, по мнению нейросети.
Примерно так ученые ломают голову над сложностью корпускулярно-волнового дуализма, по мнению нейросети.

Здесь мы сталкиваемся с проблемой. Передний край таких наук, как фундаментальная физика, астрономия и математика, в реальности может оказаться за пределами возможностей человеческого разума. Как можно уместить в голове концепцию бесконечности? А что насчет корпускулярно-волнового дуализма, который говорит нам, что "элементарные единицы" мироздания могут быть одновременно и волнами, и частицами? И как можно принять тот факт, что ткань пространства Вселенной расширяется, хотя мы этого не чувствуем?

С нашей точки зрения, ответы на эти вопросы не стоит искать в индивидуальных ощущениях исследователей или в философских дебатах. Вероятно, стоит обратиться к когнитивным наукам, таким как нейробиология и психология, чтобы попытаться понять, как наш мозг воспринимает и обрабатывает такие сложные идеи.

Художникам, иллюстрирующим учебники по физике, сложнее всего. Как изобразить корпускулярно-волновой дуализм?
Художникам, иллюстрирующим учебники по физике, сложнее всего. Как изобразить корпускулярно-волновой дуализм?

Для начала, рассмотрим несколько важных проблем, которые являются преградой для осмысления человеком окружающей реальности:

  • Несовершенство языка. Естественные языки, которыми мы пользуемся каждый день, изначально не предназначены для описания сложных физических явлений. Они созданы для общения, для описания наблюдаемого макромира, наших чувств и мыслей. Когда мы пытаемся описать квантовые явления или особенности теории относительности, мы сталкиваемся с проблемой: слова, которые мы используем, зачастую не способны передать всю глубину, сложность и суть этих явлений. Это создает внутренний диссонанс, когда наш опыт использования языка в повседневной жизни сталкивается с его интерпретацией в рамках научных концепций.
  • Антропоцентричность мышления. С момента рождения человек привыкает оперировать понятиями и объектами, связанными с его повседневной реальностью. Для нас привычны и наглядны такие понятия как "верх", "низ", "быстро", "медленно", "горячо", "холодно". Однако когда речь идет о мире на уровне атомов или галактик, эти понятия становятся неуместными. Мы сталкиваемся с трудностью абстракции, когда пытаемся представить явления, которые не имеют прямых аналогий в нашем опыте.
  • Физические и биологические особенности работы мозга с информацией. Наш мозг — удивительное устройство, которое хранит и обрабатывает информацию не так, как мы воспроизводим это в искусственных объектах, будь то книга или вычислительная техника. В нем формируются стабильные нейронные связи, которые представляют собой наши представления и воспоминания. Эти связи, физические сцепки между нейронами, определяют наше знание и нашу интеллектуальную деятельность. Информация в нашем мозге - не просто набор битов или слов на странице, это физически осязаемая, живая, динамическая структура, которая не может по щелчку пальцев "перезаписать данные", или сопоставить биты информации между собой. Для этого требуется время и ряд определенных биологических процессов.
Образование нейронных связей под микроскопом. (GIF)
Образование нейронных связей под микроскопом. (GIF)

Какое следствие имеют обозначенные проблемы в контексте нашей способности к изучению мира? Ведь многие из нас привыкли считать, что стремление к пониманию — это главная задача нашего мозга. Но что мы подразумеваем под этим?

Современные когнитивные науки приходят к выводам, что эволюционно наш мозг предназначен для адаптации нашего поведения к динамичным условиям окружающей среды. В этом контексте, понимание выступает как инструмент, который позволяет нам быстрее и эффективнее реагировать на вызовы внешнего мира. Как только мы "понимаем" что-то, мы чувствуем уверенность и готовы действовать. Но по этой же причине, потребность в понимании связана с достижением той точки, когда человек больше не чувствует необходимости углубляться в стоящую перед ним проблему.

Такое стремление к пониманию может быть интерпретировано как желание достичь состояния покоя. Мы хотим достичь момента, когда сможем сказать: "Все, я понял, теперь мне не нужно больше предпринимать усилий по этому вопросу".

Этот феномен работы мозга также связан с понятием когнитивной экономии, когда наш мозг стремится минимизировать усилия и выбирать наиболее эффективные пути обработки информации.

"Искусственный интеллект" рисует, как он будет изучать мир.
"Искусственный интеллект" рисует, как он будет изучать мир.

Такое положение дел - это базовое свойство нашего биологического вида, и не является фундаментальным способом "познания истины", который должен быть присущ любому существу или электронному устройству.

Для примера, представьте искусственный интеллект, который "просто изучает мир" без каких-либо практических целей. Для него нет необходимости в достижении "точки понимания", потому что он не стремится к действию или реакции. Вместо этого, он будет анализировать и интерпретировать информацию, рассчитывая вероятности того, насколько каждая концепция или теория соответствует действительному положению дел. Машинный интеллект, не имея эмоций и инстинктов, не будет стремиться к абсолютной истине, потому что для него не существует связи между знанием и действием. Ему не нужна решительность для своей активности, поэтому и потребности в законченной и непротиворечивой картине мира он не испытывает.

Таким образом, "понимание", каким мы его знаем, может быть специфичным для человеческой психики и нашей потребности адаптироваться к окружающему миру. В то время как другие "думающие" системы могут подойти к этому вопросу с другой стороны, не ища окончательного ответа, а анализируя бесконечные вариации и вероятности.

Наш паблик VK:

ВКонтакте | ВКонтакте

Но уместен ли этот подход только для роботов, или люди все же могут существовать в похожей парадигме? Когда речь заходит не об отдельных людях, а о социуме - по всей видимости, могут.

Так же, как искусственный интеллект, научное сообщество не стремится к "пониманию" в биологическом его смысле. Научные исследования — это коллективный процесс, в котором ученые со всего мира взаимодействуют, обсуждают, спорят и приходят к каким-либо выводам. Эти выводы, чаще всего, представляют собой модели или сценарии, которые описывают реальность с наибольшей точностью. Но важно понимать, что эти модели — это всего лишь инструменты, помогающие делать прогнозы и расчеты, а не абсолютная истина.

Научные конференции проводятся для презентации открытий и публичных дискуссий. На фото конференция Международного Астрономического Союза.
Научные конференции проводятся для презентации открытий и публичных дискуссий. На фото конференция Международного Астрономического Союза.

Одним из ярких маркеров сложности восприятия являются концепции квантовой механики. Знаменитый физик Ричард Фейнман даже говорил по этому поводу: "Я думаю, что можно смело утверждать, что никто не понимает квантовую механику". Это признание одного из величайших умов XX века указывает на глубокую проблему познания в науке. Некоторые концепции настолько контринтуитивны и сложны, что даже лучшие ученые испытывают трудности с их интерпретацией.

Такие сложности привели к созданию "упрощенных" философских концепций, таких как известная "Заткнись и считай". Этот принцип предлагает не пытаться "понять" сложные явления, а просто применять математические модели для предсказания результатов экспериментов.

"Заткнись и считай" — это философский подход в квантовой механике, призывающий принимать математические формулы и прогнозы без попыток "интуитивно понять" физическую реальность за ними.
Сегодня существует ряд проектов в области нейробиологии для того, чтобы понять, как же устроены связи нейронов в мозгу. Например - Human Brain Project координируемый Генри Маркрамом.
Сегодня существует ряд проектов в области нейробиологии для того, чтобы понять, как же устроены связи нейронов в мозгу. Например - Human Brain Project координируемый Генри Маркрамом.

Таким образом, наша биология и способность к пониманию имеют свои границы. Мы можем создавать модели, которые работают исключительно точно, мы можем строить технику, основанную на этих моделях, но "понимание" в привычном смысле этого слова может оставаться вне наших способностей.

Одновременно прекрасный и заезженный пример — работа GPS. Система глобального позиционирования основана на принципах теории относительности Эйнштейна. Без учета эффектов, предсказанных этой теорией, GPS не мог бы работать с такой высокой точностью. Но, несмотря на поразительную точность прогнозов теории относительности и ее практическое применение, многие физики признают, что по-настоящему осмыслить эту теорию невероятно сложно. И дело не только в сложности математики, но и в том, что некоторые из ее принципов, таких как относительность течения времени, противоречат нашему интуитивному пониманию мира.

Сверхточные часы на борту спутников GPS постоянно корректируют время с поправкой на Специальную Теорию Относительности.
Сверхточные часы на борту спутников GPS постоянно корректируют время с поправкой на Специальную Теорию Относительности.

Заканчивая наш разговор о формировании картины мироздания и человеческом стремлении к познанию, следует сказать, что наши рассуждения в этой статье могут выглядеть претенциозными. Но давайте взглянем на все, что было сказано, через призму той же самой концепции: мы не претендуем на абсолютную истину или окончательное "понимание" того, как функционирует научное сообщество, или какова природа знания. Наша цель скорее состоит в том, чтобы предложить свой взгляд на вопросы, которые иногда кажутся нам неразрешимыми.

  • Разумеется, в области когнитивных наук явление понимания объясняется не так вульгарно, как к этому подошли мы. Чаще, это феномен рассматривается как способность мозга к интеграции информации в свою структуру. Мозг постоянно соединяет разные фрагменты информации, создавая сеть ассоциаций и связей. Эта способность мозга "видеть" связи между различными кусочками паззла, представляет собой невероятно полезную, сложную и уникальную функцию, которая позволяет нам адаптироваться, учиться и развиваться.
Фраза "Чем больше я узнаю, тем больше осознаю, что я ничего не знаю." традиционно приписывается древнегреческому философу Сократу.
Фраза "Чем больше я узнаю, тем больше осознаю, что я ничего не знаю." традиционно приписывается древнегреческому философу Сократу.

Тем не менее, наша основная мысль заключается в том, что в стремлении к "полному познанию мира", мы должны быть осторожными. Нам не следует считать, что когда-то мы дойдем до конечной точки, где все станет ясным. Расхожая фраза "Чем больше я знаю, тем больше понимаю, что ничего не знаю" - давно стала нарицательной, и многие рассматривают ее как драматичное признание слабости и несовершенности нашего биологического компьютера. Однако, мы видим в этом напротив, оптимистичный девиз, гимн неутолимой жажде знания. Да, перед нами всегда будет лежать глубокая пропасть незнания, но это не причина для отчаяния. Эта пропасть напоминает нам о том, что наша человеческая, естественная и непринужденная задача - это бесконечное исследование, бесконечное стремление к "истине". Это то, что делает нас живыми, активными, ищущими и, в конечном итоге, человечными.

Просто необходимо помнить, что "понимание" — это не всегда самоцель. Иногда, когда мы сталкиваемся со сложными научными головоломками, важно признать свое несовершенство и продолжать исследование, идя дальше. Как говорилось в древних философских трактатах: "У воина нет цели, только путь". Поэтому, в следующий раз, когда вы столкнетесь с чем-то, что кажется вам недоступным, вспомните об этом и продолжайте свое путешествие в мире науки без страха перед неизвестным.

Даже такие простые концепции, как погода, сложны в понимании, когда речь заходит о космосе:
-9