Процесс сличения: интерференция vs. резонанс

Обычно предполагается: любой стимул, воспринятый субъектом, сопоставляется с хранящимися в памяти эталонами. Правда, сразу же возникает проблема: как субъекту удается из почти бесконечного числа эталонов практически мгновенно найти тот, который соответствует поступившему стимулу. Типичный подход к решению данной проблемы, восходящий еще к А. А. Ухтомскому и К. Дункеру, опирается на аналогию с физическим явлением резонанса. Для реализации этой аналогии Ю. Г. Кратин даже выдвигает гипотезу о существовании в центральной нервной системе эталонов как "истинных колебательных процессов", сохраняющихся некоторое время "в контуре циклической системы нейронов". И не так уж важно, что никто ясно не описал механизм отклика эталона на стимул по принципу резонанса. Гораздо важнее внутреннее убеждение физиологов и психологов, что указанная проблема имеет принципиальное решение, согласующееся с законами физики, а потому ей можно не уделять много внимания.

Но все же опасно проводить аналогию с резонансом, развивая ее столь далеко, чтобы соотносить его с какими-либо реальными колебательными процессами. Резонанс как физическое явление возникает тогда, когда колебания совпадают и по частоте, и по фазе. (Кстати, на совпадение по фазе должно влиять время поступления стимула, хотя и логически, и эмпирически такое влияние на результат сличения стимула с эталоном весьма сомнительно.) Амплитуда колебаний чистого резонанса равна бесконечности, а следовательно, фиксация полного совпадения стимула с эталоном принципиально невозможна, так как в реальности резонанс просто не достижим. Это значит, что представление о резонансе ничего не дает для понимания процесса сличения, ибо принятие решения о совпадении по существу не может быть связано с резонансом. Впрочем, поклонники резонансной аналогии не обсуждали подобные вопросы: мол, зачем подробно рассматривать мелкие технические детали механизма, о котором и так мало что известно? И думается, не увидели за деревьями леса.

Сличение по принципу резонанса не предполагает ни независимой проверки результата, ни гибких, самостоятельно формируемых критериев соответствия. Идея поиска проста: выберем из имеющихся эталонов тот, который в наибольшей степени "резонирует" в ответ на поступивший стимул и тем самым оказывается ("резонансная настройка") в максимально возбужденном состоянии. Известно, что точность различения улучшается с опытом. Это значит, по мнению любителей резонансной аналогии, что "кривая резонансной настройки" обостряется в процессе тренировки. Можно допустить, что "максимально возбужденный" эталон должен быть в наибольшей степени похож на стимул. Но как узнать, действительно ли он соответствует стимулу? Как определить границу между сходством и тождественностью? Как установить необходимую величину "обострения" кривой резонансной настройки? Как проверить правильность принятых решений?

Ни один эталон не может быть тождествен стимулу. Любое совпадение есть совпадение лишь с какой-то точностью. Акт сличения с гносеологической точки зрения – это всегда отождествление нетождественного. Таким образом, проблема сличения – это прежде всего проблема определения достаточной точности измерений. Если не накладывать никаких ограничений на познавательные возможности человека (что является следствием принятой идеализации), то не может быть никаких затруднений в том, чтобы из многих эталонов найти такой, который с точностью до заданных критериев соответствия был бы идентичен наличной информации. Логика психической деятельности в процессе сличения – это логика образования критериев соответствия. Эти критерии не могут быть предустановлены природой и жестко заданы. Они определяются теми когнитивными задачами, которые в данный момент стоят перед человеком, и должны конструироваться самим субъектом в результате психической деятельности. Тем самым результат сличения основывается на субъективном выборе, а потому должен независимо проверяться.

Несмотря на принятую идеализацию, очевидно, что все же существуют такие различия между стимулом и эталоном, которые человек не может зарегистрировать (обычно говорят: из-за генетически заложенных пределов способности к различению). Однако для принятия субъективного решения о результатах сличения нерегистрируемые различия не играют никакой роли, так как не являются субъективной реальностью. Субъект никаких границ не ощущает: коль скоро у него нет возможности соотнести имеющееся различие с каким-либо субъективным опытом, он его просто не воспринимает. Так, человек, глухой от рождения, никогда сам по себе не зарегистрирует свою глухоту, потому что он живет в беззвучном мире и не знает, что такое звуки. Границы собственных познавательных возможностей субъективно не установимы, поскольку не соотносимы ни с каким субъективно переживаемым опытом. Но это значит, что субъект не способен оценить, когда задача различения принципиально не разрешима. Попадание в эту гносеологическую ловушку может быть продемонстрировано в психофизических экспериментах: человек обладает способностью к различению даже полностью идентичных стимулов. И все же из этой ловушки есть выход. Достаточно предположить, что субъект сам устанавливает границу, по обе стороны от которой различие стимулов остается субъективной реальностью. Это значит, что субъект воспринимает то различие, которое лежит ниже установленной им же самим границы, но отбрасывает его как несущественное. Такое объективное снижение чувствительности имеет важное субъективное значение, ибо позволяет субъекту оценивать точность своего различения. Вполне возможно, что при некоторых особых условиях (их любят перечислять экстрасенсы) субъект способен отказаться от установленной границы, но за это он теряет способность критически относиться к своим сенсорным достижениям. Стоит отметить, что способность не различать различимое вряд ли имеет естественное объяснение в рамках подхода к сличению с позиции резонанса. Поэтому предлагается рассмотреть другой принцип работы механизма сличения – принцип интерференции. Интерференция как физическое явление регистрируется не только при наложении близких по частоте волн (временная интерференция), но и при наложении произвольных, например точечных, конфигураций (пространственная интерференция). Рассмотрим возникновение последней на простейшей модели.

Допустим, на большой чистый лист бумаги нанесено огромное число точек, а небольшой фрагмент полученной точечной конфигурации перенесен на кальку. Пусть теперь требуется найти тот участок большого листа (аналог эталона), который соответствует данному фрагменту (аналог стимула). Если лист очень большой, фрагмент маленький, а точек много (т.е. имеется большой набор эталонов), то решить эту задачу "на глаз" невозможно. Для решения надо наложить кальку на лист и последовательно ее перемещать. Когда изображение на кальке совмещено с совершенно другим участком листа, то точки на кальке и листе лишь случайно могут полностью или частично наложиться друг на друга. Но вот мы приблизились к нужному участку, причем настолько, что каждая точка изображения на кальке (стимул) частично накладывается на соответствующую самой себе точку на листе (на эталон). Это сразу создает видимую интерференционную картину: все точки одновременно утолщаются. Еще небольшое перемещение – изображение на кальке совпало как раз с тем участком листа, который, собственно, и был нанесен на кальку. Интерференционная картина полностью исчезла. Продолжение перемещения снова вызовет сначала максимальную величину интерференции, затем ее угашение с последующим случайным колебанием относительно некоторого стабильного уровня.

Механизм сличения по принципу интерференции обеспечивает обнаружение эталона, соответствующего данному стимулу, как такого фрагмента листа, при наложении на который величина интерференции минимальна (теоретический минимум равен нулю). Искомый минимум окружен двумя симметрично расположенными побочными максимумами, а следовательно, точка положения минимума величины интерференции может быть независимо определена как точка, лежащая строго посередине между двумя максимумами этой величины. Таким образом, принцип интерференции позволяет осуществлять независимую проверку результатов сличения.

Ни один принцип, положенный в основу механизма сличения, не позволяет сделать вывод о том, достаточно ли найденное соответствие между стимулом и эталоном для принятия решения об их тождественности, ибо результат сличения не может быть жестко предопределен этим соответствием. Тем не менее и в отношении проблемы достаточности принцип интерференции предпочтительнее принципа резонанса. Видоизменение интерференционной картины происходит только при смещении (модуляции) стимула и эталона друг относительно друга во времени или в пространстве. Регистрируя величину интерференции на каждом шаге модуляции, механизм сличения фиксирует максимумы и минимум этой величины. Точность окончательной оценки зависит от шага модуляции. Размер шага может считаться достаточным в том случае, когда его уменьшение не ведет к уменьшению рассогласования между результатами сличения, полученными двумя разными способами (т.е. совпадение точки минимума с половиной расстояния между максимумами величины интерференции).

Разумеется, предшествующие рассуждения не претендуют на большее, чем на формальную аналогию, и не ставят своей задачей описать работу механизма сличения. Однако представление об интерференции как о принципе сличения ведет к содержательным следствиям. Достаточно легко найти многочисленные косвенные подтверждения этого принципа в психофизике. (Только для примера: В. И. Медведев описал следующий феномен – точность воспроизведения эталонного стимула выше, если при повторном предъявлении варьировать этот стимул в пределах зоны неразличения, а не предъявлять постоянно один и тот же неизменный стимул.) Можно вывести и более неожиданные следствия. Так, оказывается, что для механизма сличения, работающего по принципу интерференции, полная идентичность стимула и эталона эквивалентна ситуации отсутствия стимуляции. Получение информации о совпадении стимула и эталона именно в момент их совпадения невозможно. (Сравните: как только нанесенное на прозрачную кальку изображение фрагмента листа накладывается строго на этот фрагмент листа, изображение на кальке исчезает, так как оно полностью сливается с изображением на листе.) Попробуем рассмотреть данное явление на несколько необычном для психофизики материале. Опишем эксперимент, показывающий, что результат выполнения инструкции исчезает из сознания при его совпадении (слиянии) с самой этой инструкцией.

Испытуемые (56 чел.) выполняли подряд серию перцептивных, мнемических, логических и шутливых задач. В одной из них испытуемым предлагалась несложная проблемная ситуация, которую, однако, не надо было решать, а требовалось "слово в слово воспроизвести данное задание". Самим заданием, таким образом, был как раз текст, взятый в кавычки. Все испытуемые, выполняя именно эту инструкцию, достаточно точно воспроизводили описание проблемной ситуации. Но лишь пятеро из них (видимо, они сумели придумать для себя дополнительную задачу, например: надо найти подвох) воспроизвели требование "воспроизведения этого задания". Но это еще не все. Последняя предъявленная задача звучала так: "Задание двадцать первое. Постарайтесь воспроизвести все двадцать одно задание, которые вам были даны". Испытуемые усердно выполняли последнее задание и воспроизвели в среднем 14 заданий. Но о самом задании воспроизвести все задания "вспомнили" лишь четверо испытуемых (1, с. 213-214). Итак, в ситуации, когда то, что заранее дано (в рассмотренном примере – инструкция), сливается с тем, что требуется найти, последнее исчезает из сознания, так как механизм сличения в этом случае не может обнаружить соответствие найденного с тем, что было дано.

Принцип интерференции предполагает: сигнал о совпадении стимула с эталоном получается только в процессе модуляции стимула, т.е. в ситуации заведомого искажения стимула. Стоит механизму сличения в точке адекватного соответствия стимула и эталона затребовать информацию об адекватности отражения, как неизбежно начинаются модуляции. Следовательно, когда субъект получает информацию об адекватности отражения, само отражение находится в зоне модуляции стимула где-то между двумя максимумами величины интерференции. Это соответствует высказанной выше гносеологической позиции – за право критически относиться к своим сенсорным достижениям субъект должен заплатить точностью различения. Можно сформулировать своеобразный принцип неопределенности (аналог принципа неопределенности в квантовой механике): в зоне соответствия стимула и эталона нельзя одновременно получить и точное соответствие, и оценку точности полученного соответствия. Иначе говоря, платой за точность отражения является субъективная неопределенность в оценке точности этого отражения. Момент получения информации о соответствии стимула эталону сопровождается одновременным ухудшением найденного соответствия.

Принцип неопределенности позволяет дать оригинальную интерпретацию некоторым до сих пор не слишком понятным эмпирическим явлениям. Прежде всего, непривычно трактуется проблема порогов чувствительности. Сегодня вряд ли кто связывает пороги чувствительности с разрешающей способностью сенсорной системы. Но что именно измеряется, когда измеряются пороги? Почему обнаруженные в психофизическом эксперименте пороги чувствительности зависят от процедуры измерения и от принятых испытуемым критериев оценки эффективности своей сенсорной деятельности? Психологи не совсем внятно отвечают на эти вопросы (или, по крайней мере, отвечают по-разному). В рамках рассматриваемого подхода естественно предположить, что обнаруживаемая в экспериментах пороговая зона и есть зона действия принципа неопределенности. Именно в этой зоне происходят модуляции стимула уже после нахождения эталона, соответствующего данному стимулу. Таким образом, вопреки обычной точки зрения, внутри этой зоны субъект способен точно отражать стимулы. Он не может другого – оценивать точность своих ощущений.

Такая интерпретация опирается на принцип активности сличения: механизм сличения постоянно проверяет правильность отражения любой входящей в психику информации и результатов ее переработки. Этот принцип кажется вполне целесообразным. Он говорит о том, что человек как познающая система постоянно контролирует ситуацию, в которой находится. Однако можно создать такие искусственные условия для механизма сличения, при которых использование данного принципа приведет в тупик. Само по себе это не должно вызывать ни изумления, ни сомнения в идеальности организации познавательной деятельности: никакая идеальная система не может быть приспособлена ко всем заведомо невероятным и нереальным ситуациям.

Почему, например, не поддающиеся модуляции стимулы (изображения, стабилизированные относительно сетчатки, и т.д.) перестают восприниматься субъектом? Раз механизм сличения должен постоянно сообщать субъекту о результатах своей работы, то для этого он должен постоянно модулировать (видоизменять) входные сенсорные сигналы. По-видимому, именно для этой цели существуют специальные способы, не позволяющие в естественных условиях длительно фиксировать один и тот же неизменный стимул: непроизвольные микро движения глаз, перемещение точек кожной чувствительности, тремор пальцев и кистей рук и т.д. Искусственная стабилизация стимула относительно органов чувств не позволяет проверять правильность соответствия данного стимула соотнесенному с ним эталону, так как не позволяет модулировать стимул. Казалось бы, поскольку сличение уже было ранее осуществлено, то незачем продолжать процесс сличения неизменного стимула и получать сигнал о соответствии этого стимула ранее уже выбранному эталону. Однако, согласно принципу активности сличения, это не так: любая входящая в психику информация, в том числе ранее уже адекватно отраженная, должна проверяться снова и снова. Если же проверка оказывается неосуществимой, то данная сенсорная информация уже не является, по определению, "входящей в психику", а следовательно, не может более восприниматься субъектом. Понятно, впрочем, что такое странное следствие принципа активности вызвано сугубо искусственным приемом, как бы нарочно предназначенным для запутывания механизма сличения.

Как известно, процесс познания насыщен логическими парадоксами. Поэтому неудивительно, что при желании можно еще и похлеще запутать механизм сличения. Представляется, что именно попадание субъекта в логически парадоксальную ситуацию приводит к возникновению феноменов психической интерференции.