Тайна черного ящика

Во времена расцвета бихевиористских исследований «черный ящик» стал символом научного редукционизма. Метод редукции долгое время считался приоритетным направлением научного анализа. По своему назначению, научный анализ редуцирует явления к их составным элементам и изучает то, что остается от первоначальной целостности их свойств. Эту особенность познавательного процесса очень хорошо выразил В.И. Ленин в своей реплике на гегелевскую характеристику мышления: «Мы не можем представить, выразить, смерить, изобразить движения, не прервав непрерывного, не упростив, не угрубив, не разделив, не омертвив живого». Если следовать принципам научной редукции и исключить из сферы познания все метафизические представления из мира души, то окажется, что человек может быть уподоблен машине, управляемой различными внутренними и внешними воздействиями. В данном случае мы имеем определенные воздействия на входе, предшествующие определенным реакциям на выходе, между которыми располагается «черный ящик», выступающий рабочим символом таинства существования души.

Редукционистский подход к устройству психики в общих чертах напоминает инженерный анализ технических систем. Если смотреть на человеческую личность технически, то можно разобрать ее на части, и посмотреть, как она работает. В настоящее время созданы все предпосылки для этой операции. Психологическая наука движется в ногу со временем и равняется на достижения технических наук. Технические модели связи сделались пригодными для объяснения многих психических явлений. Новейшие технические изобретения все чаще наводят ученых на аналогии с душевной жизнью людей. Проблема «человек и техника» – одна из основных проблем современной науки. Ее решение предполагает совместную работу инженеров, математиков, психологов, физиологов и представителей многих других научных дисциплин, ибо по существу своему эта проблема требует комплексного изучения. На стыках этих дисциплин в последнее время сформировался ряд новых научных направлений, изучающих разные аспекты этой сложной проблемы. Одним из самых перспективных среди них является инженерная психология.

Инженерная психология изучает законы психических механизмов. Она рассматривает человека с точки зрения технических характеристик его психической деятельности. Представители этой науки занимаются разработками психологических проблем современного «индустриального» человека на основе технических моделей, хорошо знакомых инженерам. Инженерные психологи наблюдают за функционированием психических механизмов и выявляют закономерности в поведении людей, которые могут быть поставлены в аналогию с теми или иными машинными функциями. Предпосылки инженерной психологии формировались в ходе развития не только психологических, но также и технических наук. В этой связи, прежде всего, нужно упомянуть электротехнику, радиоэлектронику, телемеханику, теорию автоматического регулирования, теорию надежности. Инженерная психология обязана им постановкой вопросов, формированием некоторых понятий и разработкой методов исследования. Связь между психологией и техникой взаимная. С одной стороны, психологическая теория проверяется в процессе конструирования и эксплуатации новых машин. С другой – прогресс в изучении психических явлений открывает новые возможности для решения технических задач.

Бесспорно, что процессы, протекающие в технических устройствах, качественно отличаются от психических процессов, свойственных человеку. И, тем не менее, современная наука находит много аналогий между человеком и машиной. Более того, жизнь требует создания таких концепций, которые позволили бы рассматривать человека и машину с единой позиции. Инженерная психология старается обнаружить и подчеркнуть их сходства, так сказать, общие принципы функционирования. Имеются попытки полностью «уложить» психическую деятельность человека в схемы, разработанные науками, изучающими машины. Те или иные особенности поведения человека пытаются объяснить принципами работы механизмов. Описываются запчасти машин, аналогичные органам и функциям человеческого мозга. При описании характеристик человека психологи часто заимствуют терминологию из радиотехники, электроники и т.п. Человек в некоторых случаях рассматривается как «частотный фильтр», как «линейный низкочастотный усилитель», «радиорелейная станция». На первый план выходят такие психологические характеристики человеческого фактора, как адаптивность, операциональность, быстродействие, высокая пропускная способность, надежность, стрессоустойчивость.

Понятия из области радиотехники стали удачными метафорами для многих психических явлений. Аналогии между нервной системой и радиотехникой не случайны. Головной мозг – это узел связи биологического объекта со средой обитания в физическом мире. Его деятельность сродни работе радиолокационного оборудования. Каждая макро- и микрозона мозга может рассматриваться как колебательный контур или фрагмент приемо-передающей антенны. Советским ученым удалось установить, что мозг в чем-то подобен электрической цепи из активного сопротивления, соединенного параллельно с конденсатором. Но мозг еще генерирует электрические колебания, значит, он аналогичен электронному генератору типа сопротивление-емкость. Такие генераторы хорошо известны радиоинженерам. Детали периферической нервной системы по своему функциональному назначению также принципиально не отличаются от деталей известных в радиотехнике приборов. В ней можно обнаружить стандартные элементы радиоэлектронной аппаратуры – резисторы, конденсаторы катушек индуктивности, высокочастотные контуры трансформаторов, а также некоторые элементы высокочастотных трактов дециметрового и сантиметрового диапазонов.

Исследователь «биологической радиосвязи» Бернард Кажинский часто упоминает о наличии в клетках и органах образований, тождественных элементам радиосхемы. Когда они находятся в поле изменяющихся электрических потенциалов, в них должны протекать процессы, подобные тем, которые имеют место в радиопередаточных и приемных устройствах, – изменения емкости и индукции, а также генерация радиоволн. Работы Кажинского не единственные в своем роде. Одновременно с ним над проблемами связи в нервной системе работали многие ученые-естествоиспытатели. Среди этих работ можно упомянуть «Телефонические исследования над электрическими явлениями в мышцах и нервах» Введенского, «Телепсихические явления и мозговые радиации» Петровского, «К вопросу об электромагнитной радиации человека» Гурнштейна. Безусловно, каждая новая область научных знаний часто становится предметом сомнительных гипотез и фальсификаций. В книге «Биологическая радиосвязь» Кажинский недвусмысленно говорит о существовании телепатии. Но даже если подобные гипотезы – выдумки, все равно их можно назвать реальными. Ведь многие ученые в СССР доказывают, что мысль – материальна. Они уже получили много экспериментальных подтверждений этой гипотезы. Но это тема для отдельного разговора.

Почему ученые так часто приводят сравнения с радио, телефоном, электрическими приборами? Дело в том, что центральная и периферическая нервная система непрерывно генерирует электричество. Мозг и мускулатура постоянно посылают электрические импульсы, которые фактически являются радиопрограммой человеческого тела. Но значит ли это, что удивительный по своей сложности орган человеческого мозга устроен наподобие обыкновенного радиоприемника? Конечно, такие упрощенные представления были допустимы только на начальных этапах научно-технического развития. И.П. Павлов со свойственной ему четкостью охарактеризовал зависимость наших объяснений от общего уровня науки. Он писал: «…все наши классификации, все наши законы всегда более или менее условны и имеют значение только для данного времени, в условиях данной методики, в пределах наличного материала». Сегодня темпы научно-технического прогресса толкнули инженерную мысль далеко вперед. Радио стало основой электроники, которая позволила создать электронные часы и калькуляторы, локаторы и радиоуправляемые устройства, автоматическую технологию и вычислительную технику. Изобретение Павлова и Маркони послужило первым звеном в ряду изобретений, создавших облик современной технологии.

На протяжении эволюции средств связи, модели мозга изменялись наряду с их техническими аналогами. По мере того, как технические разработки все большее внимание отводили процессам управления, последнее приобретало все возрастающее значение и для психологической науки. Бихевиорист Э. Толмэн выразил эту тенденцию следующими словами: «Мозг гораздо более похож на контрольный пункт управления, чем на старомодную телефонную станцию». Инженерная мысль установила, что нервная система – это частный случай управляющих систем. Она занимает ведущую роль в управлении и регулировании, и может осуществлять координацию деятельности всего организма, обеспечивая динамическое равновесие с внешней средой. В нервной системе существует множество механизмов, действующих по принципу автоматической регуляции. Чем глубже мы проникаем в тайны мозга, тем больше он напоминает нам автоматически регулирующее устройство. Как отмечает Д. Вулридж в своей работе «Механизмы мозга», «изучение электрической активности мозга показало, что психическая деятельность, возможно, связана с электрическими процессами, аналогичными тем, которые лежат в основе автоматических управляющих функций».

С технической точки зрения, управление определяет целесообразность поведения системы. И это, разумеется, зависит от обрабатываемой в системе информации. Системы управления, в которых обработка информации носит циклический характер, называются автоматическими (САУ). Любая система автоматического управления состоит из двух основных подсистем: управляемого объекта и самой системы управления. Система управления вырабатывает команды, поступающие на объект и вызывающие его переход в требуемое состояние. Связь «система управления – объект» называют прямой связью. Кроме нее, может иметь место обратная связь, то есть поток информации от объекта к системе управления. Обратная связь обеспечивает контроль состояния объекта и позволяет оценить эффективность команды управления. Принцип обратной связи, играющий большую роль в процессах управления в биологии и технике, заключается в том, что система управления непрерывно контролирует объект и вырабатывает команды управления в соответствии с информацией о состоянии объекта и заданной целью управления. Другими словами, это означает, что система управления, работающая в соответствии с принципом обратной связи, является замкнутой.

Системы управления, обеспечивающие постоянство состояния объекта, называются автоматическими регуляторами. Работу таких систем изучает теория автоматического регулирования. Под регулированием при этом понимается автоматическое поддержание какого-либо параметра на заданном уровне, несмотря на наличие возмущающих воздействий, которые изменяют значение этого параметра. Идея, лежащая в основе любого автоматического регулятора, довольно проста: измеряется значение регулируемого параметра и вычисляется разность между измеренным и заданным значением регулируемого параметра; если эта разность – отклонение регулируемого параметра от нормы – отлична от нуля, то система регулирования воздействует на объект регулирования таким образом, чтобы отклонение было равно нулю. Изложенная идея и представляет собой реализацию принципа обратной связи.

В ходе инженерно психологических исследований было выявлено, что обратная связь – это основной механизм управления нервной системой. Это открытие заставило пересмотреть классическое Павловское представление о логике нервной системы как логике механизма, подчиняющейся принципам линейной причинности. С введением понятия обратной связи логика нервной системы приобретает циклический, кольцевой характер. Для описания этой «кольцевой логики» был использован образ петли, а в качестве модели ее технической реализации – устройство, называемое «сервомеханизмом». Сервомеханизм – это саморегулирующаяся система с заранее заданным результатом. Примером таких саморегулирующихся систем с обратной связью является термостат. Основным звеном в деятельности сервомеханизмов является процесс, удержание которого в определенных количественно-качественных рамках есть цель, которую ставит перед собой создатель этих систем. В термостате таким процессом является температура, удерживаемая на каком-то точно определенном количественном диапазоне. В человеческом организме по этому принципу функционируют физиологические системы гомеостаза, такие как система регулирования температуры тела или система регулирования уровня сахара в крови.

Акцентируем внимание на сходствах и различиях в устройстве технических и органических саморегулирующихся систем. Техническая система относится к классу управляемых. Это означает, что она приводится в действие от внешнего управляющего воздействия и результат ее действия заранее известен. В технических саморегулирующихся системах взаимодействие с окружающей средой осуществляется за счет механизмов, входящих в конструкцию саморегулирующего аппарата. Здесь еще нет никакой степени свободы в работе органов саморегулирующейся системы, и отсюда возникает однозначность ее связей с окружающей средой. В живых системах взаимоотношения со средой становятся более свободными, и они проявляются в активном, самостоятельном воздействии организма на внешнюю среду. Благодаря развитой способности к обучению, живые организмы используют внешнюю среду, как канал обратной связи. Обратная связь обеспечивает целесообразность поведения организмов во внешней среде и выступает в качестве основного поведенческого регулятора, делающего возможным обучение и осуществление целей живой системы.

Первая самостоятельная попытка применить концепцию обратной связи к модели поведения живых организмов была предпринята американскими учеными Н. Винером, Д. Бигелоу и А. Розенблютом в совместной работе, озаглавленной «Поведение, цель и телеология». Данная проблематика имеет давнюю традицию в психологии поведения, которая была установлена Павловым в концепции «рефлекса цели» и раскрыта Толмэном в понятии «целенаправленное поведение животных и людей». Исследователи со времен Павлова стремились решить неизменно возникающий вопрос: как мозг реализует свои цели, и какие механизмы поддерживают цель до ее осуществления? Американским ученым удалось обнаружить, что поведение любой машины или организма, которое может быть названо «целенаправленным», характеризуется саморегулированием через обратную связь. Если цель должна быть достигнута, то в какой-то момент от нее необходимы сигналы обратной связи, чтобы направить поведение. Этот факт был проиллюстрирован на примере поведения животных (кошка преследует мышь) и человека (человек берет стакан со стола). Механизм, который обеспечивает достижение цели, в общих чертах таков. Реальная ситуация сравнивается с идеальной, и в результате вырабатываются нервные импульсы, которые сокращают мышцы таким образом, чтобы приблизить реальную ситуацию к идеальной. Этот цикл продолжается до тех пор, пока цель не будет достигнута.

Если механизм достижения цели в общих чертах казался ясным, то оставалось загадкой, как этот простой циклический процесс может объяснить сложное «опережающее отражение действительности», проявляющееся в социальном поведении человека, его грандиозных планах на будущее. Казалось, должен существовать некий особый «встроенный» тип внутреннего регулятора, закодированный в центральной нервной системе в импульсной форме. Об открытии такого регулятора сообщил отечественный физиолог Петр Кузьмич Анохин на конференции по инженерной психологии в июле 1955 года. В докладе Анохина впервые прозвучало непривычное для слушателей понятие – акцептор результата действия. Тогда же он дал и наиболее краткое определение акцептора результата действия. «Этим термином мы обозначили вполне реальный физиологический аппарат, выполняющий функцию оценки корой головного мозга результатов любого приспособительного действия целого животного».Акцептор результата действия по Анохину представляет собой модель будущих результатов, распространяющуюся в форме циклических возбуждений в масштабе целой коры. В физиологической архитектонике акцептора результата действия существует исходный эталон результата действия, который предполагает четкую фиксацию параметров результата. Данный аппарат позволяет не только прогнозировать признаки необходимого в данный момент результата, но и сличать их с параметрами реального результата, информация о которых приходит к нему по каналам обратной связи.

Как удалось выяснить в ходе последующих наблюдений, акцептор результата действия является прототипом большинства известных нам психологических регуляторов, которые создаются на основе этого физиологического аппарата. Изучение конструкции этих регуляторов на базе инженерной психологии позволяет утверждать, что их структурная схема может быть введена в эксплуатацию в качестве рабочей модели поведения, формирующегося в процессе социального обусловливания. В составе этой структурной схемы имеются функциональные блоки, идентичные элементам типичной сервосистемы, куда обычно входит объект регулирования, измерительное устройство, сравнивающее устройство, регулирующее устройство. По этой схеме функционируют такие общезначимые механизмы психологической саморегуляции как самооценка, самоотчет, самоконтроль, самопоощрение, самоанализ и т.п. Напомним, что, несмотря на свою психологическую природу, такие регуляторы целиком принадлежат к области автоматики. Даже наиболее сложные из них, первоначально действуя под контролем сознания, в результате длительной тренировки и многократного повторения становятся автоматичными, приобретают бессознательный характер. «Очевидно, в процессе автоматизации дело идет к тому, чтобы как можно меньше включать сознание» – делает резонное заключение в своей статье, посвященной принципиальным вопросам общей теории функциональных систем, П.К. Анохин.

Данные особенности внутренних регуляторов играют немаловажную роль в регулировании социального поведения, в процессе которого осуществляется взаимодействие людей, их совместная деятельность, складываются взаимоотношения, проходит процесс общения. Наиболее четко эта роль прослеживается в социальных организациях. Все организации используют разнообразные нормы: стандарты, модели, шаблоны, образцы, правила, императивы поведения, действий, отношений. Эти нормы регулируют, санкционируют, оценивают, принуждают, побуждают людей осуществлять те или иные действия в системе их взаимоотношений, в деятельности организации как целостного социального образования. В работе мозга мы видим те же самые шаблоны, эталоны, мерки, оценки, корректировки. Как уже должно быть ясно, эти эталоны служат для регулирования обратных связей в структуре социального поведения. После того как с помощью определенных сочетаний входных последовательностей (стимул – ответ – подкрепление) в нервной системе кодируется исходный эталон социального поведения, внутренний регулятор начинает оценивать свои сервопроцессы по шкале «эталон – норма – отклонение» и, в зависимости от показателей, корректировать собственные входы и выходы. По мнению некоторых специалистов-физиологов, этот процесс может быть полностью автоматизирован.

Рассмотрение общих принципов психической саморегуляции позволило приблизиться к формулированию специализированных типов регуляторных механизмов, отвечающих за обусловливание человеческого поведения. Руководствуясь вышеизложенными сведениями, выделим интересующие нас типы психологических регуляторов, в контуре которых содержится обратная связь. Попутно отметим, что функциональное подобие отдельных типов различным звеньям в структурной схеме автоматического регулятора подчеркивает системный характер саморегулирующихся процессов в устройстве человеческой психики. Количество выбранных нами типов также соответствует количеству этих звеньев – их всего четыре: «контролер», «компаратор», «компенсатор» и «селектор». При беглом знакомстве совокупность этих управляющих структур напоминает целый административный центр или орган государственного управления. Коннотации к названиям, которые мы присвоили этим управляющим структурам, только подтверждают высказанное предположение.

Контролер (наблюдатель) – это регулятор общего назначения, предназначенный для нужд личного самоконтроля. Благодаря относительной автономии в структуре личности, он выступает как вышепорядковый управляющий центр, воздействие которого на личность выражается в императивных высказываниях «так надо», «я так привык (ла)», «я так должен (на)». Действуя как собственный надзиратель, контролер мотивирует это требованиями объективной необходимости. Функция обратной связи используется в нем для поддержания постоянства условных рамок, обеспечивающих сервоконтроль поведения. В качестве последних могут выступать условные рамки приличия или индивидуальные ограничения, выражающие запрет на совершение определенных действий. Наличие контролера в структуре личности освобождает оператора от необходимости постоянно решать вопрос, правильно ли он поступает. Контролер принимает решения на основе ранее принятых решений, встроенных в него по «социальному заказу», «жизненному плану» или любой другой обучающей выборке. Данное устройство проводит наблюдение за целесообразностью поведения личности и корректирует отклонения от намеченных целей. Оно также может информировать об ошибках и предпринимать меры по их устранению. Как и всякая другая система обратной связи, контролер выполняет свою миссию автоматически на уровне подсознания.

Компаратор (оценщик) – это тип сравнивающего устройства, который может выступать одним из звеньев внутреннего регулятора общего назначения, а также может выполнять специализированную функцию социального оценивания. Оценочное поведение свойственно человеку в различных социальных ситуациях. Наблюдая действия компаратора в общественной жизни, легко предположить, что внутри человека заложен механизм сравнений и оценок. Этот механизм делает оценки окружающим людям и событиям, сопоставляя их с заложенными в нем мерками. Для получения мерок компаратор обладает схемой сбора информации, в которую попадают мнения для оценивания и параметры для сравнения. Работа этого регулятора тесно связана с функцией эмоционального подкрепления – вызовом эмоциональных реакций, равнозначных качеству произведенных оценок. Социальная функция оценивания относится преимущественно к результату действия. Подобно тому, как на школьных уроках результаты учеников оцениваются по пятибалльной шкале, социализированный мозг оказывается очень чувствительным к чужой эффективности. Основными социальными признаками, подлежащими оцениванию, являются статусно-ролевые характеристики личности, маркирующие эффективность ее функционирования в социальной системе.

Компенсатор (заместитель) – это тип защитного механизма, принятый на вооружение нервной системой для восстановления удовлетворительного состояния после внутренних рассогласований. Сама компенсация при этом может варьироваться от простого физиологического до сложного морального удовлетворения. На физиологическом уровне удовлетворение наступает как результат снижения потребности, на поведенческом уровне как следствие подкрепления, на логическом уровне как следствие согласования. Компенсатор ограждает мозг от логических противоречий, используя регуляторные механизмы самоподрепления. Самоподкрепление – это процесс, суть которого заключается в том, что компенсатор награждает оператора поощрениями всякий раз, когда тот достигает установленной им самим нормы поведения. Когда нарушаются внутренние нормы поведения, он задействует чувства самоосуждения и тревоги, которые не проходят окончательно до тех пор, пока не наступит самонаказание. Самонаказание избавляет от внутреннего дискомфорта и помогает вернуть одобрение других. Компенсатор стремится восполнить меру, устранив недостачу. Если у других оказывается больше одобряемых качеств, он пытается оправдать собственные недостатки или лишить одобрения других, оправдывая свое поведение требованием справедливости. Это поведение полностью укладывается в схему работы термостата, где поддержание процесса на заданном уровне является целью воздействия регулирующей системы на объект регулирования.

Селектор (избиратель)– это регулятор, который реагирует на социальные различия, вычисляет признаки отклоняющегося поведения и предпринимает меры по установлению равенства (инженер сказал бы – равновесия) в социальных отношениях. Его функция соответствует функции регулирующего устройства в структурной схеме автоматического регулятора. Поиск различий селектором напоминает работу двухпозиционного переключателя, который делает выбор одного из двух значений, например левое-правое или вкл-выкл. Пользуясь своей двоичной системой как классификационной матрицей, селектор разделяет окружающий мир на бинарные оппозиции, такие как «свой-чужой», «доминирующий-подчиненный», «дозволенный-недозволенный» и распределяет людей по их принадлежности к этим категориям. Этот аппарат отделяет то, что «дозволено» от того, что «недозволенно», избирательно реагируя на сообщения, связанные с моральными запретами, и блокируя нежелательные реакции на выходе. Он регулирует поведение с помощью управляющих сигналов типа «будь как все», «не выделяйся», «равняйся на другого» и т.п. Данная управляющая система использует чувство социальной ответственности как функцию обратной связи. Неприятие чужого и верность сложившимся убеждениям подкрепляется отрицательной обратной связью при каждом новом включении селектора. О частом применении этого аппарата должен свидетельствовать особый технически-индикаторный стиль мышления.

Этот стандартный набор регуляторов при соблюдении правил нормативного регулирования и надлежащих условиях эксплуатации может обеспечить комплексную автоматизацию психических процессов. Также допустимо проектирование на базе стандартных регуляторных механизмов высших нравственных регуляторов, если нет противопоказаний в эксплуатации или технических ограничений конструкции. Для рядового человека эти технические инструкции могут представлять определенную сложность. Сразу заметим, что вам нет необходимости вдаваться в детали саморегулирования, так как за вас уже все отрегулировали другие. Автоматические рычаги управления распределят ваши мысли по назначению и сами решат за вас порядок ваших действий. Если вам интересно узнать, как работают условные рамки, попробуйте проследить на себе и окружающих вас людях, каким образом регуляторные механизмы проявляют свое действие в форме немодулированных импульсов. Обращайте внимание на дискретные свойства высшей нервной деятельности. Срабатывание замыкательных процессов в нервной системе удостоверит вашу самотождественность принятым образцам нормативного саморегулирования.

В заключение попробуем проиллюстрировать психологический процесс, который происходит внутри нашего черного ящика, на примере следующей схемы. Под давлением внешних обстоятельств создается напряжение, которое подается на вход внутреннего регулятора и включает «мысленный зажим», происходит коммутация внутренних узлов. На инженерных схемах эти узлы расположены в виде отдельных блоков. Убедитесь в том, что «мысленный зажим» зафиксирован в рабочем положении. Если на схеме все кажется безупречным, то в действительности запчасти разделенного сознания не всегда работают слаженно: между психологическими блоками постоянно возникает и накапливается сопротивление, и требуются специальные буферы в виде защитных механизмов, чтобы сохранить общий баланс. Радиоинженеры используют для этих целей разные детали – инверторы, стабилизаторы напряжения, преобразователи напряжения и прочее. Применение буферов считается общепризнанным, но оно не позволяет избежать отрицательных эмоций, которые возникают вследствие столкновения ощущений с условными рамками.

Если психологический блок установлен правильно, то напряжение в мышечной системе возрастает пропорционально сопротивлению ума. В том случае, если сопротивление сопровождается чрезмерным дискомфортом или тревожностью, подключается процесс снижения напряжения, который будет гасить все разумные аргументы. Смоделировать процесс можно на переключающихся элементах, на транзисторах, на туннельных диодах. Далее происходит интенсивный процесс фильтрации, поток сознания обрабатывается психологическими фильтрами. Назначение фильтров связано не только с выделением полезной информации, но и с блокированием той информации, которая не соответствует заготовленной схеме. Настроить фильтр следует таким образом, чтобы адекватно реагировать только на предусмотренные комбинации, пренебрегая всеми прочими как шумом. Если определенные таким образом динамические характеристики не отвечают поставленным требованиям, можно обратиться к тем или иным методам и средствам их улучшения. К ним относятся схемы компенсации и дополнительные контуры обратной связи.