Программирование мозга приносит успех! Как перепрограммировать ваши эмоции
Перепрограммировать мозг
Мозг – это единственный орган, который сам себя назвал.
Задумайтесь об этом ненадолго и поймете, что падаете в кроличью нору экзистенциального кризиса. Приносим извинения, что подтолкнули туда.
На протяжении веков ученые, философы и простые люди были буквально очарованы невообразимо сложным органом, который располагается между нашими ушами. Бесчисленные тома исписаны для объяснения и обсуждения сознания, механизма формирования воспоминаний, контроля над нашим телом и других вопросов.
Сегодня, имея доступ к постоянно совершенствующимся технологиям, мы каждый день изучаем новые вещи, позволяя нам экспериментировать и вознаграждать себя большим количеством знаний, чем когда-либо прежде. Одной из организаций, которая движется вперед в этом движении, является молодая российская компания «Интеллект и инновации», создавшая систему с необычным названием Rehabunculus. Здесь работают над применением нейросетей и виртуальной реальности в спортивных тренировках и реабилитационных процедурах, а также готовятся к разработке комплексов для обучения космонавтов. Неплохо для коллектива, который едва насчитывает 16 человек…
Ум и тело
Меня окружает четыре кирпичных стены без окон и дверей, в моих руках футуристичного вида пистолет, а впереди - мишень с силуэтом человека. Я вскидываю оружие и пытаюсь прицелиться в середину головы. Но стрелок из меня никудышный, рука дрожит, и пять-шесть выстрелов ложатся по самому краю цели. Я снимаю шлем виртуальной реальности и возвращаю его Александру Кащееву, техническому директору «Интеллекта и инноваций».
«Когда вы стреляете в реальном мире, у вас есть следящие движения, - поясняет Александр, - вы видите цель, мушку и точку, в которую вы целитесь на мишени. Наша система ждет момента, когда вы вот-вот ошибетесь - нейронная сеть предсказывает траекторию вашего движения. Благодаря виртуальной реальности мы можем показать эту ошибку на несколько кадров раньше и усилить её ещё больше. Для вас это будет выглядеть так, будто у вас рука поднялась не до конца или сильнее дрожит. Получив обратную связь раньше и в усиленной форме, ваш мозг быстрее реагирует на эти вводные и начинает корректировать моторную программу».
Это происходит несознательно: для мозга зрительное восприятие - это порядка 70% поступающей информации, и она всегда имеет решающее значение. Погрузившись в виртуальный мир, человек не чувствует дельты между реальностью и картинкой. Ему кажется, что руки находятся там, где он их видит. Специально созданный алгоритм подстраивает эту дельту, чтобы скорректировать движения.
Может ли нейросеть научить человека лучше попадать в мишень? Исследование, которое провели в «Интеллекте и инновациях», говорит, что да, может. В нем принимали участие шестьдесят человек, и те тридцать, что тренировалась под руководством искусственного интеллекта, улучшили свои показатели в среднем на 50%.
Нейросеть помогает восстановить нейроны
Применений такому изобретению может найтись огромное количество, ведь, по сути, созданная в «Интеллекте и инновациях» система способна «перепрограммировать мозг» человека и научить его любому моторному навыку. Одно из направлений, где искусственный интеллект сможет выступить в качестве персонального тренера, - это медицина. А точнее, реабилитация пациентов, перенесших инсульт.
Чтобы объяснить суть задачи, к беседе подключилась Ольга Попова, которая совмещает работу в «Интеллекте и инновациях» с должностью научного сотрудника отдела исследований мозга Научного центра неврологии.
«Инсульт - это острое нарушение мозгового кровообращения. При кровоизлиянии в мозг погибает определенное количество нейронов. Вокруг этой зоны есть зона нейронов, которые уходят в состояние стресса, они повреждены неокончательно. Зачастую это моторные зоны коры, то есть те, через которые мы управляем своими движениями. Если вовремя начать реабилитацию, то можно восстановить их функцию. Более того, выжившие нейроны могут брать на себя задачу погибших - это называется «нейропластичность». В рамках реабилитации можно полностью восстановить подвижность в конечностях вплоть до мелкой моторики», - рассказывает Ольга.
Одна из задач программы в том, чтобы поощрять правильное выполнение упражнений. Поскольку у пациентов не все мышцы работают одинаково, зачастую случается так, что человек начинает выполнять движения неверно, а затем навык закрепляется, и исправить его практически невозможно.
Традиционный метод реабилитации - это лечебная физкультура под руководством тренера, либо занятия на роботизированных механизмах, так называемых локоматах. Они по заданной программе помогают человеку двигать руками или ногами. Система Rehabunculus, разработанная в «Интеллекте и инновациях» обойдется значительно дешевле такого робота. Всё, что нужно, - это телевизор, ноутбук и жестовый контроллер Microsoft Kinect второго поколения.
Rehabunculus во многом напоминает игру для Xbox
и Kinect
: после предварительной калибровки и настройки пациент выполняет несложные упражнения вроде отбивания ракеткой летящих в его сторону мячей. Но это не просто игра: искусственный интеллект анализирует движения и подталкивает пациента к тому, чтобы постепенно расширять их диапазон. Подробнее о том, как это работает, рассказывает Егор Токунов - руководитель проекта и ответственный за развитие бизнеса.
«У инсультников есть такая проблема - когда они не видят результатов упражнений, мотивация падает. Поэтому мы используем нашу систему с предсказанием движений, но в другом направлении: она не ухудшает ошибку, а показывает человеку, проходящему реабилитацию, что у него выходит лучше, чем на самом деле. Он видит результаты, и это мотивирует продолжать тренировки».
«Сейчас мы пробуем разные методы - как улучшения, так и ухудшения этого восприятия. Наверное, в окончательной версии это будет гибридный подход, когда мы будем сначала показывать пациенту какую-то идеализированную картину, чтобы вовлечь его в процесс реабилитации, потом мы будем проходить перигей с нулевой дельтой, а потом перейдем к системе с усложнением, то есть начнем усугублять ошибку, заставляя пациента сильнее работать и восстанавливать поврежденные связи».
Сейчас Rehabunculus проходит апробацию на базе Научного центра неврологии РАН. С системой уже работает группа пациентов и врачей-реабилитологов.
Переход от тестирования к массовому применению произойдет с участием другой технологии Microsoft - облачной платформы Azure .
Сила облачных технологий
«Нейронная сеть для предсказания движений будет обсчитываться в облаке Azure. На основе анализа «почерка» пациента мы получаем выгружаемый модуль нейронной сети, которая потом дает прогнозы в режиме реального времени на локальном компьютере. Такая необходимость возникает из-за того, что система управления движением человека очень многоуровневая: по сути, мы делаем нейросеть, которая дублирует иерархию управления движениями того человека, с которым она работает.
«Чтобы сгенерировать выходную сеть, требуются огромные ресурсы, отсюда и потребность в облачных вычислениях. Мощности Azure сэкономят нам время и позволят пациентам начинать процедуры по восстановлению уже через десять минут после прохождения тестовых сессий. Плюс для нас это некоторая защита, поскольку позволит не отдавать конечному клиенту все наши алгоритмы. Ядро системы будет оставаться у нас».
Выход в открытый космос
По словам Егора Токунова, в будущем Rehabunculus сможет применяться гораздо шире - в самых разных послетравматических и послеоперационных программах реабилитации. Но уже сейчас системой интересуются совсем в другой сфере - космической.
Когда в РКК «Энергия» увидели по телевизору сюжет о работе компании со спортсменами, там заинтересовались и предложили нам подумать, как это применимо в плане подготовки космонавтов. С того момента началось сотрудничество, которое потом переросло в совместную поездку в NASA и подписание протокола о намерениях - о том, что потенциально мы будем нашу разработку продвигать и в NASA.
Речь идет о системе, которая поможет воссоздавать условия, близкие к тем, в которые космонавты попадают при выходе в скафандре в открытый космос.
«Там есть множество особенностей. На движения человека накладывается ограничение из-за того, что скафандр надувается изнутри: разница в давлении за пределами скафандра и внутри составляет 0,4 атмосферы и кинематика получается очень специфичной. Особенно это касается мелкой моторики и движения руки в перчатке».
Сейчас подобные тренировки имитируются в бассейнах или при помощи летающей лаборатории невесомости. Если задействовать разработки «Интеллекта и инноваций», то эти средства не понадобятся. Вместо них планируется использовать стенд «Селен», который имитирует невесомость на системе подвесов, и шлем виртуальной реальности.
«Первый этап исследований, который мы сейчас проводим, - это разработка алгоритма кинематики с учетом особенностей движения в скафандре. Мы вложим эти данные в нашу платформу, а также выясним, какие рутинные и нерутинные операции требуется совершать. Тогда мы сможем строить процесс тренировки космонавтов здесь, на Земле».
Стыковка «Федерации»
«Сейчас в России строится новый аппарат «Федерация». У него будет совершенно новая система ручной стыковки, и мы обсуждаем возможность применения нашей разработки для обучения работе с ней. По сути, это что-то вроде дополненной реальности: там не нужно полное погружение в виртуальный мир, а будут реальные органы управления, реальные дисплеи, реальные системы стыковки - с физикой, которая будет рассчитываться на основании данных двигателей корабля. Информация при этом отображается на мониторе, где человек будет видеть движение космического аппарата».
Бизнес и планы
«Интеллект и инновации» существует не только за счет инвестиций - как частных, так и предоставляемых фондами но и продаж своих решений. План руководителей компании - зарабатывать на продажах системы клиентам, но в случае с медициной это непросто.
«В России мы пока что не можем продавать Rehabunculus в медицинские стационары, поскольку у нас нет медицинского регистрационного удостоверения, - объясняет Егор Токунов. - Процесс его получения длительный и непрозрачный. Сейчас продавать мы можем только конечному пользователю, пациенту - как лечебную физкультуру, через инструкторов ЛФК».
«У нас уже есть положительные отзывы из Научного центра неврологии. В настоящий момент система установлена для апробации в нескольких реабилитационных центрах, имеются установки у частных клиентов для домашней лечебной физкультуры. Также мы разворачиваем эту систему для апробации в Первом МГМУ им. Сеченова, где она будет тестироваться полгода. В общем, мы готовим рынок к выходу этого продукта».
«Интеллект и и нновации» прошла отбор из двух сотен компаний со всего мира в финский акселератор Vertical.vc и с сентября начинает продвигать свои продукты в Европе. В компании также подумывают о выходе на рынок США. «Там клиентов очень много, и сейчас уже есть потенциальный интерес к нашей системе, - рассказывает Егор Токунов. - Там проще, поскольку наша система легко встраивается в другие телемедицинские комплексы. Это позволит нам донести нашу технологию до гораздо большего количества клиентов».
Помимо продаж Rehabunculus и выполнения контрактов по его внедрению, у «Интеллекта и инноваций» есть другой источник дохода - торговля вспомогательными решениями, которые были созданы в ходе разработки собственных систем. Это разного рода крепления, аккумуляторы, устройства для беспроводной связи и даже высокопроизводительные компьютеры, спроектированные специально для ношения в рюкзаке и работы от батареи.
«У нас такие вещи покупают парки виртуальной реальности и организаторы квестов», - рассказывает Максим Чижов, ответственный за маркетинг и продажи. На вопрос о том, в каких ещё областях могут пригодиться наработки «Интеллекта и инноваций», Егор также просит ответить Максима, рекомендуя его как специалиста по будущему.
«В основе нашей системы лежит ядро, которое может обучать человека любому двигательному навыку, в том числе и на предприятии, в промышленности. Или, например, в военной сфере: там нашу разработку можно использовать для обучения специалистов по тактическим и разным специализированным навыкам. В этой сфере есть большой спрос на такие решения».
Однако сам Егор считает, что обучение – это пока что слишком необычный и незрелый рынок: «Это голубой океан, который пока никто не осваивает и не занимается обучением с помощью технологических методов и искусственного интеллекта».
Какое бы направление развития не оказалось наиболее перспективным, в компании уверены, что не промахнутся: «Если есть сомнения, мы всегда берем и проверяем», - говорит Егор Токунов.
Оптимистичная нота. Если она не заставила вас забыть об экзистенциальном кризисе, то уже ничего не поможет.
Мечта любого хакера выйти из тени и взламывать реальность. Вы удивитесь, но такие хакеры существуют, причем практикуют они очень давно. Их цель добраться до мозга на подсознательном уровне и внедрить вредоносный код.
Мозг – это инструмент, с помощью которого человек обрабатывает потоки информации, полученные от органов чувств. Визуально человеческий мозг совсем не похож на компьютер. Мозг это орган, развившийся у человека в процессе естественной эволюции, а компьютер – машина созданная человеком, но всё же сходства у мозга и компьютера есть. Если не смотреть на внешнюю оболочку, а сравнивать их с точки зрения получения и обработки информации, то можно утверждать, что человек создавал компьютер по образу и подобию своего мозга, позаимствовав у природы лишь основные технические решения.
Компьютер можно взломать, а можно ли хакнуть мозг, заставив человека выполнять вирусный код? Оказывается можно! И сегодня я постараюсь вам это доказать.
Попробуем разобраться, что не так с мозгом…
Для наглядности давайте проведем аналогию между мозгом и компьютером:
у человека есть долгосрочная память и у компьютера есть постоянная память – жесткие диски;
у человека есть кратковременная и оперативная память и у компьютера есть временная память – она тоже называется оперативная;
у компьютера есть устройства ввода и вывода информации, которые он использует для обмена информацией с внешним миром и у человека есть аналогичные органы – глаза, уши, речевой аппарат
у компьютера есть программное обеспечение и у нашего мозга тоже есть аналог программного обеспечения, работающий на подсознательном уровне.
Можно предположить - мозг это самый мощный компьютер созданный природой.
Информационные потоки и каналы с внешним миром
Человек получает информацию из окружающей среды по доступным для него каналам связи с внешним миром: визуальный канал – наши глаза, аудиальный – наши уши и тактильный канал – это прикосновения. На самом деле таких каналов больше, но перечислены три основные канала. После получения вводной информации мозг обрабатывает полученные потоки данных, далее уже на подсознательном или сознательном уровне принимает решение, основываясь на обработанной информации. Если мозг определяет, что полученная информация будет использоваться в дальнейшем, то он сохраняет эти данные в долгосрочной памяти. Ненужную информацию мозг не сохраняет и избавляется от неё очень быстро от 40 секунд до нескольких дней. Так работает мозг на приём и обработку информации.
Компьютер работает аналогично человеческому мозгу. С помощью устройств ввода машина получает информацию по доступным для неё каналам связи: видео информацию – с камеры, аудио – с микрофона и других устройств ввода. Компьютерные сети являются универсальным каналом ввода-вывода информации. После получения информации в зависимости от цели и вида компьютер обрабатывает её с помощью программного обеспечения, результат работы может быть записан в постоянную память машины, остаться в оперативной памяти для дальнейшей обработки или может быть отправлен на устройства вывода информации.
Согласитесь, способы получения, обработки и хранения информации у машины и человеческого мозга очень похожи. Человек и машина получают информационные потоки через каналы связи с внешним миром.
А что будет с компьютером, если через канал связи вместе с нужной информацией подкинуть вредоносную программу? Произойдет атака на информационную систему и компьютер будет инфицирован. В дальнейшем, в зависимости от целей вредоносной программы, она может взять компьютер под полный контроль и заставить выполнять его те действия, которые захочет злоумышленник. Естественно, вредоносная программа – это софт, написанный злоумышленником на языке программирования.
Программирование подсознания
В отношении человеческого мозга действует точно такая же схема. Вместе с полезной информацией через каналы связи с внешним миром мозг может получить установки на выполнение каких либо действий на подсознательном уровне. Другими словами мозг получает заранее выверенный логический алгоритм и команду к выполнению. Любой из вас в дальнейшем может самостоятельно изучить эту тему, я же опишу в двух словах. В психологии есть такое понятие как НЛП - нейролингвистическое программирование - это набор техник и методик позволяющий контролировать человека на подсознательном уровне. По сути это гипноз и манипуляции с программами человеческого мозга, работающими на подсознательном уровне с помощью заранее заложенных логических алгоритмов и шаблонов. В аббревиатуре НЛП не зря присутствует слово программирование, так как это именно программирование человеческого мозга. Жертве вводят программу, созданную на логических цепочках, условиях и действиях, её полностью контролируют, но при этом она не догадывается, что происходит и желания злоумышленника принимает за свои собственные.
НЛП - это смесь гипноза и лингвистического программирования с помощью ключевых слов. Для того чтобы внедрить человеку вредоносную установку его вводят в состояние транса, в этом состоянии информация в обход сознания сразу воспринимается на подсознательном уровне. При этом жертва не осознает слова гипнотизера, для неё это фоновый шум, но мозг воспринимает все команды и установки. Таким образом, вирусная программа загружается на подсознательный уровень и может быть активирована в любой момент, по команде злоумышленника или при наступлении каких-либо условий, например, если жертва слышит кодовое слово.
Средства защиты
Для того чтобы инфицировать компьютер вредоносной программой необходимо отключить средства защиты, у человеческого мозга тоже существует универсальное средство защиты – это наше сознание. Сознание защищает наше подсознание. Пока сознание воспринимает информацию мы в состоянии отсеивать всё ненужное, и принимать решения самостоятельно, Вы же не будете выполнять просьбы и приказы незнакомых людей. Для того чтобы внедрить в подсознание вирусную программу, необходимо отключить сознание или внедрить её в обход сознания. Звучит глупо и смешно, но именно так и поступают опытные гипнотизеры, они просто отключат сознание жертвы. Это самый настоящий взлом мозга, очень жестким, но продуктивным способом.
DOS-атака
Все слышали такое словосочетание как DOS-атака. Это атака на вычислительную систему с целью довести её работоспособность до отказа. Другими словами злоумышленники загружают ресурсы компьютера на столько, что машина не в состоянии обрабатывать такой большой объем информации и начинает тормозить, пока совсем не зависнет. В интернете такие атаки, как правило, организуют на сайты с целью вывести ресурс из строя. Одному сайту одновременно посылают запросы десятки тысяч компьютеров, сервер не выдерживает нагрузки, зависает и сайт становится недоступен. Это происходит по причине того, что ресурсы машины ограничены, она может выполнять только определенное количество логических операций в секунду. Если максимальное количество операций превышено, то компьютер не справляется с нагрузкой и виснет.
Мозг работает точно так же, он тоже ограничен определенным числом операций в секунду и если это число будет превышено, то сознание отключается, человек зависает или входит в транс. В этот момент пока сознание отключено, злоумышленник может работать напрямую с подсознанием жертвы, внедряя вредоносные установки и команды.
DOS-атака на мозг или цыганский гипноз
Но как вообще возможно загрузить мозг человека на столько что он зависнет? Как оказалось, тут нет ничего сложного.
Мы воспринимаем информацию по каналам связи с внешним миром, если эти каналы будут перегружены информацией, то мозг может подвиснуть. Именно так и работает цыганский гипноз. Как правило, жертва после обработки таким гипнозом не помнит что с ней произошло, так как была дана установка «всё забыть». Первое что, происходит с жертвой после установления контакта - попытка чем-то завлечь. Далее начинается разговор, причем сразу несколько человек что-то пытаются доказать жертве, таким образом, забивается аудиальный канал. Перед глазами постоянное движение, жестикулируют, размахивая руками, ходят вокруг, пестрые одежды мелькают перед глазами, так забивают визуальный канал. Следующий этап заключительный, жертву начинают трогать руками, забивая тактильный канал. В результате таких манипуляций мозг не выдерживает нагрузки и сознание человека отключается, человек входит в транс, оставляя подсознание беззащитным. В этот момент можно дать человеку любую команду или загрузить заранее разработанный алгоритм команд.
Моментальный взлом подсознания
На самом деле, цыганский гипноз достаточно тяжело применить, так как для этого необходима группа обученных людей. Есть способ гораздо проще – опытный гипнотизер может ввести жертву в состояния транса буквально за секунду. Цель гипнотизера – отключить сознание, для этого можно физически воздействовать на мозг. Сильный щелчок пальцем по лбу жертвы приводит к микро сотрясению мозга, в этот момент сознание отключается и гипнотизер дает жертве команду.
Таким образом, можно хакнуть мозг любого человека и загрузить вредоносную программу. Конечно, это действует не со всеми, есть люди не подверженные гипнозу, но их немного.
Тебя тоже хакнули?
- Перевод
Простите, реформаторы образования – нам всё ещё нужны зубрёжка и повторение
Я была капризным ребёнком, росшим на лирической стороне жизни, и относилась к математике и науке так, будто они были симптомами чумы. И потому странно, что я превратилась в человека, ежедневно имеющего дела с тройными интегралами, преобразованиями Фурье и, жемчужиной математики – уравнением Эйлера. Сложно поверить, что из матофоба я превратилась в профессора прикладных наук.
Однажды один из моих учеников спросил, как мне это удалось – как я изменила свой мозг. Мне хотелось ответить – чёрт возьми, с трудом! Я всё-таки заваливала экзамены по математике и физике в начальной, средней и высшей школах. Я записалась в класс для отстающих по математике после того, как отслужила в армии, в 26 лет. На выставке примеров нейропластичности у взрослых я была бы первым экземпляром.
Изучение математики и точных наук во взрослом возрасте открыло мне дверь в технические науки. Но эти тяжёлые взрослые изменения в мозгу открыли мне взгляд изнутри на нейропластичность, связанную со взрослым обучением. К счастью, моя докторская по системному проектированию, во время которой я постигала точные науки, технологии, технические науки и математику (STEM – Science, Technology, Engineering, Math), и моё последующее исследование на тему человеческого мышления, помогло мне понять недавние прорывы в неврологии и когнитивной психологии, связанные с обучением.
В последовавшие за получением мною докторской степени годы через мой класс прошли тысячи студентов – выращенных в начальной и средней школе с верой в то, что понимание математики через активное обсуждение является талисманом обучения. Если вы можете объяснить, что вы выучили, другим – допустим, нарисовав картинку,- тогда вы, наверное, действительно это поняли.
Примером этой техники, «сфокусированной на понимании», и объектом подражания стала Япония. Но из обсуждения часто пропадает конец истории: в Японии также изобрели и метод обучения «Кумон», который основан на запоминании, повторении и зубрёжке для достижения школьником отличного владения материалом. Эту интенсивную программу послешкольного обучения предпочитают тысячи родителей в Японии и во всём мире, дополняя совместное обучение детей большим количеством практики, повторений, и с умом разработанной системой зубрёжки, с целью обеспечить им прекрасное владение материалом.
В США концентрация на понимании иногда заменяет, а не дополняет более старые методы обучения, которые, как подтверждают учёные, работают с естественными процессами мозга, изучающего такие сложные вещи, как математика и точные науки.
Последняя волна реформы обучения математике включает «Общее ядро» – попытку назначить жёсткие общие стандарты по всем США, хотя критики и говорят, что эти стандарты не соответствуют достижениям других, более продвинутых стран. Внешне у стандартов есть некая перспектива. Предполагается, что в математике ученики должны иметь равные возможности в концептуальном понимании, практических и процедурных навыках.
Дьявол, как обычно, в мелочах реализации. В сегодняшнем образовательном климате запоминание и повторение STEM-дисциплин, в отличие от изучения языка и музыки, часто расцениваются, как недостойные занятия, тратящие время учеников и учителей. Многие учителя давно считают, что понимание концепций в дисциплинах STEM имеет наивысший приоритет. Конечно, учителям легче вовлечь учеников в обсуждение математических тем (и этот процесс при правильном руководстве может сильно помочь в понимании задач), чем корпеть над выставлением отметок за домашние задания. В результате, хотя процедурные умения и свободное владение предметом должны преподаваться в тех же дозах, что и концептуальное понимание, часто этого не происходит.
Проблема с концентрацией только на понимании состоит в том, что ученики, постигающие математику и точные науки, часто могут нахвататься основных понятий о важной идее, но её понимание быстро ускользает без его закрепления через практику и повторение. Хуже того, ученикам часто кажется, что они понимают что-то, в то время, когда это не так. Такой подход часто может принести лишь иллюзию понимания. Как недавно сказал мне один из неуспевающих учеников, «Не пойму, почему я так плохо справился с заданием. Я ведь в классе всё понимал». Ему казалось, что он всё понял, и возможно, что так и было, но он не использовал понятое на практике, чтобы оно закрепилось в мозгу. Он не выработал процедурного владения или способности применять знания.
Между обучением спортивной дисциплине и обучением математике и точным наукам есть интересная связь. Когда вы учитесь наносить удар клюшкой для гольфа, вы доводите удар до совершенства при помощи практики в течение нескольких лет. Ваше тело знает, что нужно делать, просто когда вы подумаете об этом – вам не нужно вспоминать все компоненты сложного взмаха для удара по мячу.
Точно так же, когда вы понимаете, почему вы что-то делаете в математика, вам не нужно каждый раз объяснять себе одно и то же. Вам не нужно носить с собой 25 шариков, выкладывать их по 5 рядов в 5 столбцов на столе, чтобы убедиться, что 5 х 5 = 25. В какой-то момент вы просто это знаете. Вы запоминаете, что при умножении одинаковых чисел в разной степени вы можете просто складывать степени (10 4 x 10 5 = 10 9). Используя эту процедуру часто и в разных случаях, вы обнаружите, что вы понимаете, почему и как она работает. Лучшее понимание темы происходит из создания в мозгу осмысленного шаблона.
Я выучила всё это насчёт математики и насчёт самого процесса обучения не в классе, а по ходу течения моей жизни, как человек, в детстве читавший Мадлен Ленгль и Достоевского, изучавший языки в одном из ведущих мировых языковых институтов, а затем резко поменявший свой путь и ставший профессором технических наук.
Будучи молодой девушкой, страстно желавшей изучать языки, и не обладавшей нужными деньгами и навыками, я не могла позволить себе оплачивать колледж. Поэтому я после школы пошла в армию. Мне нравилось изучать языки в школе, и казалось, что армия – как раз то место, где человек может получать деньги за изучение языков, посещая высоко ценящийся языковой институт Минобороны – место, где изучение языков превратили в науку. Я выбрала русский, поскольку он сильно отличался от английского, но был не таким сложным, чтобы изучать его всю жизнь и дойти в итоге до уровня 4-летнего ребёнка. Кроме того, «Железный занавес» притягивал меня – не могла ли я использовать знание русского, чтобы заглянуть за него?
После армии я стала переводчиком на советских траулерах в Беринговом море. Работать на русских было интересно и увлекательно – но также это была внешне приукрашенная работа мигранта. Во время сезона добычи рыбы ты ходишь в море, зарабатываешь неплохо, периодически напиваешься, а затем возвращаешься в порт в конце сезона и надеешься, что тебя снова наймут в следующем году. Для русскоговорящего человека была практически только одна альтернатива этому – работа на АНБ. Мои армейские контакты подталкивали меня к этому, но у меня не лежала к этому душа.
Я начала понимать, что хотя знание другого языка – это хорошо, это был навык с ограниченными возможностями и потенциалом. Из-за моих возможностей склонять слова по-русски мой дом не осаждали. Если только я не была готова терпеть морскую болезнь и периодическое недоедание на вонючих траулерах посреди Берингова моря. Я не могла не вспоминать об инженерах из Вест-Поинта, с которыми я работала в армии. Их математический подход к решению проблем явно был полезен для реального мира – более полезен, чем мои неудачи с математикой.
Так что, в 26 лет я, уходя из армии и оценивая возможности, вдруг подумала: если я хочу заняться чем-то новым, почему бы мне не попробовать нечто, что открыло бы мне целый новый мир перспектив? Технические науки, например? А это значило, что мне предстоит изучить новый язык – язык счисления.
С моим плохим пониманием простейшей математики, после армии я занялась алгеброй и тригонометрией по курсу для отстающих. Пытаться перепрограммировать мозг иногда казалось глупой идеей – особенно, когда я смотрела на лица моих более молодых одноклассников. Но в моём случае, а я ведь изучила русский в зрелом возрасте, я надеялась, что некоторые аспекты изучения языка можно применить в изучении математики и точных наук.
Изучая русский, я старалась не только понимать что-либо, но и достигать беглости в этом. Беглость в таком обширном предмете, как язык, требует такой степени знакомства, которую можно выработать только повторяющейся и различающейся работой с различными областями. Мои одноклассники, изучавшие язык, концентрировались на простом понимании, а я старалась достичь внутренней беглости со словами и структурой языка. Мне недостаточно было того, что слово «понимать» означает «to understand». Я практиковалась с глаголом, постоянно использовала его в разных временах, в предложениях, а затем понимала не только то, где его можно использовать, но и где его использовать не нужно. Я практиковалась над быстрым извлечением из памяти этих аспектов и вариантов. Посредством практики можно понимать и переводить десятки и сотни слов с другого языка. Но если у вас нет беглости, то когда кто-то быстро выплёвывает вам кучку слов, как в обычном разговоре, у вас не возникает понятия о том, что этот человек говорит, хотя технически вы вроде бы понимаете все слова и структуру. И вы, конечно, не можете говорить достаточно быстро для носителей языка, чтобы им было приятно слушать вас.
Этот подход, сосредоточение на беглости, а не на простом понимании, вывел меня на первое место в классе. Тогда я этого не понимала, но этот подход дал мне интуитивное понимание основ обучения и выработки экспертных навыков – кускование .
Кускование впервые было предложено в революционной работе Герберта Саймона при анализе шахмат. Кусочками служили различные мысленные аналоги шахматных шаблонов. Нейробиологи постепенно пришли к пониманию того, что эксперты, допустим, в шахматах, являются таковыми, поскольку могут хранить тысячи кусочков знания в долгосрочной памяти. Мастера в шахматах могут вспомнить десятки тысяч различных шахматных шаблонов. В любой области эксперт может вспомнить один или несколько хорошо связанных вместе кусков нервных подпрограмм для анализа и реакции на новую ситуацию. Такой уровень настоящего понимания и возможность использовать это понимание в новых ситуациях приобретается только из знакомства с предметом, полученного от повторений, запоминаний и практики.
Изучение мастеров шахмат, врачей скорой помощи и пилотов истребителей показало, что в стрессовых ситуациях сознательный анализ ситуации уступает место быстрой подсознательной обработке данных, когда эксперты обращаются к глубоко интегрированному набору мысленных шаблонов – кусочков. В какой-то момент осознанное понимание того, почему вы делаете то, что делаете, начинает только замедлять вас и прерывает поток, что приводит к принятию худших решений. Я была права, интуитивно ощущая наличие связи между изучением нового языка и математики. Ежедневное и непрерывное изучение русского языка возбуждало и укрепляло нервные контуры в моём мозгу, и я постепенно начала связывать вместе славянские кусочки, которые легко можно было вызывать из памяти. Чередуя изучение, практикуясь так, что я знала не только когда можно использовать слово, но и когда его использовать не нужно, или нужно использовать другой его вариант, я использовала те же подходы, что используют для изучения математики.
Изучение математики и точных наук во взрослом возрасте я начала с той же стратегии. Я смотрела на уравнение – для простого примера возьмём второй закон Ньютона, F = ma. Я практиковалась в ощущении значения каждой буквы: «f», то есть сила,- это толчок, «m», масса,- тяжёлое сопротивление толканию, «a» было радостным ощущением ускорения. (В случае с русским языком я так же практиковала произношение букв кириллицы). Я запоминала уравнение, носила его в своей голове и игралась с ним. Если m и a – большие, то что будет с f в уравнении? Если f большое, а a – маленькое, какое будет m? Как с обеих сторон сходятся единицы измерения? Играться с уравнением – как связывать глагол с другими словами. Я начинала постигать, что смутные очертания уравнения напоминали метафорическую поэму, в которой существовали всякого рода красивые символические представления. И хотя тогда я бы так это не выразила, но для хорошего изучения математики и точных наук мне нужно было медленно и ежедневно строить прочные нервные кусковые подпрограммы.
Со временем профессора математики и точных наук сообщили мне, что построение хорошо зафиксированных в памяти кусочков опыта посредством практики и повторения было жизненно важно для достижения успеха. Понимание не приводит к беглости. Беглость приводит к пониманию. Вообще, я считаю, что реальное понимание сложной темы происходит исключительно от беглости.
Вторгаясь в новую для меня область, становясь инженером-электриком, и, в итоге, профессором инженерного дела, я оставила русский язык позади. Но через 25 лет после того, как я в последний раз подымала стакан на советских траулерах, мы с моей семьей решили совершить путешествие по Транссибу через всю Россию. И хотя я с удовольствием ожидала давно желанного путешествия, я ещё и волновалась. Всё это время я практически не говорила по-русски. Что, если я всё забыла? Что дали мне все те годы достижения беглости?
Конечно, впервые зайдя в поезд, я обнаружила, что говорю по-русски на уровне двухлетнего ребёнка. Я искала слова, мои склонения и спряжения путались, а почти идеальный ранее акцент звучал ужасно. Но основа никуда не делась, и постепенно мой русский улучшался. Даже рудиментарных знаний хватало для ежедневных нужд. Вскоре экскурсоводы начали подходить ко мне за помощью в переводе для других пассажиров. Прибыв в Москву, мы сели в такси. Водитель, как я потом поняла, попытался нас обмануть, поехав в другую сторону и застряв в пробке, считая, что не разбирающиеся иностранцы спокойно выдержат лишний час счётчика. Внезапно русские слова, которыми я не пользовалась десятки лет, вылетели из моего рта. Сознательно я даже не помнила, что знаю их.
Беглость, когда она понадобилась, оказалась под рукой – и выручила нас. Беглость позволяет пониманию встроиться в сознание, и всплывать по необходимости.
Смотря на недостаток людей, специализирующихся в точных науках и в математике в нашей стране, и наши текущие техники обучения, и вспоминая свой собственный путь, с сегодняшними моими знаниями о мозге, я понимаю, что мы можем достичь большего. Как родители и учителя, мы можем использовать простые методы углубления понимания и превращения его в полезный и гибкий инструмент.
Я открыла, что наличие основной и глубоко выученной беглости в математике и точных науках – а не простого «понимания», чрезвычайно важно. Оно открывает пути к самым интересным занятиям в жизни. Оглядываясь в прошлое, я понимаю, что мне не обязательно было слепо следовать моим изначальным склонностям и страстям. Та же самая «беглая» часть меня, обожавшая литературу и язык, в результате полюбила математику и точные науки – и в итоге, преобразила и обогатила мою жизнь.