Десять самых красивых экспериментов в истории науки - Джордж Джонсон

Некоторые философы пошли дальше и предположили, что каждый атом материи повторяется атомом сознания — «первичной разумной пылью», которая распространялась одновременно с развертыванием космоса и возникновением видов. Джеймс так объяснял такие высказывания: «Так же как атомы материи образуют тела и мозг путем устремления друг к другу, так и ментальные атомы начинают агрегироваться аналогичным образом, образуя более масштабные сознания».

Формирование рефлекса избегания пламени у ребенка

Схема из труда Уильяма Джеймса «Принципы философии». 1890 год

Считалось, что наряду с химическими процессами в мозгу происходят процессы ментальные, при этом ни один из них не может контролировать другой. Томас Генри Гекели выразил эту мысль следующим образом: «Душа относится к телу так же, как колокол курантов к часовому механизму, а сознание отвечает на звук, который издает колокол». Когда мы хотим пошевелить пальцем, то это является указанием на событие, а не его побудительной причиной. «Чувство, которое мы называем волевым актом, — предлагал Гекели, — не добровольное действие, а символ состояния мозга, являющегося непосредственной причиной такого акта». (Век спустя американский физиолог Бенджамин Либет будет утверждать, что ему удалось это доказать экспериментально.)

Другими словами, мы являемся умными автоматами. Джеймс с осуждением писал, к чему может привести такая теория:

Павлов недолго задерживался на таких метафизических вещах. Что бы там ни происходило в мозгу собаки, объективное суждение об этом можно сделать только по внешним проявлениям. По его мнению, натуралиста должна занимать лишь одна проблема: как соотносятся та или иная внешняя реакция животного и явления внешней среды.

Он быстро понял, что между обозначающим и обозначаемым нет внутренней связи. Совершенно очевидно, что пасть собаки смачивается при запахе мяса, хотя даже такая реакция может являться результатом научения. (Щенок, еще сосущий мать, порой отворачивает нос от гамбургера.) Однако, предъявляя мясо одновременно с другими стимулами, экспериментатор может обучить животного выделять слюну при вспышке света, вращении предмета, прикосновении холодного или горячего зонда к коже, тиканье метронома, звуке звонка, свистка, камертона или рога. (Павлов почти никогда не использовал колокольчик.) Нет никаких оснований полагать, что эволюция предусмотрела такие случайные связи, но при определенных обстоятельствах они становятся важными для выживания собаки.

Собака выделяет слюну, чувствуя уколы двух механических стимуляторов

Рисунок из труда И. Павлова *Условные рефлексы». 1916 год

То же справедливо и в отношении защитного слюноотделения. После того как собака попробовала разведенную кислоту, окрашенную тушью, у нее началось слюноотделение при виде любой жидкости черного цвета. Однако, если она пробовала несколько раз безобидный раствор, такая реакция пропадала и появлялась вновь только после того, как собака снова глотнула кислоты.

Нервные соединения оказались столь пластичны, что их можно было коммутировать, как линии связи на АТС. При достаточном обучении положительный стимул, например кусок мяса, можно связать с отрицательным стимулом. Так, собака при ударе током не отскочит, а начнет выделять слюну.

Методы эксперимента становились все более изощренными, что дало возможность исследовать чувство времени у собак. После того как собака научилась выделять слюну на вспышку света, положительный стимул задержали на три минуты. Через какое-то время собака привыкала к задержке — ее пасть наполнялась слюной через три минуты после сигнала.

В других экспериментах само время становилось стимулом. Собака получала пищу через каждые тридцать минут. При отмене кормления собака все равно усиленно выделяла слюну каждые тридцать минут. «Я убежден, — говорил Павлов не без помпы, — что именно на пути такого экспериментирования лежит решение проблемы времени, которая занимала умы многих поколений философов».

Нервное устройство собак было настолько сложным, что их можно было научить различать вращение предмета по часовой и против часовой стрелки, круг и эллипс, чувствовать, когда метроном отбивает два раза в минуту, 96 или 104 раза. Они могли отличить две соседние ноты на музыкальной шкале, ощущать интервал между нотами до и фа любой из пяти октав органа, а также видеть оттенки серого.

Для таких экспериментов важен контекст. Если собака изучает новый рефлекс сидя на полу, то, устроив ее на столе или введя нового экспериментатора, можно потерпеть неудачу, опыт не получится. Необходимо тщательно избегать всего, что может отвлечь внимание собаки. Чьи-то шаги, случайные разговоры в соседних комнатах, хлопанье дверью, вибрация от проехавшего грузовика, шум улицы, даже тени, проникающие с улицы через окно, — любой из этих случайных стимулов, попадающий на рецепторы собаки, создает возмущение в полушариях головного мозга и мешает эксперименту.

Собаки Павлова были так же чувствительны, как и интерферометр Майкельсона. С целью убрать все возможные помехи Павлов решил построить «башню тишины» наподобие сейсмологических лабораторий. Здание было окружено рвом, заполненным соломой, — она предназначалась для амортизации вибраций, а на первом и третьем этажах (второй этаж был пустым, нежилым) находились звуконепроницаемые лабораторные камеры, разделенные коридорами. Экспериментаторы наблюдали за собаками дистанционно, через специальные перископы, которые, по выражению одного из посетителей, «заставляли вспомнить о подводной лодке, готовой к бою».

Историк Даниэль Тодес назвал это сооружение «физиологической фабрикой Павлова», образцом для будущей экспериментальной науки. Здесь было проведено множество блестящих экспериментов, однако один из них оказался настолько неожиданным, что заслуживает специального рассмотрения.