Лора Шульц: удивительно логичный разум ребенка

Марку Твену удалось описать основную проблему науки о мышлении одной остроумной фразой. Он сказал: «Все-таки в науке есть что-то захватывающее. Вложишь какое-то пустяковое количество фактов, а берешь колоссальный дивиденд в виде умозаключений. Да еще с процентами».

Марк Твен, конечно, шутил, но в чем-то он прав: в науке есть что-то захватывающее. Несколько костей доказывают существование динозавров. По спектральным линиям определена структура туманности. Наблюдая за плодовыми мушками, ученые выявили механизмы наследования. А по восстановленным изображениям кровяных потоков в мозге или, как в моем случае, по поведению детей можно делать выводы о фундаментальных механизмах человеческого мышления.

На базе лаборатории когнитивных исследований Массачусетского института в течение последних десяти лет я пыталась разобраться, как дети так много познают о мире из ничего, притом так быстро. Ведь, оказывается, то захватывающее, что есть в науке, есть и в детях, а именно, если перефразировать Марка Твена, их способность к сложным, абстрактным суждениям, сделанным быстро и безошибочно, из скудной, спутанной информации.

Я представлю вам два примера. Один касается проблемы обобщения, а второй — причинно-следственной связи. Несмотря на то, что я буду ссылаться только на работу моей лаборатории, успехами исследований мы обязаны всей научной области. Я благодарна наставникам, коллегам и единомышленникам со всего мира.

Позвольте мне начать с вопроса обобщения. Для науки обобщение малых выборок данных — хлеб насущный. По анализу крохотной доли избирателей мы прогнозируем результаты выборов. Мы оцениваем реакцию группы пациентов на клинические испытания препарата — и поставляем лекарства в аптеки страны. Но такой способ работает только с произвольной выборкой. Если бы мы тщательно подбирали людей, например, брали только городских избирателей, или для клинических испытаний лечения сердечных заболеваний брали только мужчин, то результаты были бы неприменимы к широким слоям населения.

Поэтому ученых всегда волнует, случайна ли выборка или нет. Как же это связано с детьми? Детям все время приходится обобщать, исходя из малого объема данных. Они видят резиновую уточку и узнают, что она не тонет, или видят мяч и узнают, что он отскакивает. Так они формируют ожидания «поведения» уточек и мячиков, которые будут у них по отношению к этим предметам на протяжении всей жизни. Такие же обобщения, как об уточках и мячах, дети формируют практически обо всем: об обуви, кораблях, сургуче, о королях и капусте.

Волнует ли детей, можно или нет считать мизерные объемы увиденного достаточно показательными для обобщения? Давайте посмотрим. Я покажу вам два фильма — по одному на каждое из двух условий опыта. И поскольку вы посмотрите только два фильма, вы увидите только двух детей, а между любыми двумя детьми различий не сосчитать. Но оба ребенка в этом случае представляют разные группы детей, и наблюдаемые различия в их поведении выражают различия в реакции данных групп на условия опыта. В каждом фильме вам, возможно, покажется, что дети делают именно то, чего мы от них ожидаем, ведь ребенок — это уже само по себе волшебство. Но мне кажется, что здесь волшебство в том, — пожалуйста, обратите на это особое внимание, — насколько противоположны два опыта. Ведь единственная разница между двумя фильмами — это статистические данные, которые будут представлены детям.

Мы покажем ребенку коробку с синими и желтыми мячиками. Моя на тот момент дипломница, теперь коллега в Стэнфорде, Хайован Гван, выложит из коробки три синих мячика подряд. Вытаскивая, она их сожмет, и мячики запищат. А для ребенка это — как для нас выступление TED. Лучше не придумаешь. Важный момент в том, что очень просто вытащить подряд три синих мячика из коробки, в которой больше синих мячиков. Это можно сделать даже с закрытыми глазами. Для данной группы объектов такая выборка довольна показательна. И если вы произвольно вытаскиваете из коробки мячики, которые пищат, то можно предположить, что все мячики в коробке пищат. Потому, вероятно, дети могут ожидать, что и желтые мячики тоже пищат. На конце желтых мячиков прикреплен стержень, и дети могут делать с ними что-то иное, если захочется. Они могут ими стучать или потрясти их. Но давайте посмотрим, что же делает ребенок.

(Видео) Хайован Гван: Смотри какой мячик. (Мячик пищит) Ух ты! Видела? (Мячик пищит) Здорово. Смотри этот какой. (Мячик пищит) Вау!

Лора Шульц: Я же говорила.

(Видео) ХГ: А этот какой! (Мячик пищит) Клара, вот этот тебе. Можешь с ним поиграть.

ЛШ: Тут даже не нужно комментировать, так? Итак, здорово, что дети применяют свойства синих мячиков к желтым. И то, как дети учатся, копируя наши действия, впечатляет. Но это нам уже давно известно. Самое интересное в том, что произойдет, если мы покажем ребенку то же самое, — абсолютно то же самое, ведь сзади коробки есть тайное отделение, откуда мы и берем все мячики, — но только в этот раз мы изменим видимое содержимое, из которого составляется наша выборка. На сей раз мы покажем ребенку три синих мячика, вытащенных из коробки, в которой больше желтых мячиков. И вы знаете, скорее всего, вам не удастся случайно вытащить три синих мячика подряд из коробки, полной желтых мячиков. Такая выборка не показательна. Она предполагает, что, вероятно, Хайован нарочно выбирала синие мячики. Может быть, синие мячики какие-то особенные, и только они пищат. Давайте посмотрим, как реагирует ребенок.

(Видео) ХГ: Смотри какой мячик. (Мячик пищит) Гляди, какая игрушка! (Мячик пищит) Как здорово! Смотри. (Мячик пищит) А вот этот тебе. Можешь с ним поиграть.

ЛШ: Вы только что наблюдали, как два 15-месячных ребенка ведут себя совершенно по-разному, исходя из наблюдаемой ими вероятностной выборки. Давайте посмотрим на результаты опыта. На оси ординат показан процент детей, которые сжали мячик в каждом из вариантов опыта. Мы видим, что дети с большей долей вероятности делают обобщения, когда выборка репрезентативна, чем когда мы тщательно подбирали мячики. На этом основании мы сделали интересный прогноз. Допустим, вы достали один синий мячик из коробки полной желтых мячиков. Вероятно, из такой коробки нельзя достать три синих мячика подряд, но вполне можно достать один. Такая выборка не маловероятна. И если вы в случайном порядке вытащили из коробки что-то пищащее, то, возможно, все мячики в коробке пищат. И хотя у ребенка будет меньше оснований считать, что все мячики пищат, и меньше действий для копирования в данном опыте с одним мячиком по сравнению с предыдущими, мы предположили, что дети чаще попробуют сжать мячик. И именно так и получилось. Получается, что 15-месячные дети отчасти похожи на ученых, и для них тоже важно, случайна ли выборка или нет. На основе этого дети и формируют понимание мира: что пищит, а что нет, на что обращать внимание, а на что нет.

Сейчас я расскажу вам еще об одном примере, касающемся причинно-следственной связи. Тут начнем с проблемы сбивающих с толку данных, которая всем знакома, ведь мы все — часть мира. Возможно, это покажется вам проблемой только тогда, когда что-то пойдет не так. Взять, к примеру, ребенка на экране. У него ничего не получается. Он пытается включить игрушку, но не может. Давайте посмотрим короткое видео. Есть два варианта почему: либо ребенок что-то делает не так, либо игрушка не работает. В следующем опыте мы покажем ребенку лишь малую толику статистических данных, подтверждающих одну из наших гипотез, и посмотрим, может ли ребенок использовать эту информацию, чтобы решить, что делать.

Последовательность такая: Хайован попробует включить игрушку, и у нее получится. Затем я дважды попробую то же, но мне не удастся. После чего Хайован попробует еще раз, и у нее опять получится. У меня с моими дипломниками всегда так во всем, что касается техники. Но, главное, этим мы хотим показать, что проблема не в игрушке, а в человеке. У кого-то получается включить игрушку, у кого-то — нет. Когда мы дадим игрушку ребенку, ему предстоит сделать выбор. Его мама рядом с ним, поэтому он может передать игрушку другому человеку. Но также на краю скатерти будет лежать такая же игрушка, поэтому он может потянуть скатерть и заменить свою игрушку на новую. Давайте посмотрим, что сделает ребенок.

(Видео) ХГ: Два, три. Вперед! (Музыка)

ЛШ: Раз, два, три. Вперед! Я попробую еще раз, Артур. Раз, два, три. Вперед!

ХГ: Давай лучше я, Артур. Раз, два, три. Вперед! (Музыка) Только посмотри. Узнаешь игрушки? Узнаешь? Да? Я положу одну вот сюда, а вот эту дам тебе. Можешь с ней поиграть.

ЛШ: Вы скажете: «Конечно, Лора, дети просто любят свою маму. И, конечно, они отдадут игрушку маме, если у них что-то не получается». Поэтому главный вопрос в том, что будет, если мы поменяем статистические данные совсем чуть-чуть. На сей раз ребенок увидит, что игрушка точно так же включается и не включается, но мы изменим последовательность попыток. В этот раз и Хайован, и я один раз сможем включить игрушку, а один раз — нет. А значит, это не зависит от человека — игрушка сломана, она не каждый раз включается. И опять у ребенка будет выбор: передать игрушку другому человеку, то есть маме, сидящей рядом, или поменять свою игрушку на новую. Давайте посмотрим.

(Видео) ХГ: «Два, три. Вперед! (Музыка) Дай-ка я еще попробую. Раз, два, три. Вперед! Хм.

ЛШ: Давай лучше я, Клара. Раз, два, три. Вперед! Хм. Ну-ка, еще разок. Раз, два, три. Вперед! (Музыка).

ХГ: Я положу вот эту игрушку сюда, а эту дам тебе. Можешь с ней поиграть.

ЛШ: Давайте посмотрим на результаты опытов. По вертикали мы видим, как распределялся выбор детей при каждом из условий. Из этого ясно, что их выбор зависит от того, что они видели. Уже в возрасте двух лет дети, пользуясь мизерным объемом данных, выбирают между двумя совершенно разными моделями поведения в мире: попросить помощи или исследовать варианты. Я только что показала вам всего два лабораторных опыта из сотен подобных в данной области науки. Потому что самое главное в том, что способность детей делать точные выводы из скудного объема данных лежит в основе культурного обучения, свойственного нам как виду. Дети запоминают, как пользоваться предметами, всего на нескольких примерах. Они понимают причинно-следственную связь всего на нескольких примерах. Они даже учат новые слова, в данном примере — американский язык жестов.

Мне бы хотелось закончить на двух моментах. Если вы следили за тем, что происходит в области когнитивной науки в последние годы, то вы заметили три важные идеи. Во-первых, мы живем в эпоху активного изучения мозга. В нейробиологии были сделаны поразительные открытия: определены области коры головного мозга, выполняющие различные функции, найден способ, как сделать мозг мыши прозрачным и привести нейроны в действие с помощью света. Вторая важная идея: мы живем в эпоху больших данных и машинного обучения. И именно машинное обучение радикально изменит наше понимание окружающего мира: от социальных сетей до эпидемиологии. И поскольку это затрагивает интерпретацию изображений и обработку естественного языка, возможно, мы больше узнаем о человеческом познании. Последняя важная идея: наверное, хорошо, что мы столько узнаем о человеческом мозге и получаем доступ к большим данным, потому что сами по себе люди склонны ошибаться, мы ищем легкие пути, мы путаемся, делаем ошибки, мы зачастую предвзяты, и во многих отношениях мы неверно понимаем окружающий мир.

Думаю, все эти книги очень важны, и мы можем многое узнать из них о том, что значит быть человеком, но сегодня я рассказала вам иную историю. Историю разума, а не мозга. Историю о том, какие вычисления может производить исключительно только разум человека. Богатые, структурированные знания и способность обучаться, используя небольшие объемы данных, — всего пара примеров. По большому счету, я рассказала вам, как начиная с детского возраста и вплоть до великих достижений нашей культуры, мы все-таки понимаем мир правильно.

Человеческий разум не только обучается на малом количестве информации. В разуме человека появляются принципиально новые идеи. Разум человека рождает исследования и открытия. Разум человека создает искусство и литературу, поэзию и театр. И только разум человека заботится о других людях: пожилых, маленьких, больных. Мы даже можем их лечить. В ближайшие годы мы увидим новинки в области технологий, которые я даже не могу представить. Но мы вряд ли увидим что-то хотя бы отдаленно похожее на вычислительные способности детей на нашем веку. Если мы будем вкладывать в развитие самых способных наших учеников — в младенцев и детей, в мам и пап, в воспитательниц и учителей — столько, сколько мы вкладываем в самые мощные и первоклассные виды технологий, проектирования и дизайна, мы не просто будем мечтать о светлом будущем, мы будем его строить.

Крис Андерсон: Спасибо, Лора. Но у меня есть один вопрос. Во-первых, такое исследование — это что-то с чем-то. Кому придет в голову провести такой опыт? Я уже несколько раз его видел, и, честно говоря, до сих пор не могу поверить, что так бывает. Но и другие ученые провели те же опыты — все сходится. Дети действительно гениальны.

ЛШ: В наших опытах они поистине производят впечатление, а представьте, каковы они в обычной жизни. Все начинается с младенца. А 18 месяцев спустя, они уже говорят, и их первые слова не «утка» или «мяч», а «Где все?», выражающее потерю близких из вида, или «Ой», означающее непреднамеренное действие. Дети должны быть гениальными. Куда гениальнее, чем то, что я показала. Они пытаются понять целый мир. Четырехлетний ребенок уже может говорить с вами о чем угодно.

КА: Если я правильно понял, одна из озвученных вами идей в том, что все эти годы мы говорили о мозге, какой он причудливый и странный, а поведенческая экономика и многочисленные теории считают, что мы не рациональны. Вы говорите, что суть в том, насколько разум удивителен и что в нем скрыт недооцененный гений.

ЛШ: Одна из моих любимых цитат в психологии принадлежит социальному психологу Соломону Ашу. Он сказал: «Основная задача психологии в том, чтобы снять завесу очевидности с того, что нас окружает». Каждый день мы принимаем на порядок больше решений, дающих верное представление о мире. Мы знаем вещи и их свойства, узнаем их даже в темноте. Мы ходим по комнатам. Знаем, что думают окружающие. Мы говорим с ними. Ориентируемся в пространстве. Умеем считать. Понимаем причинно-следственные связи и что хорошо, что плохо. Это происходит без всяких усилий и остается незамеченным. Но именно так мы правильно понимаем мир, и это удивительное достижение, которое трудно постичь.

КА: Я подозреваю, что среди наших зрителей есть те, кто верит в технологический прогресс, кто может не разделять ваше утверждение, что на нашем веку компьютеры не достигнут уровня развития трехлетнего ребенка. Но, очевидно, в любом случае компьютерам есть чему поучиться у малышей.

ЛШ: Да, согласна. У вас будут выступать люди, занимающиеся машинным обучением. Никогда не держите пари против младенцев, шимпанзе или технологий, говорю из опыта. Тут разница не в количестве, а в роде деятельности. У нас есть невероятные компьютеры, которые выполняют удивительно сложные операции с огромным количеством данных. Но человеческий разум делает нечто совершенно другое. И мне кажется, что именно природа человеческого знания с ее структурой — главное отличие.

КА: Лора Шульц. Отличная пища для размышлений.

Перевод: Юлия Скупченко
Редактор: Алина Силуянова

Источник