Гуманитарные технологии Аналитический портал • ISSN 2310-1792

Вячеслав Иванов. Чет и нечет. Асимметрия мозга и знаковых систем. Глава 1. Правое-левое

Если мы можем охватить взглядом объект во всех его деталях, правильно понять и мысленно его воспроизвести, то мы имеем право сказать, что он нам принадлежит, что мы приобретаем некое господство над ним. И так частное всегда ведёт нас к общему, общее — к частному. Оба взаимодействуют при любом рассмотрении, при любом изложении. Двойственность явления как противоположность. Здесь следует предпослать некоторые общие положения.

Полярность И. В. Гете

Мы и предметы Идеальное и реальное
Свет и тьма Чувствительность и рациональность
Тело и душа Фантазия и разум
Две души Бытие и стремление
Дух и материя Две половины тела
Бог и мир Правое и левое
Мысль и протяжённость

Мозг как система из двух машин

При решении значительного числа наиболее сложных задач, возникающих перед вычислительной техникой, в последние годы всё чаще становится необходимым создание целых комплексов вычислительных машин. В частности, во многих случаях оказалось практически наиболее разумным создание комплексов из двух машин, работающих как единая система.

Для оптимального зрительного вывода информации из вычислительной машины на экран были разработаны подобные системы, представляющие собой двухмашинный комплекс. Потребность в наличии именно двух машин была обусловлена тем, что системы управления должны одновременно решать две существенно различные задачи: обработка и подготовка к выводу всей информации и реализация изображения на экране [3].

Двухмашинный комплекс

В двухмашинном комплексе (типа разработанного в Институте прикладной математики АН СССР) каждая из двух машин решает свою собственную задачу — более общую (планирование) и конкретную, связанную с манипуляциями в реальном пространстве — времени. Это характерно и для новейших роботехнических систем.

Хотя название «робот» было изобретено чешским писателем Чапеком более полувека назад (в пьесе «Р. У. Р»., описывающей роботов — искусственных слуг человека), их широкое применение начинается только в последние годы. Роботы используются прежде всего для работ опасных, вредных или малодоступных для человека, например в морских глубинах, куда опускают гидравлические манипуляторы (в частности, построенный в Институте океанологии АН СССР), или в космосе, где за автоматической станцией «Луноход–1» последовали робототехнические устройства для изучения разных планет. Автоматизация производства в таких индустриально развитых странах, ощущающих нехватку рабочей силы, как Япония, привела в последнее десятилетие к быстрому росту числа промышленных роботов: в мире их насчитывается уже более десяти тысяч. Конструирование роботов более совершенных типов составляет сейчас практически едва ли не самую важную сторону работ по так называемому «искусственному интеллекту».

Технические достижения в области построения роботов в большой мере определяются знаниями о соответствующих физиологических системах у человека. Так, успешное построение шагающих роботов (в том числе человекоподобных — «внешних скелетов» — протезов, помогающих калекам передвигаться несмотря на неподвижность их собственных ног) и у нас [4], и за границей [5] оказалось возможным, в частности, благодаря приложению идей замечательного физиолога Николая Александровича Бернштейна (1896–1966) — одного из предвестников кибернетики. Ещё в 1935 году Н. А. Бернштейн обосновал мысль о многоуровневом иерархическом построении движений, которая и была воплощена в системах шагающих и некоторых других [6] роботов.

Динамические системы с таким большим числом степеней свободы, как человеческий организм (использующий около 800 мышц для различных движений), не могут управляться из одного-единственного центра. Существует целая иерархия соподчинённых друг другу центров разных уровней, каждый из которых в известной мере независим — в пределах, которые устанавливаются центром более высокого уровня. Эта точка зрения, намеченная Н. А. Бернштейном и развитая в кибернетических исследованиях И. М, Гельфанда и М. Л. Цетлина, привела двух последних учёных к выводу, согласно которому «сложная многоуровневая система управления рассматривается как совокупность подсистем, обладающих относительной автономией» [7, с. 198], Организм взаимодействует с внешней средой. Информация, из неё получаемая, также должна постоянно учитываться при построении и корректировке движений. Поэтому одной из наиболее важных проблем, вставших перед кибернетической физиологией и современной робототехникой, является выяснение того, как связанные друг с другом системы управления взаимодействуют с внешней средой.

Роботы должны манипулировать с реальными объектами. Поэтому управление аппаратурой робота должно производиться в реальном масштабе времени. Для этого требуются такие специфические устройства, которые могли бы производить текущее преобразование информации и частое прерывание манипуляций робота. Выполнение этих задач нецелесообразно соединять с процессом планирования и построения движений робота. Поэтому, как это и делается в двухмашинных комплексах (в СССР осуществлённых, в частности, на основе соединения машин БЭСМ–6 и М–6000), решение первой задачи (управление в режиме реального времени) выделяется: его осуществляет отдельная вычислительная машина [152, с. 289].

Примером двухмашинного комплекса этого типа может быть робот Эдинбургского университета «Марк 1,5», обладающий «глазом» — телевизионной камерой и «рукой» (роботы такого типа носят название «Система глаз — рука») (Рисунок 1). И «глаз», и «рука» робота присоединены к небольшой вычислительной машине (16-разрядной ЭВМ Хониуэлл–316), которая в известной мере независима от связанной с ней большой вычислительной машины (ICL–4130), работающей в режиме разделения времени.

Машины связаны между собой двумя каналами связи, по которым данные могут передаваться в двух противоположных направлениях: машины могут спрашивать друг друга и отвечать друг другу. Малая вычислительная машина управляет «рукой» робота и совершает грубую обработку изображений, полученных от «глаза», тогда как большая вычислительная машина осуществляет общее планирование всей работы робота и детально обрабатывает всю зрительную информацию, передаваемую ей малой машиной [8].

Аналогично устроена и система «глаз — рука», разрабатываемая и совершенствуемая на протяжении ряда лет в Стенфордском университете (США). На этапе, отраженном в публикациях 1971 года, в состав двухмашинного комплекса входила большая вычислительная машина (РДР–10), которая строила планы движения руки и обрабатывала информацию, полученную роботом с помощью телевизионной камеры, и малая вычислительная машина (PDP–6 с оперативной памятью 128 килослов), обслуживающая двигатели телевизионной камеры, управляющие устройства руки и другие аппаратные средства [9].

В более новом варианте Стенфордского робота, предназначенного для автоматизации процесса сборки заданного объекта из деталей, двухмашинный комплекс, управляющий двуруким роботом, состоит из большой вычислительной машины (PDP–10) и малой вычислительной машины (миникомпьютера PDP–1¼5), обеспечивающей работу нескольких автоматических устройств (манипуляторов; в частности искусственных «рук») в режиме реального времени [10].

Рисунок 1. Схема робототехнической системы «глаз — рука» типа робота Эдинбургского университета «Марк 1,5»:

Р — рука; ТВ — «глаз», С — «среда», в которой работает робот;
м — малая вычислительная машина;
М — большая вычислительная машина, с разделением времени;
F1, F2 и H1, H2 — каналы связи между вычислительными машинами и манипуляторами.

Создатели Стенфордской системы объясняют этот принцип организации управления тем, что вычисление траектории «рук» двурукого робота требует длительного времени, но не критично по времени в отличие от обслуживания манипуляторов. Как и все сложные живые организмы, робот, работающий во внешней среде, испытывает цейтнот.

Нехватка времени для принятия решений у системы с большим числом степеней свободы ведёт к необходимости выбора из двух возможностей: можно либо принять наудачу первое попавшееся решение (этим, между прочим, объясняется с кибернетической точки зрения роль гаданий для принятия наиболее важных решений в таких древних коллективах, как римское общество), либо разработать специальное устройство («исполнительный орган») для быстрого принятия необходимых решений на основе переработки текущей экспресс-информации. Такое разделение власти «исполнительной» — программ, управляющих манипуляторами в режиме реального времени, — и «законодательной» — общих планов работы робота — и проводится в новейших системах «глаз — рука».

Выделение особого «исполнительного» управляющего устройства, работающего в реальном пространстве — времени

Выделение особого «исполнительного» управляющего устройства, работающего в реальном пространстве — времени, представляет собой значительно более общий принцип, чем наличие специализированных систем управления для отдельных манипуляторов («рук») или воспринимающих органов («глаз») робота. В общих схемах роботов, основанных на аналогиях с мозгом позвоночных, уделялось достаточно внимания необходимости таких специализированных систем управления, как, например, решающие устройства разных уровней для обработки правого и левого изображений, получаемых бинокулярной телевизионной камерой [11, с. 116, фиг. 1].

Наличие подобных специализированных устройств, осуществляющих предварительную обработку информации из внешней среды и управляющих манипуляторами, признается характерной чертой всех разрабатываемых в настоящее время «интеллектуальных роботов» [12, с. 160, фиг. 7.1].

Но сопоставление принципов организации этих роботов и центральной нервной системы человека требует рассмотрения двух наиболее важных проблем. Во-первых, следует выяснить, как соотнесено в них деление на специализированные и общую системы управления с делением на «исполнительное» управление в реальном пространстве — времени и планирование. Во-вторых, необходимо установить, как соединяются вместе разные специализированные устройства.

Рассмотрим принципиальную схему такого робота, который снабжен двумя телевизионными камерами (как, например, эдинбургский «Марк 1,5») и двумя руками (как стенфордская система «глаз — рука»). Управление роботом, который должен манипулировать объектами с помощью двух «рук», в простейших случаях (в разрабатываемых роботах для автоматической сборки) осуществляется последовательно. Вычислительная машина поочерёдно управляет каждой из двух «рук», причём, закончив операцию управления одной «рукой», система даёт сигнал внутреннего прерывания.

Это временное решение, идущее по традиционному пути последовательных операций, вероятно, сменится в недалёком будущем построением параллельно работающих вычислительных систем. Работа каждой из двух рук может управляться одновременно функционально разнородными, но неразделимыми вычислительными системами (предполагается, что именно такие системы и станут основными в четвёртом поколении вычислительных машин).

Ограничение на число телевизионных камер — «глаз» и манипуляторов — «рук» накладывается, по-видимому, не столько соображениями человекоподобности, существенными только для определённого класса роботов (типа шагающих «внешних скелетов» — медицинских протезов, приспособленных к особенностям человеческого тела), сколько другими причинами. Прежде всего, в структуре новейших роботов, как и живых организмов, моделями которых они являются, сказываются простые принципы симметрии, во многом определившие строение растений и животных в ходе эволюции.

Согласно формулировке академика М. С. Гилярова «все активно передвигающиеся животные имеют наружную двустороннюю симметрию, как билатерально симметричны и все наши средства транспорта (лодка, самолёт, автомобиль и так далее)» [13, с. 70]. И двусторонняя (билатеральная или зеркальная) симметрия тел животных, и сосредоточение пространственного анализа в головном мозге, что ведёт в дальнейшем к разобщению переднего мозга на два парных полушария [14], выводятся из основных характеристик поведения животных и внешней среды.

В зеркальной симметрии животных и построенных человеком передвигающихся технических устройств можно видеть проявление принципа сохранения симметрии, впервые выдвинутого Кюри: симметрия физического тела, находящегося в некотором пространстве, определяется симметрией этого пространства [15]. Группа симметрии двух объектов, составляющих единое целое, является общей высшей подгруппой групп симметрии этих объектов [16, с. 14].

Рисунок 2. Шагающий робот — «многоножка».

Соображениями симметрии может быть мотивирована четность числа органов животных и манипуляторов активных передвигающихся роботов (в отличие от «одноруких» неподвижных роботов первого поколения). Но само число органов и манипуляторов этим не задаётся, теоретически роботы могут быть многорукими, как древнеиндийские или древнемексиканские боги, и многоглазыми, как мифологические чудища Античности или древнего Китая.

На примере уже частично осуществлённых роботов — «многоножек» (Рисунок 2) можно видеть, как развитие роботов в известной мере параллельно биологической эволюции. При увеличении числа «ног» робота могут возрастать трудности управления им, связанные с числом степеней свободы в каждой из конечностей. И биологическая эволюция, и развитие техники делают выбор из двух возможностей. На ранних этапах эволюции возможны системы, состоящие из очень значительного числа органов (например, конечностей) с относительно небольшим числом степеней свободы в каждом из них (так упрощённо можно описать структурный тип морфологии членистоногих). На высших этапах эволюции (у позвоночных) число органов (в пределах, заданных билатеральной симметрией и противопоставлением задней и передней части) минимально, но число степеней свободы в каждом из органов может быть значительным.

Рисунок 3. Схема управления роботом с билатеральной симметрией:

M1— «левая» большая вычислительная машина;
M2 — «правая» большая вычислительная машина;
F1, F2 — каналы связи между вычислительными машинами;
MH1 и MH2— специализированные устройства для управления «правым» и «левым» манипуляторами;
M1–ТВ и M2–ТВ — специализированное устройство для управления движением «правой» и «левой» телевизионной камеры и обработки правого и левого изображения;
H1 — манипулятор (искусственная «правая рука»);
H2 — манипулятор (искусственная «левая рука); a1, a1’, a2, a2’ — каналы передачи информации между большими вычислительными машинами и специализированными устройствами;
b1, b1’, b2, b2’ — каналы передачи оптической информации и сигналов, управляющих движениями телевизионных камер;
с1, с2 — каналы управления манипуляторами;
С — среда, в которой работает робот;
е — объекты, с которыми работает робот.

Очень упрощая, можно было бы сказать, что для робота, передвигающегося в вертикальном положении, четырёх или трёх «ног» много, а одной — недостаточно. Число «рук» (и прямо с ними соотнесённых глаз) определяется прежде всего характером задач, ставящихся перед роботом. Например, для автоматизации сложных процессов типа сборки объекта из деталей и манипуляций с различными инструментами необходимо взаимодействие двух манипуляторов, один из которых (по функции сходный с левой рукой) удерживает детали в заданном положении, а другой (функционально сходный с правой рукой) производит с ними нужные операции [17, с. 92].

При увеличении числа степеней свободы каждой из рук и при возрастании требуемой точности обработки зрительных изображений для управления роботом могут потребоваться не большая и малая вычислительные машины (как в уже осуществлённых к настоящему времени машинных комплексах), а две большие вычислительные машины примерно одного класса, снабженные специализированными устройствами.

Будущего робота, характеризующегося билатеральной симметрией, можно себе представить как двурукого и двуглазого. Каналы передачи информации от глаза и руки к вычислительной системе могут перекрещиваться по типу организации каналов информации в центральной нервной система (Рисунок 3). Если две вычислительные машины, управляющие таким роботом, решают также и задачи ввода и вывода языковой информации и осмысления фраз на устном языке, то в подобном двухмашинном комплексе можно было бы видеть модель двух полушарий головного мозга человека.

Сопоставление системы двух полушарий головного мозга с комплексом вычислительных машин (в частности, с двучленным комплексом) может представить интерес и для работ по «искусственному интеллекту», и для изучения мозга. Такое сопоставление в какой-то степени проясняет универсальность причин, по которым именно двухмашинный комплекс оказывается наиболее эффективным способом организации вычислительных систем.

Всякая кибернетическая система (автомат или комплекс автоматов) решает конкретные задачи в определённой среде. Поэтому различие самой системы и среды предполагает необходимость выделения в системе такой подсистемы, которая ответственна за ориентацию в данной конкретной среде или за решение данной конкретной задачи. Наряду с таким текущим решением неотложных задач всякая кибернетическая система занята планированием своего поведения в целом.

Одной из ведущих идей кибернетической физиологии активности, созданной Н. А. Бернштейном, было наличие у каждого живого организма планов его будущего поведения [18]. По этой именно причине организм нельзя описать простыми схемами, включающими только его память (прошлое системы) и реакции на внешние стимулы (настоящее системы). Живая система всегда в какой-то мере обращена к будущему. А включение планирования будущего — как наиболее важного составного звена управления предполагает выделение соответствующей подсистемы. Поэтому и неизбежно наличие хотя бы двух выделенных подсистем: одной, решающей текущие задачи и ориентирующейся в реальном пространстве — времени, и другой, планирующей будущее поведение всей системы.

Этому не противоречит то, что каждая из подсистем — и «законодательная» (планирующая) часть, и часть «исполнительная» — может, в свою очередь, иметь при себе подсобные специализированные устройства (в том числе — в случае вычислительной системы — и особые машины). Сходным образом и каждое полушарие мозга имеет ряд специализированных отделов (затылочный, теменной, височный, лобный), каждый из которых ведает различными функциями. Двучленность комплекса (как машинного, так и состоящего из двух полушарий) нисколько не исчерпывает его описания (даже на уровне общей структуры или «макроструктуры»), но даёт исходную схему для описания.

Предположение о том, что работу головного мозга можно в определённом смысле моделировать именно двухмашинным комплексом, было высказано автором настоящей книги в 1962 году [19, с. 92]. Реальность такой модели подтверждается в настоящее время как кибернетическими работами по созданию двухмашинных комплексов, так и нейрофизиологическими экспериментами последних лет, полностью перевернувшими взгляды на соотношение двух полушарий мозга.

Два полушария

Рисунок 4. Соединительные связи между полушариями головного мозга:

1 — мозолистое тело;
2 — промежуточная масса;
3 — передняя комиссура;
4 — зрительный перекрест (хиазма);
5 — задняя комиссура.

Согласно традиционным выводам нейрофизиологии, у взрослых людей (в подавляющем большинстве случаев — правшей) левое полушарие считается доминантным — главным. Оно управляет движениями главной — правой — руки и речью (как будет видно из дальнейшего изложения, некоторые важные функции, связанные с речью, исполняет другое полушарий в этом смысле термин «доминантный» несколько условен). Функции правого полушария, которое у правшей ведает левой рукой, до последних лет оставались неясными, хотя удивительная для того времени догадка о них, теперь подтвердившаяся, была высказана английским неврологом Х. Джексоном ещё 100 лет назад. Джексон полагал, что правое полушарие занято прежде всего наглядным восприятием внешнего мира — в отличие от левого полушария, которое преимущественно управляет речью и связанными с ней процессами. Что же касается звуковой речи, правое полушарие, по Джексону, может производить только такие словесные формулы, которые как бы не членятся на части, а целиком служат автоматически произносимым обозначением целой ситуации: «Здравствуйте!», «Пожалуйста!», «Простите!» Проверка и уточнение этой гипотезы оказались возможными лишь недавно благодаря материалу, накопленному при нейрохирургических операциях над мозгом, в частности при рассечении двух полушарий мозга (ср. [149]).

Левое («доминантное» — в традиционной терминологии) полушарие соединено с правым несколькими соединительными путями (Рисунок 4). Основным из них является мозолистое тело, состоящее из волокон, которые соединяют кору двух полушарий. Кроме мозолистого тела, есть и другие соединительные тракты — комиссуры (передняя комиссура, задняя комиссура, зрительный перекрест — хиазма). Исследование этих соединительных связей, и их расположения может представлять значительный интерес с точки зрения общей кибернетической теории.

Геометрическое строение мозга

Геометрическое строение мозга, как предположил ещё около 20 лет назад академик А. Н. Колмогоров, приближается к такому идеальному типу, который может быть теоретически рассчитан для любого комплекса автоматов. Такие автоматы, обменивающиеся между собой информацией, должны располагаться на поверхности шара, тогда как середина шара должна быть занята соединительными связями между ними. Расположение нейронов и их комплексов в коре головного мозга в некотором приближении соответствует этой идеальной модели (Рисунок 5).

Следует заметить, что сама по себе эта кибернетическая проблема значительно шире, чем вопрос о геометрии мозга. Сходные принципы обнаруживаются при исследовании человеческих поселений — от древнейших до современных «сверхгородов» (мегаполисов). Величайший архитектор XX века Ле Корбюзье всю свою жизнь стремился к созданию строгой науки о градостроительстве — о геометрии города. Он подчёркивал значение «радиально-концентрических форм» города для решения проблемы кризиса городов в машинный век [20, с. 275].

Реальность предложенных Корбюзье проектов больших городов (Рисунок 6) (начиная с его известного плана трехмиллионного города) подтверждается тенденциями современного строительства сверхгородов.

Рисунок 5. Расположение автоматов на поверхности шара: связи между автоматами (нейронами) на поверхности; — внутренние соединительные связи.
Рисунок 6. План «идеального» города по Корбюзье.
Рисунок 7. План селения индейцев бороро в Бразилии:

МД — мужской дом;
1 — высший брачный класс внутри клана;
2 — средний брачный класс внутри клана;
3 — низший брачный класс внутри клана.

Эти мысли Корбюзье близки и к тем идеям математиков об идеальной геометрии коллектива автоматов, которые согласуются со структурой человеческого мозга. Понимая под бионикой ту родственную кибернетике (если не входящую в кибернетику) область современного знания, которая ищет в живых системах модель для технических решений, можно было бы сказать, что в духе бионики мозг человека оказывается моделью для сверхгородов будущего.

Пользуясь этими архитектурными сопоставлениями, можно сказать, что ближайшую аналогию к головному мозгу человека (как бы срез его модели на плоскости) представляют селения первобытных племен: в них (как у индейцев бороро в Бразилии) круг, образуемый хижинами на периферии, делится пополам между двумя половинами племени, тогда как в центре находится место встреч членов обеих половин (Рисунок 7). В человеческом мозге роль такого места встреч играют соединительные пути между двумя полушариями — такие, как мозолистое тело.

Если вернуться к аналогии с двухмашинным комплексом и использовать терминологию теории вычислительных систем, то можно сказать, что мозг в норме представляет собой неразделимую систему из двух функционально разнородных «машин» — полушарий. Разделение этих полушарий, исключительно важное для выявления функций каждого из них, оказалось возможным при операциях, когда для лечения эпилепсии перерезались соединительные тракты между полушариями (Рисунок 8).

При этом был открыт поразительный факт: два полушария начинали вести себя как две независимые друг от друга системы или как «два мозга» по формулировке Газаниги — одного из крупнейших исследователей, проводивших эти операции.

Нагляднее всего это обнаружилось в поведении одного больного, который левой рукой начал в ярости трясти свою жену, а правой рукой (в буквальном смысле не знавшей, что и зачем творит левая) помогал жене усмирить свою же левую руку. Большинство больных, перенесших операцию рассечения мозолистого тела и других соединительных трактов (комиссур), ведёт себя как нормальные люди. Более того, было обнаружено, что некоторые люди рождаются с разъединёнными полушариями, что не мешает им жить. Исследование таких больных позволило немецкому неврологу Х. Липману ещё до Первой мировой войны выявить некоторые характерные особенности каждого полушария. В то время на эти работы не было обращено должного внимания. Лишь много позднее вновь было установлено, что разъединение полушарий позволяет поставить такие эксперименты, которые проясняют функции каждого из двух полушарий [21, 22].

Эксперименты основаны на том, что в норме правая половина поля зрения проецируется в левое полушарие мозга, а левая половина — в правое полушарие. Если у больного рассечен зрительный перекрест, где встречаются зрительные волокна, ведущие от глаз к мозгу, то правое полушарие будет связано только с левым глазом и получать информацию только от него, тогда как левое полушарие будет получать информацию только от правого глаза (Рисунок 9). Когда на экране для левого глаза (для правого полушария) вспыхивает изображение ложки, больной должен найти ложку среди других предметов за экраном, что он может сделать левой рукой, управляемой правым полушарием. Эту задачу он решает легко. Но назвать ложку «ложкой» он не может, потому что называние предметов относится к функциям левого полушария.

Рисунок 8. Два полушария головного мозга, разделённые нейрохирургом для лечения эпилепсии:

1 — мозолистое тело;
2 — передняя комиссура,
3 — комиссура гиппокампа.

Рисунок 9. Эксперимент, позволяющий определить функции двух полушарий мозга.

В последнее время проведена большая серия экспериментов того же типа над людьми с нерасщеплёнными полушариями, которая в целом дала сходные результаты и привела к выводу о ещё более слабых языковых возможностях правого полушария в норме [23]. Клинические данные о функциях каждого из двух полушарий извлекаются также из наблюдений над больными с травматическими поражениями одного из полушарий.

Это давно уже позволило определить связь доминантного полушария с речью при дальнейшем подразделении функций разных отделов коры доминантного полушария: одни отделы отвечают за анализ звуков речи, другие — за их синтез. Связь левого полушария с анализом речи, а правого — с решением пространственных задач у нормальных людей (правшей) подтверждается также посредством электроэнцефалографических данных (при нескольких электродах, установленных на поверхности каждого полушария) и регистрации движений глаз [24]. Эти же результаты подтверждены при кратковременном выключении одного из полушарий (с помощью электросудорожного шока), в частности при лечении психических болезней [25].

Рисунок 10. Означаемая и означающая стороны знака и полушария мозга.

У нормального взрослого человека (с нерасщеплёнными полушариями) правое полушарие (или «правый мозг») можно считать почти совершенно немым: оно может издавать лишь нечленораздельные звуки, подобные реву и визгу. Правое полушарие в очень небольшой степени может понимать обращённую только к нему речь — преимущественно лишь отдельные существительные и словосочетания и самые простые предложения (не членящиеся на элементы, как «Спасибо»). Но при этом именно правое полушарие хранит в себе такие сведения, которые позволяют толковать смысл слов: оно понимает, что стакан — это «сосуд для жидкости», а «спички» «используются для зажигания огня» [23].

Если воспользоваться принятым в семиотике (науке о знаках, системах знаков и текстах) выделением в словах — знаках естественного языка — их «означающей стороны» (звучания) и «означаемой стороны» (значения), то можно сказать, что правое полушарие преимущественно занято означаемой стороной знаков (Рисунок 10).

Когда у глухонемого человека страдает левое полушарие мозга, правое сохраняет образный язык жестов (каждый из которых передаёт особое значение как отдельное слово), а способность пользоваться пальцевой азбукой (в которой каждый знак соответствует букве письменного языка) и устным языком, которому обучен глухонемой, теряется. Из этого видно, что в правом полушарии смысл слов («означаемая сторона» знаков или их значения) хранится в такой форме, которая не зависит от их звуковой оболочки. Этот вывод подтверждается и результатами поражения левого полушария у японцев. Грамотные японцы пользуются одновременно иероглификой — понятийным словесным письмом, в котором каждое значение передаётся особым иероглифом, и слоговой азбукой, записывающей звучание слов, но не их смысл. При поражении левого полушария у японцев страдает слоговое письмо (хирагана и катакана), но не иероглифика [26, 151] (Рисунок 10, 11).

То, что правое полушарие занимается значениями слов, а не их звучаниями в естественном языке, хорошо согласуется с данными о других его функциях Больные с нарушениями нормальной работы правого полушария не могут разложить картинки так, чтобы получить связный рассказ (то есть сделать именно то, что необходимо для пользования иероглификой).

Поражение правого полушария делает невозможным запоминание (как бы «впрок») бессмысленных рисунков и незнакомых лиц [27, с. 257–258] и узнавание знакомых лиц, даже членов собственной семьи [28, с. 462–463]. Это расстройство зрительных образов связано главным образом с поражением височной доли правого полушария. Когда в той же области этого полушария возникает активное поле, связанное с эпилептическим припадком, больной видит зрительные галлюцинации. Их можно вызвать и стимулируя мозг больного в том же участке правого полушария электродами.

Означаемая сторона Означающая сторона
В иероглифическом письме В слоговом письме Написание у афатика
Чернила
Университет (Высшее образование)
Токио (Восточная столица)
Рисунок 11. Расстройстве слогового письма при афазии (поражении речевой зоны Брока) у японца.

Соответствующие области левого полушария специализированы именно на обработке речевых звуков. Это полушарие участвует и в различении других, неречевых звуков, но достаточно сложным образом: при восприятии звуков, различающихся по высоте, у правшей восприятие высокого тона связано с правым ухом, то есть с левым (доминантным — речевым) полушарием, а восприятие низкого тона — с правым (неречевым) полушарием.

То обстоятельство, что это определённым образом зависит от доминантности полушария, видно из опытов, судя по которым у левшей — ситуация обратная; при исследовании этих музыкальных иллюзий, по-видимому, выявляются более сложные классификационные функции левого полушария, отличающиеся от простого частотного анализа. Предполагается, что восприятие высоких тонов соотнесено с тем полушарием, которое занимается обработкой звуковых сигналов естественного языка [29].

Возможно, что специализированные устройства в левом полушарии мозга используются одновременно как для частотного анализа звуков речи [30, с. 241, 337], так и для анализа определённого типа неречевых звуков (высоких тонов). Что же касается сложных неречевых звуков, их восприятие у правшей преимущественно осуществляется правым (неречевым) полушарием [25; 29, с. 103], которое управляет и интонацией (высотно-мелодической стороной) устной речи. Оно же в основном ведает и высшими творческими музыкальными способностями, потому что амузия (потеря этих способностей) наблюдается при поражении правого (неречевого) полушария.

А. Р. Лурия и его сотрудники описали случай, когда известный композитор после кровоизлияния в левом полушарии с нарушением кровообращения в системе левой средней мозговой артерии потерял дар речи и затем восстановил его частично, но при этом вполне сохранил способность к музыкальной композиции (трудности вызывало у него лишь сочинение вокальной музыки, в которой существенным компонентом является звучащая речь). Этому соответствовало то, что левая рука сохраняла всю свою подвижность, тогда как правая была парализована. Смысл слов был понятен больному, если ему показывали зрительные изображения. Примечательно, что письмо у него было затруднено, но техника музыкальной записи была безупречной [31]. Ранее была описана сходная история болезни композитора Равеля.

Наблюдения над многими музыкально одарёнными людьми в норме позволили прийти к выводу, что правое полушарие ведает музыкальным творчеством, тогда как левое может анализировать музыку с помощью словесных и буквенных обозначений [32, с. 102–105; 150].

К числу функций правого (неречевого в норме у правшей) полушария, кроме восприятия таких конкретно-пространственных образов, как лица людей, понимание смысла слов, сочинение музыки, относится и управление многими сложными действиями: одеванием, пользованием ножницами, складыванием кубиков. Очень упрощая, можно было бы сказать, что в программах исполнения команд робота из Лаборатории искусственного интеллекта Стенфордского университета, который поднимает кубики и может поставить их один на другой [17], моделируются некоторые из функций правого полушария.

Правое полушарие занимается управлением движениями человека в конкретном времени и в конкретном пространстве. Если воспользоваться кибернетической аналогией с двухмашинным комплексом, то можно сказать, что правое полушарие напоминает машину, работающую в режиме реального времени. При поражении задней теменной области правого полушария больные теряют восприятие левой стороны своего тела и прилегающей части пространства.

Исследования последних лет позволяют предположить, что эта особенность правого полушария восходит к самым ранним этапам эволюции предков человека. У человека отсутствие ориентировочного рефлекса на стимулы, приходящие с левой стороны, при поражениях правого полушария связывается с путями, соединяющими кору этого полушария с древними глубинными частями мозга [24, с. 286–302]. Древность этого явления подтверждается тем, что аналогичный эффект был обнаружен при экспериментах на обезьянах. У обезьян нейроны задней (и средней) теменной области каждого из полушарий связаны с управлением вниманием животного по отношению к предметам, расположенным со стороны, противоположной данному полушарию [24, с. 289–291; 28, с. 466–467].

У человека это явление в форме, близкой к древней, сохраняется только в правом полушарии. При поражении соответствующих теменных областей левого полушария возникает неумение различать категории левого и правого и соответствующие им обозначения (слова со значением «левый» и правый»), нарушение способности воспринимать собственные пальцы рук («пальцевая агнозия») и связанных с пальцами ранних культурных навыков — счета («акалькулия» — потеря способности считать) и письма («аграфия» — неумение писать) — явления, которые ранее объединялись термином «синдром Герстмана» (по имени немецкого невролога, установившего в 1930 году возможность их совместного появления). Но каждое из этих явлений может появляться и отдельно от других, лишь иногда ему сопутствующих. Общим для всех явлений, обозначавшихся как «синдром Герстмана», является то, что они связаны с восприятием пространства опосредованно — посредством слов (названия «левый» и «правый», названия пальцев и числительные, во многих языках образованные от названий пальцев). Левое полушарие называет словами левую и правую стороны пространства, тогда как правое полушарие непосредственно в них ориентируется.

Моделирование соотношений между правым и левым полушарием могло бы быть достигнуто в таком машинном комплексе, в котором языковый «процессор» (специальное устройство для обработки речевой информации) был бы соединён с функционально от него отличным автоматом. Последний должен был бы работать в режиме реального времени и локализовать в конкретном пространстве — времени все процессы, описываемые в языковых высказываниях (Рисунок 12).

Рисунок 12. Предлагаемая схема двухмашинного комплекса, моделирующего языковые функции двух полушарий.

Структура языкового «процессора»

Структура языкового «процессора» обнаруживается при поражениях разных участков коры левого (доминантного) полушария [33]. Эти поражения ведут либо к «моторной афазии» — нарушению процессов синтеза речи, связываемых с зоной Брока (Рисунок 13), с дальнейшими подразделениями на отделы, вызывающие разные подтипы моторной афазии, либо к «сенсорной афазии» — нарушению процессов анализа речи, связываемых с зоной Вернике (Рисунок 13).

При нарушении процессов синтеза речи смысл слова может не разрушаться, тогда как при нарушении процессов анализа речи обнаруживаются тяжёлые расстройства значений слов, хотя речь остаётся грамматически правильной. Эти факты, открытые ещё в прошлом веке (Брока в 1865 году и Вернике в 1874 году), но уточнённые исследованиями последующего столетия [34, с. 834–843], показывают, что речевое полушарие внутри себя имеет достаточно сложную систему специализированных устройств ввода (анализа, зона Вернике) и вывода (синтеза, зона Брока) речевой информации.

Расстройства, вызванные поражениями систем ввода, имеют черты, общие с нарушениями работы правого (неречевого) полушария, что можно объяснить в общем случае нарушением путей получения информации, нужной для объединения означаемой и означающей сторон знака (ср. Рисунок 10). В обоих случаях затрудняется ввод данных в левое полушарие: при поражении зоны Вернике нарушается ввод слов в их звуковой форме, при поражениях правого полушария затруднен ввод данных, необходимых для понимания значений слов. Поэтому нарушения значений слов при поражении зоны Вернике, занимающейся в основном анализом означающим стороны, отчасти аналогичны тем нарушениям значений, которые вызваны отсутствием информации из правого полушария, где хранятся данные об означаемой стороне знаков. Это показывает, что различные механизмы могут вести к внешне сходным последствиям.

Рисунок 13. Специализированные устройства для ввода (зона Брока) и вывода (зона Вернике) устной речи в левом полушарии.

Исследование афазии давно привело к наблюдению, имеющему исключительное значение для уяснения соотношения между функциями левого и правого полушария. С присущим ему блеском этот вывод изложил Выготский: «Во Франкфуртском институте были впервые описаны случаи, когда больной, страдавший правосторонним параличом, но сохранивший возможность повторять произносимые перед ним слова, понимать речь и писать, оказывался не в состоянии повторить фразу: «я умею хорошо писать моей правой рукой», — но всегда заменял в этой фразе слово «правой» словом «левой», потому что он в действительности умел писать теперь только левой рукой, а правой писать не умел. Повторить фразу, которая заключает в себе нечто несоответствующее его состоянию, было для него невозможным» [35, с. 341].

Связь воображения с речью, открытая в этих наблюдениях Блейлера и его школы и подтверждённая анализом детской психологии, важна прежде всего потому, что здесь отчётливо обнаруживается различие между левым речевым полушарием, неприкреплённым к конкретной ситуации, и правым полушарием, всегда оперирующим только в реальном времени. Для правого полушария все его высказывания должны быть истинными — ложными могут быть только утверждений левого полушария.

Этот вывод чрезвычайно важен для уяснения соотношений между левым полушарием и логикой, в частности двузначной, основанной на различении истинных и ложных высказываний. Логические системы позволяют на основании определённых правил установить, является ли полученное (из истинного или ложного) высказывание истинным или ложным. Не приходится сомневаться в том, что такие правила (как и само категориальное разграничение истины и лжи) могут быть соотнесены именно с левым полушарием. Логический критерий истинности — ложности не имеет ничего общего с той адекватностью некоторым реальным ситуациям, которая составляет характерную черту поведения правого полушария в целом, не способного отрешиться от конкретной специфики данной ситуации.

Поэтому едва ли можно считать удачной ту кибернетическую модель мозга, которую недавно предложил М. Арбиб. Критикуя подход, при котором информация, вводимая в машину, обязательно задаётся в языковой форме. Арбиб предложил несловесную модель, оперирующую непосредственно с сигналами из среды. Но машина Арбиба настолько же далека от человеческого мозга, как далеки от поведения обычного человека те мудрецы из Лапуты в «Путешествиях Гулливера» Свифта, которые решили не пользоваться словами, а всякий раз показывать ту вещь, о которой идёт речь.

Если модель должна воспроизводить существенные черты общей структуры мозга, то в ней нужно добиваться соединения несловесной «исполнительной» подсистемы, работающей в режиме реального времени и в этом отношении аналогичной правому полушарию, с планирующей «законодательной» подсистемой, которая в существенной степени занята построением языковых (и логических) высказываний. Функции такой подсистемы в известной мере были бы аналогичны роли левого полушария.

Грамматика и смысл

Грамматический анализ (разбор) и синтез

Грамматический анализ (разбор) и синтез (порождение) предложений, с одной стороны, и смысловой анализ и синтез речевых высказываний, с другой, в центральной нервной системе разделены между двумя полушариями. Левое полушарие анализирует (разбирает) и синтезирует (порождает) предложения, используя всю грамматическую информацию и лишь ту (относительно небольшую) часть информации о значении слов, которая прямо примыкает к грамматике. Так, к функциям левого полушария относится различение предлогов «над» и «под» — не по отношению к конкретной модели мира, а в достаточно общем смысле, пригодном для любых ситуаций, где применимы эти слова.

Конкретная смысловая информация

Конкретная смысловая информация о внешнем мире, содержащаяся в толковых словарях естественных языков (и в аналогичных «тезаурусах» информационных машин), хранится и обрабатывается в правом полушарии. Приблизительную количественную оценку числа словарных единиц в этом массиве информации можно попробовать получить на основании данных о том, что словарь иероглифов (письменных знаков, передающих смысл отдельного слова) и соответствующих им образных жестов (в языке глухонемых) хранится в правом (неречевом) полушарии.

Как показывает лингвистическая статистика, число знаков в таких словарях (например, в полном словаре китайских иероглифов) можно оценить как k×104 (при 1 ≤ k ≤ 10), где k — коэффициент, определяемый многообразием сфер употребления языка или «энциклопедичностью» передаваемых с его помощью сведений. Величина k×104 близка к среднему размеру неспециализированного словаря слов естественного языка.

Реальный объём той словарной (смысловой) информации, которая хранится в правом полушарии, значительно больше, потому что при каждом слове, очевидно, запоминаются ассоциированные с ним «толкования» или «пояснения» этого слова, в частности с помощью соответствующих зрительных (или вообще пространственных) и иных образов. Значительная часть этой информации (в отличие от собственно языковой) кодируется в правом полушарии в несловесной форме, что особенно затрудняет сколько-нибудь реальную количественную оценку. Оценить только лишь длину (в словах) словарного толкования типа «стакан» — «сосуд для жидкости» недостаточно, потому что, кроме этой информации, со стаканом ассоциированы в правом полушарии и конкретные образы разных стаканов, виденных или использованных человеком на протяжении его жизни. Кроме того, очень большое (если не преобладающее) число зрительных и иных конкретно-пространственных образов, хранящихся в правом полушарии, может описываться не одним словом, а двумя (например, «железная дорога») или целыми предложениями, а то и пространными текстами.

Но число порядка k×104 позволяет очень приблизительно охарактеризовать те связи между двумя полушариями, которые касаются словаря естественного языка. Каждое из слов этого словаря в целом, хранящегося со всей конкретной смысловой — не собственно языковой — информацией в правом полушарии, должно иметь своё представительство в левом полушарии. В нём хранятся звуковые и буквенные (в современных письменных языках, где буквы соответствуют с той или иной степенью точности звукам) формы этих слов с соответствующей грамматической и абстрактной смысловой информацией. То, что именно левое полушарие является хранилищем конкретных «оболочек» слов, отчётливо видно из новейших работ, посвящённых функциям левой лобной доли мозга (в отличие от правой, нарушение работы которой ведёт к потере способности изобретать любые произвольные фигуры).

При поражении левой лобной доли больной теряет способность быстро воспроизводить слова заданной длины, начинающиеся с определённой буквы [28, с. 468]. Способность, дающая возможность заполнять клетки кроссворда, принадлежит левому полушарию, тогда как правое хранит в себе ключ к кроссворду — сведения о реальном мире. Число порядка k×104 характеризует, таким образом, набор словарных соответствий между левым и правым полушариями, хотя этими соответствиями отнюдь не исчерпывается та информация, которой два полушария могут друг с другом обмениваться.

Особый интерес представляет вопрос о форме, в которой информация из одного полушария передаётся в другое. На основании опытов на животных (главным образом обезьянах и кошках) высказывается гипотеза, по которой при наличии мозолистого тела информация записывается в одном полушарии (речевая — в левом, пространственная — в правом) и по мозолистому телу передаётся из этого полушария в противоположное [24, с. 75–86]. Частичное доказательство этой гипотезы от противного даёт открытие Сперри, недавно подтвердившего, что при врождённом отсутствии мозолистого тела одинаковая речевая информация записывается в обоих полушариях [36].

При передаче по соединительным путям (комиссурам) информации из одного полушария в другое наблюдается явление зеркально симметричного воспроизведения. Наглядным примером может быть зеркальное письмо (в частности, у левшей), при котором правое полушарие воспроизводит зеркальный образ символа (буквы), находящегося в левом [32]. Эксперименты на обезьянах показали, что разрушение части одного полушария, вызванное воздействием алюминиевой пасты, передаётся при участии мозолистого тела в зеркально соответствующую часть другого полушария. Предполагается, что причиной изменений в этом последнем может быть видоизменённая рибонуклеиновая кислота [37, с. 63], в которой многие видят носителя памяти.

Память человека во многом определяется наличием соединительных связей между левым полушарием, в котором хранятся слова в их звуковых оболочках, и правым полушарием с его запасом зрительных образов. Это наглядно видно на примере чудодейственной памяти С. В. Шерешевского. Объясняя способности своего восприятия слов, позволяющие ему запоминать разные их комбинации, он говорил: «Когда я услышу слово «зеленый», появляется зеленый горшок с цветами; «красный» — появляется человек в красной рубашке, который подходит к нему. «Синий»— и из окна кто-то помахивает синим флажком»… [38, с. 20].

Самые тонкие наблюдатели психической жизни человека — писатели, мыслители, художники — описывают её как непрерывный поток зрительных образов, у многих людей напоминающий кинофильм, который человек непрерывно смотрит внутри самого себя. Согласно представлению о правом полушарии как основном вместилище зрительных образов, именно там этот кинофильм и должен развёртываться.

Тогда осмысление человеком любого словесного высказывания можно было бы представить себе как установление соответствий между этим высказыванием и определённым отрезком кинофильма. По аналогии с моделями, предложенными для перевода с одного языка на другой [39, с. 11–12], можно предложить обозначения: Tl — множество словесных высказываний, Tr — множество фрагментов «внутреннего кинофильма», fl — функция, отображающая Tr на Tl.

Для каждого фрагмента t, входящего в Tr (t ∈ Tr), может быть составлено его словесное описание t’, такое, что t’ ∈ Tr. Для осмысленных высказываний на естественном языке справедливо и обратное: каждому высказыванию t’ (t’ ∈ Ti) можно сопоставить некоторое t (t ∈ Tr). Нет доказательств тому, что перевод осмысленного высказывания во фрагмент кинофильма и обратно может осуществляться пословно: скорее, можно предположить более сложный характер функции fl.

Рисунок 14. Сложные иероглифы, получаемые с помощью «монтажа» простых.

Некоторые указания относительно характера кодирования значений в Tr могут быть извлечены, например, из строения иероглифов в таких письменностях, как китайская. Особые знаки для передачи глаголов в этих системах письма могут и отсутствовать, их могут заменять сочетания двух знаков, обозначающих предметы и соответствующих в звуковом языке существительным: знаки для «уха» и «двери» вместе могут означать «слушать» («подслушивать»), знаки для «воды» и «глаза» вместе могут означать «плакать» и так далее (Рисунок 14).

Такой способ изобразительной передачи того, что казалось бы неизобразимо, в иероглифических системах письма исследовал С. М. Эйзенштейн (1898–1948), один из крупнейших режиссёров и теоретиков кино. По его мысли, такой монтаж изображений предметов может передавать любую сколь угодно сложную идею и вместе с тем соответствует ходу ассоциативного мышления, где глагол родится из столкновения двух результатов — начального и конечного [40, с. 153].

Австрийский (а позднее английский) логик Витгенштейн, оказавший значительное влияние на современный логический анализ языка, считал, что в каждой языковой картине мира сцепление двух предметов передаёт отношение между ними (то есть соответствует по смыслу глаголу). Эти гипотезы представляют особый интерес в свете новейших данных, по которым правое полушарие (недоминантное) почти не понимает глаголов в отличие от существительных. Зрительные и пространственные образы, которыми занято правое полушарие, — это прежде всего образы предметов. Свойства и признаки, а также действия позднее выделяются при анализе образов предметов.

«Безглагольность» (именной или телеграфный стиль)

«Безглагольность» (именной или телеграфный стиль) характерна и для некоторых типов расстройств речи при сенсорной афазии (расстройствах ввода). Один из больных с афазией этого типа, исследовавшихся в Институте нейрохирургии имени Бурденко, рассказывая о своей службе во флоте, не мог употребить без подсказки ни одного глагола: война… моряк… крейсер… Ленинград… год, два, три… корабль уже… крейсер большой… много мальчиков (в смысле: мужчин)… народа много (воспроизвожу повторенный больным дважды рассказ по двум записям, сделанным мной 15 лет назад).

Хотя в подобных особых случаях психологический механизм, позволяющий говорить одними существительными без глаголов, выступает особенно отчётливо из-за недуга, не подлежит сомнению, что и у здоровых людей в норме всегда существует эта возможность. Иначе трудно было бы объяснить, почему оказывается возможным использование именного (безглагольного) стиля для передачи внутреннего хода ассоциаций. Так, Достоевский в конце «Кроткой» сбивчивый внутренний монолог вдовца, жена которого только что покончила с собой, передаёт последовательностью безглагольных именных предложений: «Только одна эта «горстка крови». Десертная ложка, то есть. Внутреннее сотрясение». Любопытно, что Эйзенштейн именно в таких местах «Кроткой» видел наибольшее приближение к тому внутреннему ходу ассоциаций, которые он сам (вслед за «Улиссом» Джойса) хотел передать в своём киноискусстве [40, с. 120–121].

В поэзии XX века как русской, так и западно-европейской [41], именной стиль стал характерной чертой крупнейших лирических поэтов, Хотя он был намечен уже у таких больших лириков XIX века, как Фет (достаточно напомнить его «Шепот, Робкое дыханье…», «Это утро, радость эта»), его распространение связано с поздним периодом творчества Блока. Именной стиль обнаруживается в тех стихотворениях, строфах, строках, где выступает запись ощущений поэта как таковая:

Ночь. Улица. Фонарь. Аптека.

Бессмысленный и тусклый свет.

В. Б. Шкловский вспоминает слова Блока о том, что ему самому писание стихов напоминало перевод текста на его собственном языке в текст на языке обычном, причём иногда перевод не доводился до конца. Можно предположить, что именным стилем часто писались наиболее индивидуально-лирические фрагменты, как бы сохраняющие строение первоначального текста.

В современном русском языке именные предложения всегда воспринимаются в плане настоящего времени. В них можно видеть конкретную пространственно-временную локализацию речи, что подчёркивается и частым включением указательного местоимения этот. Поэтому с чисто лингвистической точки зрения кажется вероятной гипотеза о том, что в именном стиле могут сказаться характерные черты значений, соотносимые с правым полушарием, которое связано с ориентацией в реальном пространстве — времени.

Известный французский математик Р. Том, занимающийся построением топологической модели языка, высказал гипотезу, по которой так называемая «глубинная структура» языка (основное смысловое строение фразы) — это наше чувственное восприятие внешнего мира, тогда как «поверхностная структура» (отражаемая в реальных грамматических формах) принадлежит самому языку [42, с. 121]. Это предположение с точки зрения структуры мозга равносильно допущению, что зрительные и другие наглядные восприятия, образующие «кинофильм», демонстрируемый в правом полушарии, описываются посредством звукового языка в левом полушарии.

Грамматика левого полушария

Благодаря хранящейся в левом полушарии грамматической информации оно может манипулировать словами, сочетая их самыми разнообразными способами. В естественном языке грамматически правильные сочетания слов далеко не всегда являются осмысленными. Это было отчётливо выявлено в современной математической теории грамматик, где поэтому строго различается грамматическая правильность и осмысленность: достаточно напомнить хрестоматийный пример Н. Хомски «Зеленые идеи яростно спят». Математическая теория грамматик вся строится на описаниях грамматически правильных предложений, которые могут быть заведомо и неосмысленными.

Математическая теория грамматик

Математическая теория грамматик нашла особенно широкие приложения в теории языков программирования для вычислительных машин [39]. Существенной идеей теории является разграничение нетерминальных (вспомогательных или промежуточных, собственно грамматических) символов, содержательно соответствующих синтаксическим категориям (предложение, группа сказуемого, группа подлежащего, имя существительное, глагол), и символов терминальных, соответствующих конкретным словам языка. Вывод предложения в порождающей грамматике начинается с самых абстрактных нетерминальных символов [например, символ, соответствующий содержательно предложению (Пр), может быть заменён сочетанием символом Грим — Группа Имени (подлежащего), и Грск — Группа Сказуемого]. В конце вывода должна быть получена цепочка терминальных символов — конкретных слов (Рисунок 15).

Рисунок 15. Вывод предложения (дерево в порождающей грамматике).

Нетерминальные символы:

Пр — предложение;
Грим — группа имени;
Грск — группа сказуемого;
Гл — Глагол, Прил — прилагательное;
Сущ — имя существительное.

Терминальные символы:

Современная, кибернетика, удивляет, каждого, учёного.

Быстрому развитию математической теории грамматик способствовало то, что, как обнаружил в конце 1950-х годов Н. Хомски, хорошо к этому времени разработанный аппарат математической логики отвечает требованиям теории грамматик. Идеей, по существу новой для грамматик, было рассмотрение правильно построенных цепочек (независимо от их осмысленности) и правил их порождения как основного объекта лингвистики. На этом пути лингвистика сблизилась не только с логикой, но и с другими науками о знаках, рассматривающими текст как главный предмет исследования (в качестве примера можно сослаться на правила построения фольклорных текстов, разрабатываемые вслед за В. Я. Проппом многими учёными).

В математической теории грамматик грамматики рассматриваются как эквивалентные логическим машинам — автоматам определённых типов, а автоматы — как эквивалентные грамматикам [43, 44]. Этот подход к теории порождающих грамматик приводит к построению автоматной грамматики, представляющей синтез фраз языка как работу определённого логического устройства. Обратная задача — анализ языка — практически очень важная для языков программирования [39], решается на основании понимания распознавания как процесса, обратного синтезу.

Такой подход к грамматикам по существу заложил принципы математической теории соотношения между языком и машиной, к которой в широком смысле примыкают гораздо более общие идеи А. Н. Колмогорова (и Неймана) о связи между программой и объектом, который она строит. Теория грамматик в их отношении к автоматам, активно развивавшаяся в последние двадцать лет после выхода в свет в 1956 году первой статьи Хомски, может поэтому оказаться очень важной и для построения языкового «процессора», моделирующего работу левого (речевого) полушария. Тем не менее до настоящего времени теория в основном применялась к искусственным машинным языкам, в особенности к языкам программирования, а не к естественным. Развитие теории грамматик почти целиком осуществлялось математиками.

Ситуацию можно сравнить с той, которая когда-то имела место в математической логике. Начиная с Лейбница, крупнейшие мыслители решали проблемы этой науки как бы «впрок». Лишь в 1940-х годах оказалось, что тем самым были созданы основы для построения современных вычислительных машин.

Точно так же абстрактная математическая теория грамматик при дальнейшем её развитии может явиться мощным инструментом для описания на единой основе разных форм деятельности, которые можно соотнести с работой левого полушария: логического вывода, построения грамматически правильных фраз и решения вычислительных задач. В разной степени каждый из этих видов деятельности уже теперь моделируется с помощью вычислительных машин, представляющих собой аналог левого полушария мозга.

Экспериментальная психология показывает, что человек одновременно может хранить в кратковременной памяти не более 7±2 отдельных дискретных единиц, например слов. В романе Киплинга «Ким» описывается способ тренировки памяти, когда человеку на мгновение показывают несколько камешков и предлагают запомнить, сколько их было. Как ни тренироваться, за один «такт» работы оперативной памяти человеку никак не удаётся запомнить больше, чем пять-девять камешков.

Как предположили В. Ингве и Н. Хомски, в грамматике некоторых естественных языков (в частности, английского) наблюдаются те ограничения, наложенные на деревья предложений, которых можно было бы ожидать исходя из этой модели, построенной с учётом данных экспериментальной психологии. В частности, один и тот же нетерминальный символ (например, Гл — глагол) ограниченное число раз может быть заменён сочетанием, включающим тот же символ (Гл): глагол идти может зависеть от глагола хотеть (хотеть идти), но от самого глагола идти другой глагол уже не может зависеть. Но это ещё не проверено строго для многих языков [ср. 44, с. 242, 280].

Можно предположить, что при дальнейшем исследовании проблемы связи объёма памяти человека с допустимой формой деревьев предложений нужно будет прибегнуть и к различению двух видов памяти, соотносимых с двумя полушариями. Левое (точнее, доминантное) полушарие, которое в основном и занято построением речевых высказываний, по-видимому, запоминает схемы структуры в гораздо большей степени, чем сами конкретные словосочетания, образующие эти структуры. В отличие от него правое полушарие помнит целостные (глобальные) единства, которые в нём не делятся на составные части.

15 лет назад автор описал одного больного с поражением левого полушария, который сам очень точно сформулировал особенности своей речи: «я не могу по буквам, я могу по словам» [19]. Больные с поражением левого полушария не могут писать отдельные буквы, но могут написать сразу своё имя как единое целое [45], точно так же, как они часто не могут строить новые фразы, но в состоянии произнести стандартное словосочетание — клише.

При исследовании особенностей смысловых ассоциаций у больных после кратковременного выключения левого полушария обнаруживается, что большинство таких ассоциаций составляют стандартные словосочетания — клише. В ответ на слово голубой больной говорит: голубой небосвод, голубое небо, на слово голодный — голодный год, на слово страх — безотчётный страх (при выключении противоположного полушария типичными будут ответы, при которых сохраняется смысл слова, передаваемый его синонимом: голубой — светлый, голодный — несытый, страх — ужас). Современная лингвистическая семантика, успешно изучающая возможные правила построения стандартных словосочетаний-клише типа безотчётный страх, вплотную подошла к описанию одной из важных языковых функций правого полушария.

Разницу между правым и левым полушариями в этом смысле можно соотнести с различием между грамматическими правилами построения высказываний и словарём, где некоторые высказывания могут храниться как целые единицы.

Постановка вопроса о соотношении грамматики и устройства (автомата), который ей пользуется, уже в настоящее время приводит к некоторым интересным результатам в теории грамматик. В частности, исследованы соотношения между сложностью грамматики (длиной правил и числом нетерминальных вспомогательных символов) и сжатостью вывода в ней некоторой цепочки: сокращение («сжатие» или «ускорение») вывода цепочки приводит к возрастанию сложности правил [44, с. 66–70].

Исследования отношений между грамматиками и автоматами уже сейчас составляют один из наиболее разработанных разделов теории искусственных языков программирования [39]. Некоторые из полученных результатов связаны и с опытами машинной обработки текстов на естественном языке. В частности, развитие теории автоматов с магазинной памятью прямо было связано с совершенствованием модели обработки текстов по принципу «последний записанный первым считывается». Этот принцип представляет интерес и для психологии восприятия текста человеком.

Используемые в настоящее время вычислительные машины настолько существенно отличаются от «двухмашинного» комплекса человеческого мозга, что трудно было бы ждать возможности удовлетворительного моделирования всех специфических особенностей человеческого понимания языкового текста на этих машинах. Но принципиально дискретный характер операций, совершаемых над языками (как естественными, так и искусственными — логическими) левым полушарием, делает уже в настоящее время вполне реальной возможность построения таких программ, которые могли бы воспроизводить некоторые процессы анализа и синтеза речи в левом полушарии. Эти процессы включают переработку как грамматической информации, так и такой смысловой, которая непосредственно связана с грамматической.

Многие смысловые категории, в одних языках выраженные особой грамматической формой, в других языках скрыты в словарных значениях слов и словосочетаний: для русского языка значение «заставить кого-нибудь сесть» (на стул, и тому подобное) выражается особым производным от глагола сесть — усадить, в других же языках может понадобиться для передачи такого смысла целое сочетание слов. Понятие «иметь» не только во многих естественных языках (как в русском у меня есть), но и в логических, связывается с глаголом «быть» (и с квантором существования ∃).

Весьма вероятной представляется гипотеза, по которой всем. и этими смысловыми отношениями, а возможно, и всеми абстрактными глагольными смыслами (типа дать), для которых Р. Том предложил топологические модели [42, 46], может ведать левое полушарие, поскольку это — внутриязыковая грамматика смыслов (напомним, что правое полушарие вообще испытывает большие затруднения при восприятии глаголов).

Точно так же логизированный характер таких отношений, как «над — под» («верх — низ»), делает вероятным отнесение соответствующих слов и их смыслов к компетенции левого полушария. Но проведение чёткой границы между такими внутриязыковыми смыслами, которые можно определить в пределах этой грамматики, и значениями, требующими обращения к внешней среде, затруднительно.

При электрошоке, «выключающем» правое полушарие, для больных становятся характерными многочисленные смысловые ассоциации, заменяющие одно слово другим, тождественным или противоположным ему по смыслу: сытый — наевшийся, голодный. Такие больные легко перечисляют весь набор признаков, которые могут быть у какого-нибудь предмета: жилище — многоэтажное, деревянное, каменное, они иногда заменяют смысловые ассоциации чисто грамматическими, например, в ответ на слово забота говорят заботиться о ком-нибудь другом, в ответ на слово злоба — кто-нибудь злится на что-нибудь.

Семантическая информация правого полушария

Л. Витгенштейн в поздних своих работах пришёл к мысли, что грамматика языка определяет абстрактные пространства свойств или качеств известного типа: например пространство цветов, включающее «красный», «синий», «зеленый», пространство звуковых признаков, и тому подобные. Согласно изложению этой мысли Витгенштейна, которое принадлежит Расселу, о какой-нибудь части стены можно сказать, что она красная, или синяя, или зеленая, или что она любого цвета. Последнее утверждение будет ложным, но не бессмысленным в отличие от утверждения, что стена — громкая. Пространство цветов задаётся левым полушарием.

«Пространством» называется собрание всех возможных осмысленных признаков (например, цветовых). Данные внешнего опыта (в терминах двухмашинного комплекса — получаемые правым полушарием) нужны для того, чтобы определить реальный цвет стены — красный, а не синий, тогда как язык задаёт набор возможностей, из которых человек выбирает не только осмысленное, но и истинное [49, с. 199–200]. В некоторых условиях может быть достаточным только утверждение, что поверхность окрашена в какой-либо цвет [50, с. 191]. На более специальном языке лингвистической семантики это можно назвать явлением нейтрализации смысловых противопоставлений, которые в данном контексте снимаются.

К очень близкому пониманию семантической организации языка подходит в своей топологической модели Р. Том. Он полагает, что над обычным пространством — временем нашего восприятия (в излагаемой модели характерным для правого полушария) надстраиваются различные языковые пространства («семантические поля») (в данной модели характерные для левого полушария) — такие вторичные более конкретные признаки, как цвета, пространства свойств, образованных на основе евклидова (обычного) пространства (сила, скорость и так далее), наконец, пространства качеств, связанных с человеческой деятельностью (смелость, осторожность и так далее) [42, с. 118].

Формализация модели, отчасти сходной с мыслями Витгенштейна, лежит в основе теории семантической информации Бар-Хиллела и Карнапа [43]. Как поясняет Бар-Хиллел основную идею этой теории, «содержанием высказывания признается класс всех возможных состояний мира, которые несовместимы с этим высказыванием» [51, с. 35]. Например, утверждение «Эта стена — красная» исключает утверждение «Эта стена — не красная». Иначе говоря, в теории семантической информации развивается мысль старых логиков, учивших, что «во всяком утверждении заключено отрицание».

В работе Бар-Хиллела и Карнапа вводится логический язык, состоящий из конечного числа n индивидов и p предикатов, которые признаются взаимоисключающими или несовместимыми друг с другом. Описание состояния Z представляет собой конъюнкцию n простых высказываний типа P (a) ( «a обладает свойством P»). Каждый предикат соотносится с его отрицанием ØP (a) ( «a не обладает свойством P»). Поэтому всего есть 2πn возможных описания состояния. Для каждого описания состояния Z существует мера m (Z) такая, что 0 ≤ m ≤ 1.

Функция меры понимается Карнапом как абсолютная логическая вероятность. Для неложного высказывания i область R (i) является совокупностью всех описаний состояния, для которых i сохраняет силу. Тогда m (i) определяется как сумма m (Z) по всем Z, которые содержатся в R (i). Мера семантической информации cont (i) определяется как cont (i) = m (Ø) i = 1 — m (i).

Как поясняет это определение Бар-Хиллел, «чем больше логическая вероятность утверждения, тем меньше мера его содержания… Наиболее простым математическим отношением, удовлетворяющим этому требованию, является дополнение до 1» [51, с. 38]. По-видимому, построения этого типа представляют собой некоторую формализацию семантических утверждений о действительности, содержащихся в теории Витгенштейна.

Основную трудность представляет разграничение тех логических признаков, которые можно считать внутриязыковыми, и конкретных признаков, определение которых невозможно без обращения и ко всему богатству знаний о внешней среде, хранимых (и демонстрируемых в «кинофильме») в правом полушарии. Сколько-нибудь ясную ориентацию в проблеме соотношения грамматики языка и внеязыковых значений, по-видимому, могут дать такие опыты сравнения всех известных естественных и искусственных языков, которые бы позволили выявить универсалии, присущие большинству грамматик.

Если в каком-либо языке такая универсалия (например, время) выражается не грамматически, а особым словом, её скорее всего можно отнести к сфере влияния левого полушария. Смысловые преобразования (трансформации по Хомскому) типа Цезарь умерЦезарь был убит можно предположительно отнести к области компетенции левого полушария, тогда как преобразования, требующие обращения к сведениям о внешнем мире, типа объяснений многих слов — названий конкретных предметов в толковых словарях, хранятся в правом полушарии.

Увлекательную проблему представляет то, в какой мере синонимические преобразования целых предложений, которыми много занимается современная лексическая семантика, могут быть соотнесены с информацией, передаваемой из одного полушария (правого) в другое (левое) и обратно. Одна и та же картина (например, телефильм о спортивном состязании) может быть описана разными словесными способами, которые в определённом смысле эквивалентны (синонимичны) друг другу.

Синонимические отношения смыслового тождества между знаками, хранимыми в разных полушариях, можно предположить для письменного языка в тех случаях, когда одинаковые смыслы передаются либо иероглифом (например, арабской или римской цифрой 3, III), либо сочетанием букв, которое соотнесено с последовательностью звуков (три). Согласно данным, полученным при электросудорожном шоке, установление смыслового тождества между разными иероглифическими обозначениями одного и того же числа (арабской или римской цифрами) осуществляется левым полушарием. Правое полушарие объединяет в одну группу иероглифы одного типа (например, римские цифры), отделяя их от иероглифов другого типа [52, с. 109, 111].

Физический символ v употребляется как иероглиф, но соответствующее ему слово устного языка «скорость» не всегда, имеет в точности то же значение, что видно из строки Мандельштама «Свет размолотых в луч скоростей». Такое образное переосмысление математических и других научных терминов происходит не только в искусстве, но и в некоторых научных текстах.

В левом полушарии грамматическая информация хранится в форме, общей для разных языков, видимо, благодаря наличию некоторых генетически передаваемых форм записи этой информации. Как предположил Хомски, с мнением которого согласны и крупнейшие специалисты в области молекулярной биологии [53], существуют общие для всех людей (для Homo sapiens как вида) врождённые предпосылки усвоения языка.

Только этим можно было бы объяснить скорость усвоения любого языка двухлетним ребёнком, оказывающимся в соответствующей языковой среде, и возможность быстрого усвоения грамматики нового языка после того, как изучен родной язык. Но следует подчеркнуть, что лёгкость и скорость усвоения относятся именно к грамматике языка (включая и некоторые слова наиболее общего характера), хранимой в левом полушарии, а не ко всем оттенкам значений слов, которые следует соотнести с правым полушарием.

Напротив, усвоение значений слов оказывается процессом чрезвычайной длительности, в какой-то степени не прерывающимся на протяжении всей жизни человека. Как убедительно показали эксперименты Л. С. Выготского и других психологов, для ранних этапов усвоения языка характерно такое соединение разных значений слова в одном комплексе, следы которого достаточно долго сохраняются и позднее.

Особенно отчётливо это явление обнаруживается в младенческом лепете. Отдельные звукосочетания в этом лепете (еще до усвоения родного языка) служат как бы фамильным именем для целого комплекса предметов, соединённых по случайным признакам. Так, годовалый Костя звукосочетанием хь называл горячую кастрюлю, горячую лампу, грелку (хотя бы и пустую) и батарею центрального отопления — даже летом, когда она холодная.

У североамериканского индейского племени команчей дети в возрасте примерно от одного до трёх лет (пока они не овладели полностью обычным языком племени) говорили со взрослыми на особом детском языке (с очень небольшим словарём — порядка 40 = 22 × 10 слов — и упрощённым звуковым составом). Каждое из слов (и одновременно предложений) характеризовалось широкой комплексностью значений: одно и то же слово ? uma:? (где? — звук, похожий на последний звук разговорного русского отрицания произносимого как (не?) могло означать «красиво!», «хорошо!», «славно!», «дай-ка я тебя причешу!», «дай-ка я тебя одену!» (слова матери ребёнку), «вот красивое платье!», «смотри, вот красивая игрушка!», «любая яркая или цветная вещь, привлекательная для ребёнка», «красный», «желтый», «синий» [54, с. 245–246].

Фамильными именами, относящимися к разнородным предметам, оказываются и многие слова бесписьменных языков так называемых первобытных племен. В австралийском языке аранта одно и то же слово ngu обозначает корни водяной лилии, скрытые под водой, спящих людей и сон; кости человека (невидимые, как и подводные корни) и вопросительное местоимение, относящееся к человеку, не видимому для говорящего.

Предположение о том, что объединение казалось бы разнородных (со строго логической точки зрения, присущей левому полушарию) предметов в один комплекс характерно именно для правого полушария, может быть подтверждено экспериментально.

При электросудорожном шоке, выключающем на время левое полушарие, больной нередко поясняет значение слов, перечисляя все элементы такого комплекса: слово вода вызывает у него комплекс — лето — купаться — соревнование — плавание — жарко: слово купаться вызывает у него комплекс полотенце — быть в воде — рыбалка.

Как в истории языка отдельного ребёнка после младенчества, так и в истории каждого из естественных языков осуществляется постепенное развитие в сторону таких слов, которые были бы однозначными терминами. На раннем этапе усвоения родного языка ребёнок ещё не знает значений подавляющего большинства слов, но быстро выучивается их свободному грамматическому соединению. Такая полубессмысленная детская болтовня может считаться хорошей тренировкой тех способностей, которые у взрослого локализованы в левом полушарии.

Подобные грамматически правильные, но не осмысленные тексты под влиянием детской речи проникают и в литературу для детей (например, стихи из «Алисы в стране чудес»). Сходными оказываются и высказывания при некоторых формах шизофрении, что можно было бы связать с известной гипотезой о возвращении при этой болезни к некоторым психическим чертам, присущим раннему детству. Сходные тексты производятся при поражении лобных долей мозга [33, с. 54].

Уточнение смысла тех слов, которыми пользуются ребёнок, осуществляется, по выводам Выготского, примерно к школьному возрасту, когда (после усвоения письма) ребёнок может пользоваться словами, соответствующими не комплексу разнородных предметов, а некоторому понятию. Развитие от комплексного мышления к логизированному понятийному в терминах двухмашинной модели описывается как развитие от типа, характерного для правого мозга, к типу, характерному для левого мозга. При выключении левого полушария во время электросудорожного шока больной теряет способность понимания абстрактных терминов, имеющих понятийные значения (здоровье, злоба, радость, религия, и так далее), при полном сохранении понимания названий конкретных предметов.

Развитие от комплексных значений к понятийным затрагивает только некоторые слова языка (и в разной мере у разных говорящих). Это развитие приводит в конце концов к искусственным логическим языкам с предельной однозначностью. Но обнаруживаемые уже в парадоксах и проясняемые в теореме Гёделя [55] ограничения, наложенные на такие однозначные системы, заставляют полагать, что стремление к однозначности не может дать окончательных результатов не только в естественных языках, но и в искусственных.

Значение одного слова в естественном языке не отграничено резко от значений всех остальных слов. Язык запрещает смешивать значения разных слов только в пределах одной сферы значений: слово собака не может быть смешано со словом кошка, но уже к человеку (в хулительном смысле) или к воину (в качестве его восхваления во многих древних языках) его вполне легко относят. Благодаря такой свободе в употреблении слов все говорящие понимают друг друга при различиях в возрасте, знаниях, взглядах. Взаимное непонимание (например, при научных обсуждениях) возникает именно при попытках чётко разграничить слова.

Нильс Бор, на протяжении всей своей жизни много размышлявший о структуре языка, полагал, что ключевые слова естественного языка, относящиеся к психической деятельности человека, всегда используются хотя бы в двух (если не более) разных смыслах — например, «воля» в значении «желания» и «свободы», «возможности осуществлять желания» (русское вольному воля). Бор полагал, что каждое такое слово тем самым относится хотя бы к двум разным «плоскостям» деятельности. Моделью значений слов ему представлялась риманова поверхность поля функций [56].

Несомненно, что принципиально многозначность используется в поэтическом языке. Его особенностью согласно Колмогорову является соотношение b ≤ g, где g — мера всех синонимических преобразований в данном языке, а b — коэффициент, характеризующий ограничения, наложенные на текст поэтической формой. Энтропия языка H = g + h, где h — информационная ёмкость (мера смысловой информации). Невыполнение неравенства означало бы невозможность выразить заданные мысли в данной поэтической форме.

При существенно увеличивающемся b, характерном для определённых периодов истории литературы, неравенство выполнимо только при существенном увеличении многозначности слов путём образных их употреблений, характеризующих именно поэтический язык. Поэтому, например, сложность строфики (и рифмовки) «Божественной комедии» Данте в известной мере уже обусловливает характер изощренной образности поэмы. Такие образные употребления позволяют достичь «параллельной» передачи нескольких значений в одном слове и вместе с тем повышают величину g.

Оценка последней для обычного языка может быть произведена внутри данного языка при сравнении разных языковых описаний одной и той же ситуации (одного и того же фрагмента кинофильма) или же путём сличения разных переводов одного и того же иноязычного текста. Хотя перевод в принципе осуществляется в пределах чисто языковых, требуемые для него смысловые отождествления не могут избежать обращения к внеязыковой информации.

Согласно гипотезе о работе мозга как двухмашинного комплекса, можно предположить, что поэтическое творчество (как и всякое осмысленное использование естественного языка) осуществляется обоими полушариями. Все собственно языковые (грамматические в самом широком смысле) операции над поэтическим текстом осуществляет левое полушарие, тогда как неязыковая сторона поэтических образов, связанная с поэтическим видением мира, относится к правому полушарию. Весьма вероятно, что с ним же связано и музыкальное оперирование со звуками речи как с неречевыми целостными комбинациями (подбор звуков в целом — в определённом смысле «непрерывном» — тексте, частным и наиболее широко известным случаем которого являются звуковые повторы), хотя установление звуковых ассоциаций между индивидуальными парами слов относится к ведению левого полушария.

От жеста к слову

В ходе исследования соотношения между функциями левого и правого полушарий установлено, что в индивидуальном развитии каждого ребёнка (как и в истории всего человечества как вида) это соотношение устанавливается постепенно.

а — мозг с преобладанием речевых зон левого полушария; б — симметричное развитие обоих полушарий.
Рисунок 16. Морфологическая асимметрия двух полушарий мозга (по Гешвинду).

У современного человека есть генетическое предрасположение к тому, чтобы именно левое полушарие взяло на себя функции речевого. Те части левого полушария, которые у взрослого человека представляют собой специализированные устройства для переработки речевой информации, по величине больше соответствующих частей правого полушария у подавляющего большинства людей (Рисунок 16, а). При вскрытии увеличение этих областей отмечено у 65 из 100 нормальных людей, примерно одинаковая величина их (Рисунок 16, б) — у 24, а обратное увеличение соответствующих частей правого полушария (генетически предопределённая наклонность к тому, чтобы быть левшой с правым речевым полушарием) — у 11 [57, 153]. Число порядка 90 процентов для генетически предопределённого преобладания речевых функций левого полушария получено и по другим данным [58].

Число левшей в разных обществах колеблется вокруг величины порядка 15 процентов, но при этом только у 25–50 процентов левшей не только левая рука является основной, но и правое полушарие является речевым. Особенно важно то, что у детей, умерших сразу после рождения, уже есть эта асимметрия полушарий, что подтверждает её генетическую предопределённость. Левое полушарие уже в младенческом возрасте реагирует именно на речевые звуки. Но эта возможность реализуется у ребёнка не сразу. На самом раннем этапе усвоения речи в этом процессе участвуют оба полушария. У детей — правшей до пяти лет поражение правого полушария может вести к нарушению речи — афазии. Наоборот, если в этом же раннем возрасте левое полушарие поражено травмой или болезнью, его функции может принять на себя правое полушарие, становящееся речевым.

Эксперименты последнего времени показали, что по положению руки во время письма легко можно отличить левшу с правым речевым полушарием от левши, у которого, как и обычно у правши, речью управляет левое полушарие [34, с. 816] (Рисунок 17).

В возрасте «от двух до пяти» дети обучаются языку так, что грамматика родного языка закрепляется в речевом полушарии на всю жизнь. Если в этом возрасте ребёнок не получает возможности овладеть речью, он лишается способности говорить. «Волчьи дети», подобные Маугли, описанному в «Книге джунглей» Киплинга, выросшие не среди людей, а в лесу, среди животных, потом, оказавшись в человеческом обществе, могут научиться всего лишь нескольким словам. Всего известно несколько десятков таких случаев. Лучше всего описан случай с мальчиком, найденным в лесу на юге Франции во времена Наполеона.

Блестяще одарённый врач Итар, пытавшийся обучить мальчика речи, оставил подробное описание своих опытов (по книге Итара, недавно переизданной во Франции, поставлен фильм Трюффо «Ребёнок-дикарь», где сам Трюффо играет роль Итара). Несмотря на все усилия Итара, мальчик, уже к тому времени далеко переросший возраст усвоения речи, обучился лишь небольшому числу слов, не превышающему двух десятков. Очевидно, нейрофизиологический (и биохимический) механизм, позволяющий записать грамматику родного языка в речевом полушарии, после пятилетнего возраста уже не работает.

(а) (б)
Рисунок 17. Положение руки при письме в зависимости от функции двух полушарий для левши (а) и для правши (б)

На верхних рисунках доминантное полушарие совпадает с полушарием, управляющим рукой, на нижних — не совпадает (инвертированное положение руки)

Все остальные языки человек выучивает позднее через соотнесение с теми универсальными языковыми правилами, которые и реализованы на примере этой грамматики в его речевом полушарии. Шерешевский, запоминавший слова родного или знакомого ему языка с помощью зрительных ассоциаций, слова неизвестного языка (как и бессмысленные звукосочетания) запоминал с помощью звуковых ассоциаций с уже знакомыми ему словами других языков, а также вспомогательных зрительных ассоциаций [38, с. 31]. Подобные факты позволяют думать, что для запоминания слов и форм новых языков используются ассоциации между ними и уже известными языками — прежде всего родным.

Особый интерес представляют данные, судя по которым овладение новым языком связано с недоминантным (в норме правым) полушарием [59], в котором осуществляются различные ассоциативные операции. Но эти ассоциации с новым языком возможны только на основе уже усвоенного языка.

Если универсальные языковые правила (как и предрасположенность к речевым функциям левого полушария) и передаются генетически, то из этого не следует, что тем самым передаётся языковое поведение. По общей формулировке нашего великого биолога Северцова, наследуется не поведение, а только способность к поведению. Но эта способность к речи может быть реализована лишь при наличии среды людей, которые говорят с ребёнком. Генетически запрограммирован и критический возраст, после которого нельзя уже обучиться языку.

После того, как грамматика родного языка уже усвоена ребёнком, левое полушарие постепенно всё больше и больше узурпирует функции, связанные с речью на родном языке. Этот процесс постепенного возрастания асимметрии двух полушарий длится чрезвычайно долго — почти на протяжении всей жизни человека. Правое полушарие в течение всей человеческой жизни продолжает обогащаться знаниями о мире, расширяющими систему значений слов.

Это сопровождается постепенным торможением (в норме) тех функций правого полушария, которые вначале связаны с речью. У тех правшей (чаще всего женщин), у которых менее выражена асимметрия функций полушарий, речь, ещё связанная и с правым полушарием, может мешать выполнению пространственно-зрительных задач, специфических для данного полушария. В принципе, из опытов на животных известно, что если полушария дублируют работу друг друга, они работают существенно менее эффективно.

Известен и случай, когда, наоборот, аномальное развитие левого полушария, вынужденного в возрасте «от двух до пяти» заняться «не своим делом» — пространственно-зрительными восприятиями, затормозило обучение родному языку [19, с. 79–80]. У американского мальчика этого возраста заметили странную особенность: он ничего не говорил, но начал писать, в частности умел писать названия телевизионных программ и тексты коммерческих реклам. В раннем детстве родители, уходя на работу, оставляли его играть в манеже перед включённым телевизором. Количество зрительной информации, передаваемой за относительно небольшой промежуток времени телевизором, огромно — оно сопоставимо с количеством информации в целой книге.

Поэтому оба полушария мозга мальчика, главным собеседником которого в раннем детстве был включённый телевизор, оказались забитыми этой колоссальной разнообразной зрительной информацией, в частности коммерческими рекламами, прерывающими все передачи. Когда мальчик заговорил, его речь была типичной речью «правого мозга» — он произносил названия отдельных марок машин, но не целые предложения. Врачи предположили у него «детскую шизофрению».

При всей расплывчатости этого последнего термина история болезни мальчика согласуется с гипотезой, по которой шизофреническими называются чаще всего расстройства, связанные с нарушениями нормальных соотношений между двумя полушариями, иногда (как в данном случае) с преобладанием правого полушария. История мальчика, который не мог говорить, поучительна ещё и потому, что она говорит о серьёзности, с которой в наш век нужно отнестись к проблемам общения в таких коллективах (в кибернетическом смысле), как телевизор — «правый мозг» — «левый мозг» (Рисунок 18). Наличие этого «треугольника» в раннем детстве привело к тому, что развитие левого мозга было заторможено правым.

Относительная автономия правого полушария по отношению к левому

Относительная автономия правого полушария по отношению к левому обнаруживается в тех случаях, когда у взрослого человека ослабевает преобладание левого полушария в области операций над языком. Эти происходит при травматических поражениях и заболеваниях левого полушария и соответствующем хирургическом вмешательстве с удалением речевых зон (Брока и Вернике). В этом случае, как и при перерезании мозолистого тела и других соединительных путей, «правый мозг» перестаёт быть немым (как в норме у взрослого) и способен иногда к таким несложным операциям, как называние показываемых ему предметов и автоматизированная речь. Следовательно, часть усвоенных в раннем детстве языковых навыков сохраняется в правом мозге, хотя и в заторможенном (подавленном) виде, но может быть частично оживлена.

Новейшие работы показывают, что одно полушарие играет по отношению к другому роль демпфирующего устройства: при выключении речевого, левого, полушария правое полушарие лучше распознает музыку и другие неречевые звуки, при выключении правого полушария левое лучше разбирает звуки речи [25]. Согласно исследованиям недавнего времени, подтвердившим гипотезы Л. С. Выготского, до овладения естественным языком ребёнок начинает усваивать системы простейших жестов, позволяющих ему ориентироваться в пространстве — времени с помощью движений собственного тела. Движение руки со значением «дай» намного предшествует тому времени, когда ребёнок научится говорить Дай! (или звукосочетанию с тем же общим значением в его младенческом лепете — ещё до усвоения родного языка).

Рисунок 18. Телевизор мешает ребёнку научиться говорить.

Овладение языком у ребёнка следует за периодом (до 18–24 месяцев, то есть первые полтора-два года жизни), который крупнейший швейцарский исследователь детской психологии Ж. Пиаже назвал «сенсоромоторным». В это время каждый предмет понимается ребёнком в соответствии с теми схемами действий, которые он может совершить с этим предметом. Вещь можно схватить, пососать, поскрести — и каждой из этих возможностей соответствует жест, который как бы сокращённо воспроизводит схему действия. Такие условные схемы действия в возрасте от 4 до 8 месяцев (в третьем периоде развития ребёнка по Пиаже) становятся как бы условными обозначениями предмета. Нельзя не согласиться с Р. Брауном, который в недавней книге о детской речи видит в этих жестовых обозначениях этап, непосредственно предшествующий усвоению звукового языка [60, с. 198–201].

Значение таких простейших жестов, из которых складывается первоначальный язык жестов, с особенной отчётливостью было выявлено в работах И. А. Соколянского. Этот замечательный учёный, которому принадлежит видное место и в истории науки о человеческих средствах передачи информации и, в ещё более важной «истории человеколюбия», жертвенно посвятил свою жизнь возвращению к нормальному существованию слепоглухонемых детей. Ещё инструктором Наркомпроса в Украине в годы после гражданской войны он искал и находил в деревнях маленьких слепоглухонемых детей. Он брал их для воспитания — сначала в своей собственной семье, где ему самоотверженно помогала жена, потом в созданном им в Харькове специальном интернате.

При оккупации Харькова фашистами интернат был уничтожен, но Соколянскому и нескольким из его воспитанников удалось спастись. Продолжая свою работу в Москве (сначала в ещё очень трудных условиях послевоенного времени), Соколянский дожил и до того дня, когда одна из его учениц, Скороходова, защитила как кандидатскую диссертацию свою поразительно интересную книгу «Как я воспринимаю, представляю и понимаю окружающий мир». Я никогда не забуду потрясения, мной испытанного, когда на этой защите я увидел и услышал слепоглухонемую женщину, которая сама могла произнести вслух вступительное слово. Ей приходилось только подносить руку к шее, чтобы ощутить колебания голосовых связок и установить необходимую для говорения обратную связь с органами речи.

После смерти Соколянского его ученик А. И. Мещеряков продолжил воспитание слепоглухонемых детей и исследование их в специальном интернате, созданном по образцу харьковского под Москвой. Уже после смерти и Соколянского, и Мещерякова в 1975 году в журнале «Вопросы философии» была опубликована целая серия статей об их работах, где они справедливо оценивались как крупнейшее достижение нашей науки.

Лучшая из этих статей написана С. А. Сироткиным — одним из воспитанников подмосковного интерната, в то время уже кончавшим философский факультет Московского университета. Как удалось Соколянскому разработать такие средства возвращения слепоглухонемых детей в человеческое общество, которые потом позволили им даже стать учёными, писать важные для науки статьи и книги?

Соколянский рассказывал, что когда он разыскивал своих будущих воспитанников в Украине, они часто по-своему поведению напоминали скорее зверенышей, чем человеческих детей: один из малышей укусил его даже за палец, когда он к нему подошел впервые. Они были бы обречены на существование животных, если бы не открытие Соколянского. Главным в его системе было то, что ребёнок должен воспитываться в тесном контакте с родителями или с людьми, ему заменяющими родителей (как сам Соколянский и ей жена в Харькове). Ребёнок должен держаться за руку или за полу юбки матери, сопровождать её, когда она выполняет простые действия, ощупывать те предметы, с которыми, хлопоча на кухне или убирая дом, возится мать. Жестовые осязательные образцы этих предметов и жесты самих действий с ними составляют тот первый и основной язык, которому наощупь обучается слепоглухонемой.

Предпосылкой для такого обучения является отсутствие того, что называется «центральной врождённой слепотой», то есть поражения отделов центральной системы, ведающих наглядным восприятием внешнего мира. Л. С. Выготский, специально занимавшийся этой проблемой, показал, что ребёнок с центральной врождённой слепотой обречён остаться идиотом [35, с. 380] и, по-видимому, полностью не приспособлен для жизни (у него нет никакой возможности реализовать другие генетически переданные способности мозга, потому что «входом» в эту систему является получение сигналов извне). При центральной врождённой слепоте искажаются и осязательные (тактильные) образы [28, с. 466]. Если основные отделы центральной нервной системы сохранены, напротив, оказывается возможным бороться и с таким тяжёлым недугом, как слепоглухонемота (Сохранение затылочных отделов коры головного мозга, имеющих особое значение для зрительного восприятия, позволяет поставить вопрос и о возможности разработки протеза для слепых, основанного на вызывании светящихся точек при электрической стимуляции этих отделов мозга [61]. — Прим. авт.). Именно сохранность этих отделов мозга даёт возможность обучить ребёнка осязательным жестам — указаниям и жестам — действиям.

Язык жестов — действий

Язык жестов — действий, в частности указательных жестов, относится у нормальных людей к явной сфере влияния правого полушария. Но гениальным открытием Соколянского было то, что после усвоения этой системы жестов, соотносимых с правым полушарием, слепоглухонемых можно научить другой системе знаков, соответствующей словам естественного языка, состоящим из букв или звуков. Если слепоглухонемой ребёнок научился знакам — тактильным (осязательным) жестам (которые подобны иероглифам), его после этого можно научить и сложным знакам, состоящим из «букв» — жестов тактильной (пальцевой) азбуки (сходной со зрительной пальцевой азбукой, которой обычно разговаривают и глухонемые, обучившиеся ей, как грамоте, в детском саду или в школе после усвоения ими в раннем детстве зрительных иероглифических знаков — жестов).

В словесном языке слепоглухонемых (и глухонемых) каждое слово, например коромысло, передаётся последовательностью тактильных (у глухонемых — зрительных) жестов, обозначающих каждую букву в отдельности. До усвоения этого языка слепоглухонемой ребёнок уже умел обозначать предметы жестами-иероглифами. Например, коромысло он обозначал знаком, который имитирует движение матери, надевающей коромысло с ведрами себе на плечи. Педагог осязательными жестами объясняет ребёнку, что этот знак — то же самое, что и другой знак, которым можно обозначить коромысло с помощью пальцевой азбуки. Главным в это время является усвоение жеста, означающего тождество по значению двух знаков. В системе обучения И. А. Соколянского это был жест двух вытянутых ладоней, повернутых боком, которые имитируют по форме знак равенства (=).

После усвоения на нескольких конкретных примерах знака тождества по значению дети быстро выучиваются многим словам, закодированным в пальцевой азбуке, тем самым они овладевают и её элементами — «буквами». С этого начинается лавинообразное усвоение ребёнком грамматики естественного языка (на что требуются те же 2–3 года, что и в норме «от двух до пяти») и всей той информации, которая на нём может быть передана (Скороходова в своей книге описывает даже, как она научилась понимать стихи Пастернака). Соколянскому удавалось обучать детей и звуковому языку — для этого надо было поставить каждому жесту пальцевой азбуки в соответствие те движения органов речи, которые нужны для произнесения звуков (единственное, что могло помешать речи — дети до начала воспитания могли сорвать себе голос нечленораздельными криками типа тех, которые может издавать «правый мозг»).

Установление тождества знаков-иероглифов и знаков пальцевой азбуки приводит к лавинообразному развитию интеллекта слепоглухонемого ребёнка потому, что так устанавливается соответствие между первичной системой жестов-иероглифов, уже усвоенной правым полушарием, и генетически предопределённым специфическим механизмом усвоения естественного языка в левом полушарии. Отсюда напрашивается вывод, что для такого генетически предопределённого механизма в известном смысле не так важно, идёт ли речь о знаках, кодируемых акустически (звуках), или знаках, кодируемых оптически (буквах). Если усвоена одна такая система, где слова состоят из дискретных элементов, то от неё легко перейти к другой аналогичной системе, где различны только физические сигналы, которыми эти элементы кодируются.

У нормального ребёнка сперва усваивается звуковой язык, потом буквенный, у слепоглухонемого — сперва буквенный (пальцевая азбука), потом звуковой. Быстрота, с которой от одного кода можно перейди к другому, показывает, что для левого полушария существенна не столько физическая природа сигналов кода, сколько дискретный характер отдельных элементов (букв или звуков). Они сами по себе ничего не значат, но их сочетание образует слова-знаки, эквивалентные по значению нерасчленённым знакам-иероглифам.

Отождествление знаков-иероглифов и знаков, состоящих из элементов пальцевого или буквенного алфавита, означает установление соответствий между информацией, уже полученной в ходе раннего обучения правым полушарием, и генетически заложенной в левом полушарии информацией, позволяющей с небывалой быстротой строить цепочки из заданных последовательностей (Рисунок 19). Отождествление знаков, накопленных за время обучения в правом полушарии, со знаками, которые строятся в левом полушарии, позволяет пустить в ход тот генетически предопределённый механизм, который ведёт к чрезвычайно быстрым темпам обучения.

Сам И. А. Соколянский великолепно понимал, что наблюдения над детьми, служение которым составило цель всей его жизни, представляют исключительную ценность для кибернетического понимания знаковых систем человека. Незадолго до его смерти я получил от него большое письмо (датированное 19 февраля 1960 года), целиком посвящённое этой проблеме. В этом письме, подводившем итог его 52-летней работы в этой области, он писал:

«Слепоглухонемота — это неповторимая и единственная в природе модель развивающейся (вернее: развиваемой, формируемой) человеческой личности. На обезьянках можно многое изучить, но ничего из того, что относится к социальному поведению человека. Ни на ком и ни на чём невозможно изучить некоторые (и пожалуй — самые существенные!) особенности человеческого поведения, с такой, почти предельной точностью, как на формируемом поведении слепоглухонемого… Приведу один, и, как мне кажется, — любопытный пример. Для обучения слепоглухонемого ребёнка грамматическому строю словесного языка при нормальных условиях требуется 2 — максимум 3 года…

Точно так же не является загадкой и формируемое у слепоглухонемого математическое мышление. Последнее я очень хотел бы доказать практически, если позволит возраст и условия…» Этот свой замысел, на исполнение которого у него уже не оставалось времени, он так пояснил в этом же письме: «… безъязычные [слепоглухонемые] — представляют интерес и в другом плане. Словесная речь, как бы ей ни овладели безъязычные, сама по себе («словесное мышление») ни в коем случае не может обеспечить слепоглухонемому полноценное умственное развитие в такой степени, чтобы он мог отразить внешний физический мир… [так], как это доступно нормальному человеку. Истинная картина внешнего физического мира может быть раскрыта только математически развитым мышлением.

Есть достаточно оснований утверждать, что он свободно, без затруднений может овладеть математическим аппаратом интерпретации самых «сокровенных тайн» природы, как это доступно нормальному в соответствии с уровнем современных ему знаний. Надо развить математическое мышление слепоглухонемого до такого же уровня, как и у нормального, и только в таком случае он сможет достигнуть полноценного умственного развития. Овладение словесным языком даже в пределах художественного чутья не гарантирует слепоглухонемому полноценного умственного развития. У него должно быть предельно (в пределах современных ему знаний) развито естественнонаучное мышление. А без математики этого достигнуть невозможно».

Рисунок 19. Схема последовательности усвоения знаковых систем слепоглухонемыми детьми.

Так, в конце своей жизни великий учёный, решая задачу помощи слепоглухонемым, которой он посвятил себя, подошел к разработке проблемы создания искусственных языков для человеческого мозга, находящегося в крайне тяжёлых условиях. В таких условиях естественный язык (в большей степени, чем в других известных случаях) оказывается неудобным для полного познания и восприятия внешнего мира. Проблема соотношения между устройством (мозгом) и языком, для него наиболее подходящим, в этих условиях становится особенно острой.

Как заметил Соколянский, отличие обучаемых по его системе слепоглухонемых от глухонемых состоит в том, что последние, благодаря тому, что у них есть зрение, с раннего детства обычно сами (без педагога) овладевают языком жестов-иероглифов («мимико-жестикуляторной речью»). Переход же от этого иероглифического языка, характерного для правого полушария, к словесному языку (кодируемому зрительной пальцевой азбукой) осуществляется в основном по тем же закономерностям, хотя быстроте этого перехода немало мешает отсутствие такой чёткой системы, которая была выработана Соколянским для обучения слепоглухонемых. В частности, нередко неблагоприятное влияние на обучение оказывает раннее запрещение пользоваться языком жестов-иероглифов, полное усвоение которого должно было бы предшествовать (как и у слепоглухонемых) переходу к естественному языку, что и обеспечило бы быстроту этого перехода (на это указывал Соколянский, критикуя существующие методы обучения глухонемых, тормозящие процесс такого перехода и растягивающие его на 12 лет по сравнению с 2–3 годами у слепоглухонемых).

Решение этого вопроса на основании двухмашинной схемы мозга важно практически ввиду значительности числа глухонемых в любом коллективе. Соотнесение языка жестов-иероглифов («мимико-жестикуляторной речи») с правым полушарием, а пальцевой азбуки — с левым полушарием может быть подтверждено случаем сохранения языка жестов-иероглифов при поражении левого полушария, вызывающего потерю пальцевой азбуки. Афатики, чья речь пострадала при поражении левого полушария, сохраняют соотнесённый с правым полушарием язык символических жестов, которые позволяют им восполнить затруднённость в использовании устного языка. Для понимания функций двух полушарий мозга и характера связей между ними соотношение разных видов жестов (иероглифических и пальцевой азбуки) и соответствующих им видов письма (иероглифического и буквенного) имеет особое значение.

Исключительный интерес представляет полная невозможность чтения при глубоком поражении тех соединительных путей — в белом веществе мозга под корой, — по которым зрительная информация из правого полушария передаётся в левое (Рисунок 20). При таком поражении больной вполне владеет речью я может писать, но совершён но не может читать буквенного письма, так как зрительная информация не передаётся в ту зону левого полушария, которая занимается анализом и синтезом букв [62].

Рисунок 20. Поражение соединительных путей между двумя полушариями, вызывающее полное расстройство способности читать.

X — поражение межполушарных связей у больного с тотальной алексией (по Дежерину).

Другой вид расстройства чтения, сопряжённый с поражением только этой зоны левого полушария (без поражения соединительных путей между полушариями), отличается возможностью помочь чтению с помощью произнесения букв вслух. Напротив, как это видно из сравнения поражений способности употреблять слоговую японскую азбуку (при болезни левого полушария) и способности использовать иероглифику, которой ведает правое полушарие, чтению иероглифов не может помочь произнесение слова вслух [26; 62, с. 70–72]. В этом отношении иероглифическая письменность очень близка к жестам-иероглифам. Исследование этих систем знаков в их отношении к устному языку позволяет выяснить, что смысловая (в частности, зрительная) информация о внешнем мире левым полушарием должна быть получена от правого. Поэтому глубокий перерыв соединительных связей между полушариями приводит к невозможности понять зрительные знаки-буквы, передающие звуки языка.

Исследование языка жестов-иероглифов у глухонемых особенно интересно потому, что этим языком они овладевают в раннем детстве без ведома педагога (обычно запрещающего им пользоваться, например в детских садах). По существу этот язык является продолжением того языка жестов, которому каждый ребёнок обучается до двух лет. Но если нормальный ребёнок очень рано переходит к младенческому лепету, а потом к естественному языку, то мозг глухонемых находит выход из ситуации, где он не может пользоваться звуковым языком, развивая более сложную систему жестов-иероглифов, постепенно накапливаемую в правом полушарии (прерывание этого процесса педагогом поэтому недопустимо, что и заметил Соколянский).

Недавно описан язык жестов, выработанный глухонемым полинезийцем Кагобаи на одном из Соломоновых островов. Кагобаи — единственный глухонемой на острове. Он с детства не мог говорить и слышать чужую речь. Он сам изобрёл свой язык жестов, включающий не меньше нескольких сотен знаков, которые понимают и другие жители острова, с ним охотно общающиеся. Одной из отличительных черт его языка является то, что каждый знак может состоять как бы из нескольких кадров (Рисунок 21). Знак, обозначающий «молодого человека», состоит из одного «кадра», который показывает сильного человека, взваливающего правой рукой тяжёлый груз на левое плечо, и второго «кадра», показывающего человека, сидящего с самодовольным видом [63, с. 166–167].

Знак, обозначающий «прошлое», состоит из первого «кадра» — левая рука указывает вперёд (на языке этого острова «предки» обозначаются как «поколения» впереди) — и второго «кадра», показывающего, как правой рукой отрезают голову. Монтаж этих кадров означает: прошлое — это время, когда людей убивали [63, с. 121–122].

Многие знаки, относящиеся к рыболовству, которым Кагобаи успешно занимается, представляют собой целые сценки, разыгранные правой рукой, изображающей обычно рыболова или его снасти, и левой рукой, представляющей в этом спектакле добычу охотника. Знаки, относящиеся ко второй профессии Кагобаи — садоводству, состоят из последовательности «кадров», каждый из которых показывает один из главных этапов в посадке того или иного растения. Наглядность подавляющего большинства знаков, относящихся к повседневной жизни обитателей острова, объясняет лёгкость, с которой Кагобаи понимают его собеседники. Хотя в отличие от Кагобаи все они умеют говорить на обычном языке, но прошли когда-то через этап пользования детским языком жестов, следы которого (пусть в заторможенном виде) сохраняются и у взрослых. Тот переход от осмысленного жеста к слову, который обнаруживается в развитии каждого отдельного человека, можно предположить и для предыстории всего вида Homo sapiens.

«Прошлое»:
а — « То время, далёкое от меня» б — «Когда людей убивали»
«Молодой человек»:
в — «Сильный человек» г — «Довольный собой»
Рисунок 21. Знаки, изобретённые глухонемым полинезийцем Кагобаи.

Многие племена, называемые первобытными, до XIX и XX века, когда их стала изучать современная наука, сохраняли следы гораздо более значительной роли языка жестов-иероглифов. О высокой развитости такого языка у этих племен свидетельствует то, что у аранта (и других туземцев Австралии) в некоторые периоды жизни отдельного человека или всего племени (во время траура и в течение многих месяцев посвящения юноши в тайны, по функциям соответствующего нашим экзаменам) запрещалось пользоваться звуковым языком, можно было говорить только языком жестов. Когда период траура кончался, некоторые женщины-вдовы оставались безмолвными на всю жизнь и пользовались только языком жестов. Такой язык был хорошо известен всем членам племени, поэтому они легко могли переходить на него тогда, когда это почему-либо требовалось [64].

Рисунок 22. Рисунок Эйзенштейна.

Язык этот (в частности, в качестве международного языка общения между племенами) был очень широко распространён у американских индейцев. Исследователи насчитывают не менее 3000 знаков в этом языке. Его изучил с исключительной глубиной в конце XIX века замечательный американский этнолог Кашинг. Кашинг с детства серьёзно увлекался индейцами и мастерил предметы по образцу тех, которые они изготавливали. Сделавшись учёным и посвятив себя исследованию индейцев, Кашинг поселился среди племени зуньи, стал его полноправным членом, был посвящён в его тайны, стал жрецом и членом совета племени. Проведя среди индейцев зуньи четыре с половиной года, Кашинг добился полного погружения в жизнь племени. Он заметил, что индейцы не только великие мастера делать вещи — этому он учился у них с детства. Они умеют и думать руками, как современный человек иногда может думать вслух.

Кашинг совершил удивительный эксперимент погружения в такое мышление с помощью «ручных понятий». Совершить этот опыт, который другой крупный этнолог — Леви-Брюль назвал «доступным только гению», Кашингу без сомнения помогла многолетняя тренировка в самих конкретных действиях, которые индейцы умели совершать своими руками. По его собственным словам, Кашинг «вернул свои руки к их первобытным функциям, заставляя их проделывать всё то, что они делали в доисторические времена, с теми же материалами и в тех же условиях, которые характеризовали эпоху, когда руки были так связаны с интеллектом, что они действительно составляли его часть» [65]. Эти слова читаются с особенным интересом сейчас (почти столетие спустя), когда работы по искусственному интеллекту начались с опытов управления искусственными руками роботов.

Статья Кашинга, напечатанная ещё в конце XIX века, повлияла на Леви-Брюля, а через него на многих других исследователей культуры, среди них — и на С. М. Эйзенштейна. Найдя в университетской библиотеке статью Кашинга, пролежавшую почти полвека неразрезанной, Эйзенштейн попробовал повторить его опыт. Занимаясь спустя ещё полвека (в семидесятых годах) в архиве Эйзенштейна, автор нашёл его записи своих ощущений во время этого опыта, при котором «двигательный акт есть одновременно акт мышления, а мысль — одновременно — пространственное действие» [40, с. 31].

Когда Эйзенштейн увидел танцы туземцев острова Бали, он пришёл в восторг от того, как они близки к испытанному им опыту мышления «ручными понятиями», когда «танцем рук проходит поток мыслей» [40, с. 31] (любопытно, что примерно в это же время французский театральный критик и поэт-драматург Арто писал о жестах народного театра Бали как об особом языке иероглифов).

Рисунок 23. Схема функций асимметричного мозга с развитым «недоминантным» правым полушарием.

Для психофизиологической оценки этого эксперимента Эйзенштейна следует подчеркнуть, что он сам наиболее свободно выражал себя с помощью таких систем знаков, которые принадлежат к сфере влияния правого полушария. Всего непосредственнее он изъяснялся посредством своих рисунков (Рисунок 22), которые он делал непрерывно (как эскимосы, у которых рисунки собеседников сопровождали каждый разговор, а после разговора уничтожались). Его мировая слава основывается на его достижениях в использовании языка немого кино, одним из создателей и теоретиков которого он был, и музыкального кино (по жанру близкого к опере; недаром, одновременно с работой над фильмом этого жанра он поставил «Валькирию» Вагнера в Большом театре). Его словесные тексты, напротив, отличаются обычно крайней сложностью построения. По большей части его записи для самого себя, частично опубликованные [40], представляют смесь слов и частей фраз на четырёх (а иногда и пяти) языках.

Эйзенштейн отличался исключительной силой глубинного проникновения в собственную психическую жизнь. По его самопризнаниям он чрезвычайно остро зрительно представлял перед собой то, о чём он думал: «Даже сейчас, когда я пишу, я, по существу, почти что «обвожу рукой» как бы контуры рисунков того, что непрерывной лентой зрительных образов и событий проходит передо мной… Музыка — особенно Прокофьева и Вагнера — входит под знаком этой номенклатуры тоже в зрительный раздел — или правильнее его назвать «чувственным?»

Слово и подтекст — это то, что часто остаётся у меня вне фокуса обострённого внимания» [66, с. 509–510]. В приведённых словах (как и во многих других аналогичных самопризнаниях Эйзенштейна) с необычной ясностью сформулировано различие между теми функциями (непрерывная лента зрительных образов, музыка), которые для него принадлежали к основным, и словесной деятельностью, менее для него органичной. В терминах двухмашинной модели мозга можно было бы сказать, что Эйзенштейн, который был правшой (хотя и сокрушался об этом, виня в этом воспитание, вытеснившее у него, по его мнению, склонность к леворукости), был преимущественно ориентирован на функции правого полушария (к которым может относиться и сочинение текста на разных языках).

Не могу удержаться от небольшого отступления, касающегося истории самой этой книжки. Когда абзац о психофизиологической основе опыта Эйзенштейна с «ручными понятиями» был уже написан, я разговаривал о проблеме функций двух полушарий с нашим крупнейшим специалистом по нейролингвистике Александром Романовичем Лурия (когда-то другом Эйзенштейна, который в 1930-е годы вместе с ним и Выготским стремился проникнуть в глубины первобытной психики). Александр Романович перебил меня и спросил, знаю ли я что-нибудь об асимметрии мозга Эйзенштейна. Я ответил отрицательно, и тогда мой собеседник достал из папки «Эйзенштейн» фотографию мозга кинорежиссёра, сделанную после вскрытия.

Огромное правое полушарие резко противостояло левому, относительно небольшому. Меня поразило то, что в приведённом высказывании Эйзенштейна можно видеть как бы проекцию этой асимметрии на разные виды его деятельности (Рисунок 23). Та точка зрения, согласно которой правое полушарие имеет дело с нерасчленёнными глобальными целыми, могла бы найти косвенное подтверждение в том, как Эйзенштейн многократно описывал своё пристрастие к непрерывной линии (в том числе и в аналитической геометрии, которой он увлекался в юности).

Предыстория математики

Общечеловеческим способом счета являются жесты рук, обозначающие числа (Рисунок 24). Счёт на пальцах у всех первобытных народов предшествует числительным устного языка, что отражается и в происхождении самих числительных. Во многих языках, например в африканских (зулусский и другие языки банту), числительные обозначают только действия над пальцами рук. Языки могут различаться лишь конкретными операциями счета: «семь» может означать или «согни два пальца» (на второй руке): 7 = 5 + 2 или «согни в обратную сторону 3 пальца»: 7 = 10–3. Исследование числительных позволяет углубиться в такую предысторию культуры, когда «ручные понятия» были необходимыми хотя бы для первобытной арифметики у всех народов.

Рисунок 24. Жестовый счёт от 1 до 30 у австралийского племени аранта.

Изучая в поведении (в том числе и бессознательном) современного человека «окаменелые» пережитки древних систем знаков, Л. С. Выготский в качестве одного из наиболее ярких примеров приводит «рудиментарную форму культурной арифметики: счёт на пальцах», который обнаруживается, в частности, в поведении ребёнка [35, с. 105–107]. В своей современной форме счёт на пальцах связан с левым полушарием. Так объясняется то, что при одних и тех же поражениях этого полушария обнаруживается и расстройство счета, и неузнавание собственных пальцев [67, с. 186–187], входящие в так называемый синдром Герстмана.

Самое раннее упоминание счета на пальцах

Самое раннее упоминание счета на пальцах в магическом значении содержится в древнеегипетском заклинании для получения перевоза. Умерший царь уговаривает перевозчика (подобного греческому Харону) дать ему переправиться на восточную сторону канала в потустороннем мире. На это перевозчик ему говорит: «Величественный бог на другой стороне скажет: не привел ли ты мне человека, который не может сосчитать свои пальцы?» Но царь в ответ читает стихотворение, каждая из строк которого соответствует одному из пальцев, расположенных в соответствии с египетским счётом (см. таблицу) [68]. Когда совершался магический счёт, руки держались ладонями вверх, счёт велся от большого пальца правой руки до большого пальца левой руки (см. таблицу) Отдельные жесты такого рода встречаются и на египетских изображениях (Рисунок 25).

В культурах Древнего Востока уже отчётливо видно и другое проявление общечеловеческого стремления обозначать числа посредством иероглифов. В таких письменностях, как хеттская клинопись, было возможно написание чисел либо числительными, записанными (как многие другие слова) слоговыми фонетическими знаками, либо знаками-иероглифами. При этом почти всегда предпочитался второй способ.

Древнеегипетский счёт на пальцах

Палец Рука
Левая Правая
Большой 1 10
Указательный 2 9
Средний 3 8
Безымянный 4 7
Мизинец 5 6
Рисунок 25. Древнеегипетский пальцевый счёт.

Подобно тому, как счёт на, пальцах долго сохраняется в качестве пережитка «ручных понятий», сочетающегося со звуковым языком, обозначение чисел письменными знаками-иероглифами (наряду с фонетической их записью числительными естественного языка) остаётся как пережиток в современных письменных европейских языках. Его сохранению, несомненно, способствует и практическое удобство сокращённой — посредством иероглифов — записи часто повторяющихся длинных сочетаний числительных. Когда мы записываем «три» как 3 или III, проявляется особый характер обозначений чисел, тяготеющих к иероглифам (и тем самым к сфере влияния правого полушария; к ней, вероятно, относились когда-то и жесты, из которых позднее развился пальцевый счёт, перешедший в число операций, находящихся в ведении левого полушария).

Есть основания видеть ранние следы пальцевого счета и в самой ранней иероглифической «письменности» человечества — знаках и зарубках, сделанных человеком каменного века. Детальный анализ этих знаков палеолита, данный недавно Б. А. Фроловым, привёл его к выводу, что в них особенно выделяются группы по 5 и 10 знаков, следовательно, с помощью таких зарубок человек фиксировал результаты сосчитанного по пальцам [69, с. 116]. Поэтому ошибались те историки математики, которые после открытия первых таких зарубок поспешно решили, будто счёт с помощью зарубок предшествовал счету по пальцам [70, с. 23–24].

Хронологически появление счета с использованием древнейших знаков письменности палеолита намного предшествует знакомству европейской науки с аборигенами Австралии, считавшими только по пальцам (без зарубок). Но культурное развитие человечества нельзя выстраивать по прямой линии сплошного прогресса. Средневековую науку в этом смысле можно уподобить афатику, который вновь обращается к счету по пальцам, утратив более современные способы счета. В Средние века для исчисления новолуний (в связи с которым, по мнению некоторых исследователей, возник развитый счёт уже в палеолите) в Европе снова стал использоваться счёт по пальцам [71, с. 24–25]. Но это не противоречит наличию до этого великих достижений греческой математики, как и ещё более древних открытий. Углублённое изучение письменности палеолита не опровергает, а, скорее, подтверждает исключительную древность пальцевого счета, уходящего в предысторию Homo sapiens.

Счёт по пальцам в его примитивной форме, предшествовавшей появлению числительных, мог быть связан, как и все системы жестов-иероглифов, с правым полушарием мозга. В пользу этого говорят свидетельства о счете на пальцах у таких австралийских племен, в чьём звуковом языке не было числительных больше «двух»: до четырёх считали, повторяя слова «один» и «два», а дальше считали только по пальцам. Австралиец из подобного племени был отдан в школу европейского типа, он обучился считать до 20, но члены его племени остались безучастными к этому открытию, не имеющему никаких практических приложений. Тогда призадумался и юный австралиец: «Зачем было выучивать, что 8 + 9 = 17, если у меня нет стольких пальцев?» [69, с. 151].

Такая установка только на сиюминутную реальность, вообще типичная для «правого мозга», работающего в режиме реального времени, легко объяснима по отношению к явлениям, для обозначения которых существуют только знаки-иероглифы, которыми ведает правый мозг. Но даже и у тех индейцев Северной Америки, у которых в их устных языках есть числительные до 80, сохраняется сходная установка. Один из таких индейцев по просьбе учёных сосчитал только до 10 и добавил, что потом «ничего больше нет». Он привык пересчитывать только нечто реальное и осязаемое [69, с. 151]. Следовательно, даже и тогда, когда числа могут обозначаться словами естественного языка, по отношению к ним сохраняется установка, характерная для правого мозга, а не для левого.

Самые ранние этапы отношения к числу у первобытных племен характеризуются тем, что дикари на глаз с удивительной быстротой и точностью определяют численность больших групп предметов. Для маленьких детей характерно такое же восприятие чисел, по словам Пиаже (который посвятил особую монографию этой проблеме), образующих «целостную форму, то есть некоторую общую поверхность, сопровождаемую более или менее смутно осознаваемым структурным сходством (без анализа деталей)» [72, с. 325].

Идея конкретного завершённого (замкнутого) множества была основной ещё и для способов обозначения чисел в древнеегипетском языке и в целом ряде других древних языков, как было установлено Э. Бенвенистом и С. Д. Кацнельсоном [73, с. 136–139]. Этим, между прочим, объясняется исключительно сложная система обозначения дробей, принятая в Древнем Египте, где существовали особые таблицы дробей, типа наших таблиц логарифмов [71, с. 84–89; 70, с. 37–38].

Сами обозначения дробей были связаны с идеей завершённого числа: «две части» означало по-египетски две трети, «третья часть» — часть, образующая целое вместе с «двумя частями», то есть одна треть [74, с. 25]. Египетские таблицы разложения дробей (типа = +) с числителем 2 на «единичные» дроби (с числителем 1), которые и были основным объектом египетских действий с дробями, интересны тем, что в них обнаруживаются наблюдения над составом целых чисел [75, с. 22].

Для того чтобы уяснить причины, по которым длительное время могла сохраняться традиция оперирования числами как конкретными целостными формами, следует напомнить, что и современные математики и логики, характеризуя природу числа, говорят: «каждое целое число отличается от другого целого числа характерными индивидуальными свойствами — подобно тому, как различаются между собой люди» [76, с. 241]. XX век ещё видел последнего крупного представителя древней индийской традиции такого отношения к числам, как к различным индивидуальностям. Исключительно одарённый математик Рамануджан, не получивший никакого систематического образования (и до своего приезда в Европу изучивший только одну книгу по математике), знал каждое число (включая и очень большие числа), о котором он думал, как своего знакомого. Ему были известны свойства чисел так, как люди знают особенности своих друзей.

Когда Рамануджан, в Англии тяжело заболевший, лежал в лондонской больнице, к нему однажды приехал его друг и соавтор, крупный английский математик Харди. Харди сказал, что номер такси, на котором он приехал, — скучный: 1729 = 7∙13∙9. На это Рамануджан возразил: «Нет Харди, нет Харди, это очень интересное число. Это — наименьшее число, которое можно представить как сумму кубов двумя разными способами: 93+ 103 = 13 + 123 = 1729».

Как заметил Харди в своих лекциях о Рамануджане, тот в гораздо большей степени, чем современные ему европейские математики, исходил из конкретных числовых примеров. Это особенно наглядно проявилось в его работах по проблеме разбиения чисел. В этой области Рамвнуджан получил ряд замечательных результатов, связанных с p (n) — числом разбиений натурального числа n.

При поиске формулы, дающей при любом n значение p (п) с конечной ошибкой, Рамануджан изумил Хардн и другого сотрудничавшего с ним английского математика — Литлвуда. Рамануджан догадался внести в ключевое выражение для этой формулы — 1/24. По словам Литлвуда, «такую догадку нельзя назвать иначе как гениальной. Во всём этом есть что-то сверхъестественное» [77, с. 45]. На протяжении своей короткой математической деятельности, оборванной ранней смертью, Рамануджан многократно угадывал приближённые выражения очень сложных функций с конечной ошибкой. Особенности математического дара Рамануджана сказались и в том, что в полученных им формулах для бесконечных рядов [77, с. 36] общие члены ряда им не записаны. Уже имея ряд блестящих результатов, Рамануджан не представлял себе, что такое доказательство.

Конкретность числовой интуиции Рамамуджана не вызывает сомнений. Кажется возможным высказать предположение, что в некоторых его математических достижениях можно видеть взлёт и завершение тех возможностей, которые угадываются за египетскими действиями над дробями, с таким трудом понятыми современными математиками. Это может представить интерес и для выяснения некоторых частных проблем истории математики. Не исключено, что точные математические соотношения, предполагаемые в структуре усыпальницы в хеопсовой пирамиде, могут объясняться не развитостью геометрии у египтян [78, с. 74, прим.], а конкретной числовой интуицией.

Можно привести пример и не математика, но исключительно одарённого современного человека, который также знал «в лицо» числа и поэтому мог запоминать на всю жизнь огромные их последовательности — С. В. Шерешевского. По его словам, «для меня 2, 4, 6, 5 — не просто цифры. Они имеют форму… 1 — это острое число, независимо от его графического изображения, это что-то законченное, твёрдое, 2 — более плоское, четырёхугольное, беловатое, бывает чуть серое…, 3 — отрезок заострённый и вращается, 4 — опять квадратное, тупое, похожее на 2, но более значительное, толстое…, 5 — полная законченность в виде конуса, башни, фундаментальное, 6 — это первая за «5», беловатая, 8 — невинное, голубовато-молочное, похожее на известь» [38, с. 18].

Нетрудно увидеть, что некоторые из повторяющихся в этом самопризнании конкретных признаков чисел объединяют те из них, которые и арифметика признает закономерно связанными друг с другом: наименьшие нечетные числа: 1 (острое) и 3 = 1 + 2 (заострённый); 2 (четырёхугольное) и 4 = 22 (опять квадратное похожее на 2, но более толстое); в этой классификации, которая, как и классификационные системы дикарей, строится по нескольким перекрещивающимся признакам, 2 входит и в другую группу: 2∙1 (беловатое), 2∙3 = 6 (беловатая) и 2∙4 = 8 (голубовато-молочное, похожее на известь); объединяются 1 и 5 = 1 + 4 (законченный). Любопытно, что при этом, как в пальцевом счёте и в графике палеолита, у Шерешевского (в чьей психике отмечены и другие черты, сходные с душевным складом ребёнка или дикаря) 5 «было фундаментальным числом» и 6 определялось как «первая за 5».

Понятно, что при таком восприятии чисел как конкретных индивидов они должны находиться в ведении правого полушария: ведь именно оно может запоминать «впрок» сколько угодно новых лиц (в пределах своих огромных возможностей). Следует отметить, что память Рамануджана (как и Шерешевского) изумляла всех его знавших: он помнил, в частности, все глагольные корни и все производные от них залоговые формы санскрита (для него — языка его касты, но не родного, что можно сравнить с ролью французского языка для русских дворян). Роль удивительной памяти Рамануджана в его оперировании с числами можно было бы пояснить сопоставлением с тем, как Выготский объяснял значение памяти в поведении примитивного человека. Она выполняла те функции, которые потом выделились из памяти [35, с. 452].

Знание системы операций над числами избавляет от необходимости их помнить. Левое полушарие, в отличие от правого, для которого иероглиф неразложим на составные части, строит и анализирует хранящиеся и порождаемые в нём знаки языков (и их последовательности) как цепочки, что видно при сравнении больных с поражением левого и правого полушария. В левом полушарии совершаются логические операции над языковыми знаками, как и над числами.

Понимание чисел как языковых объектов

Понимание чисел как языковых объектов, над которыми можно совершать такие операции и выстраивать их в соответствующие цепочки, и привело ко многим успехам математики нового времени. С подобным пониманием математических объектов связаны были и достижения математики, в частности, и те, которые сделали возможным создание вычислительных машин.

Предтечей такого направления по праву считают Лейбница, для которого универсальная математика — это «логика воображения» [79, с. 31]. Такую точку зрения можно признать прямо противоположной взгляду того индейца, для которого после десяти «ничего нет».

Но ошибочным было бы предположение, что обратное понимание математики в целом (не только непрерывной) как сферы деятельности, сходной — в указанном смысле — с другими проявлениями «правого мозга», в новейшее время исчезает. Напротив, оно возрождается в весьма современном виде в математическом интуиционизме. Достаточно напомнить, что Брауэр полностью отрицал связь математики с языком (в том числе и с логическим языком, который в конечном счёте интерпретируется через естественный) и требовал изучать математическое мышление, а не математический язык [76, с. 256]. Для интуиционизма характерно развитие ставшего уже традиционным сопоставления математики и музыки [76, с. 240, прим. 3, и с. 257]. В музыкальных склонностях таких математиков, как Брауэр и Вейль, можно было бы видеть психофизиологическое выражение глубоких соотношений, вскрываемых сближением интуиционизма и музыки.

Любопытно, что интуиционистская критика традиционной математики не затрагивает представлений о замкнутых конечных совокупностях, что означало как бы возврат (на новом этапе) к той самой древней математике замкнутых множеств, которая предшествовала появлению математики нового времени. Суть предлагаемого сопоставления состоит не в дополнительной критике интуиционистского подхода к математике, а напротив, в прояснении некоторых причин возрождения того понимания математики, которое возникло достаточно давно. Брауэра не умаляет сопоставление его с австралийским юношей, для которого числа, большие чем 10, были «пустяками белого человека», подобно тому, как для Брауэра был неприемлем традиционный взгляд на бесконечные множества. В той мере, в какой математическое мышление представляет собой и результат деятельности правого полушария, утверждение необходимости интуиционистского подхода оказывается совершенно естественным.

С этой же точки зрения значительный интерес может представить и цитированное выше предположение И. А. Соколянского, который хотел проверить, не окажется ли именно математическое мышление наиболее адекватным способом описания внешнего мира для тех людей, знаковые системы которых первоначально развивались именно с опорой на «правый мозг».

Структура мозга Эйзенштейна согласуется и с включением в круг его пожизненных привязанностей не только музыки и зрительных искусств, но и аналитической геометрии. Та вычислительная машина, которая должна была бы в двухмашинном комплексе моделировать работу правого («недоминантного») полушария головного мозга, скорее всего должна была бы оперировать с такими объектами, природа которых принципиально отлична от цепочек символов, с которыми имеют дело логическое и «грамматическое» (речевое — «доминантное») левое полушарие и обычные вычислительные и логические машины, моделирующие его работу. По словам Дж. фон Неймана, «в центральной нервной системе логика и математика, рассматриваемые как языки, структурно должны существенным образом отличаться от тех языков, с какими обычно мы встречаемся в нашем опыте» [80, с. 50].

С точки зрения идеи мозга как комплекса двух машин можно предположить такое развитие идеи фон Неймана: в этом комплексе одна машина (соответствующая левому полушарию) характеризуется логическим языком, в основе своей близким к языкам математической логики, тогда как для второй машины были бы нужны математические языки принципиально других типов (или логические языки, моделирующие эти языки).

На уровне нейронов (а может быть и на других «низших» уровнях) информация и в недоминантном полушарии может кодироваться дискретно. Но по главным своим функциям это — полушарие целостных («топологически связных») единиц. Поэтому оно оперирует целостными зрительными и пространственными образами, предметами, иероглифами, жестами, музыкальными мелодиями и ритуализованными фразами и именами вещей, не членящимися на единицы («буквы») в самом этом полушарии. Но каждому целостному образу правого полушария может соответствовать его представление в виде последовательности дискретных символов в левом полушарии.

Можно представить себе связанные друг с другом машины М1 и М2 (Рисунок 26). Из М2 в М1 по каналам передачи информации могут, в частности, передаваться некоторые адреса, каждому из которых соответствует в М2 целостный образ (пусть и закодированный набором дискретных единиц). В М1 с этим адресом связана цепочка отличающихся друг от друга символов. Тогда М1 соответствует доминантному полушарию, разлагающему на составные части те имена, которые другое полушарие (моделируемое машиной М2) соотносит с целостными образами предметов. Число, в правом полушарии выступающее как единое целое — особый индивид, в левом предстает как элемент ряда натуральных чисел или как результат каких-либо вычислительных операций.

Если предлагаемые гипотезы (пока ещё весьма предварительные) верны, то в будущем развитии моделирования функций мозга видное место может принадлежать таким новым направлениям, как математическая теория катастроф Р. Тома. С помощью этой теории можно, в частности, изучать те границы («катастрофы»), которые мозг (видимо, правое его полушарие) проводит между отдельными целостными связными образами предметов [42].

Рисунок 26. Схема соотношении между частями двухмашинного комплекса:

М1, М2 — части комплекса;
A, B, C — связные области в М2;
A1, A2… An, B1, B2… Bn, C1 C2… Cn — последовательности дискретных единиц в M1.

Решение задачи описания того, как неречевое полушарие оперирует с прерывными («катастрофическими» в смысле Тома) сочетаниями непрерывных (связных) образов, может потребовать использования тех частей аппарата современной математики, которые в очень слабой степени привлекались для исследования мозга, чаще моделировавшегося с помощью логических схем. Большая адекватность континуальных моделей для описания биологических систем отмечалась ещё на значительно более ранних этапах развития кибернетики в моделях непрерывных сред, построенных в связи с изучением сердечной деятельности [7, с. 183, 190], Несомненно, что к сходным выводам подводят и некоторые из новых физиологических работ о языках мозга, в которых недаром отмечается значение идей Тома [37, с. 421]. В таких патологических условиях, как эпилептический припадок, система нейронов в целом описывается континуальными моделями. Но аналогичные явления могут отмечаться и при нормальной работе мозга, участки которого описываются как ткани со спонтанно активными элементами [37, с. 92–100].

Применение в моделях мозга языка топологии и других методов, важных для описания связных целостных объектов, характеризующихся непрерывностью, не только даёт возможность использовать в науке о человеке более развитые части современной математики, но может и привести к постановке таких задач, которые потребуют разработки принципиально нового математического аппарата. В этом отношении новейшие работы в области моделей мозга могут оказаться существенным стимулом для развития и математики, и кибернетики.

Как заметил А. Н. Колмогоров, «условные рефлексы свойственны всем позвоночным, а логическое мышление возникло лишь на самой последней стадии развития человека. Все предшествующие формальному логическому мышлению виды синтетической деятельности человеческого сознания, выходящие за рамки простейших условных рефлексов, пока не описаны на языке кибернетики» [81, с. 54].

Решение задачи описания этих «дологических» форм сознания, к которой стремились и такие крупнейшие наши теоретики искусства, как Эйзенштейн [40, с. 62–137], представляет исключительный интерес для всех тех форм знаковых систем, которые по своей структуре отличны от логических языков. В раннем искусстве могут преобладать правополушарные целостные образы, позднее взаимодействующие с логическими понятиями.

Н. А. Бернштейн с большой чёткостью на современном кибернетическом языке указал на различие (намеченное в физиологии ещё раньше) между «дологическим» типом работы нервной ткани и теми эволюционно более новыми системами нейронов, действующих по принципу «всё или ничего», которые преимущественно интересовали кибернетиков. От таких «канализованных» неокинетических («новодвигательных») форм передачи нервных сигналов Бернштейн отличал формы палеокинетические («древнедвигательные»), которые могут распространяться и поперек нервных волокон с диэлектрическими оболочками, не составляющими преграды для палеокинетических сигналов [18, с. 294–295].

В принципе сходная точка зрения, предполагающая роль медленных потенциалов в работе головного мозга (представляемой голографической моделью), была недавно обоснована на большом экспериментальном материале в специальной книге К. Прибрама [37]. Исключительный интерес представляет вопрос о том, не преобладает ли «голографический» («палеокинетический») тип в работе нервной ткани правого полушария в отличие от левого. Это соответствовало бы вероятному предположению об отражении в работе этого полушария черт, характерных для центральной нервной системы до появления звукового языка. Но следует подчеркнуть, что все указанные гипотезы нуждаются в тщательной экспериментальной проверке.

Как давно возник звуковой язык?

Наш известный антрополог В. В. Бунак ещё 25 лет назад предположил, что закрепление за левым полушарием функции управления звуковой речью произошло ещё до верхнего палеолита (более 30 000 лет до новой эры) [82, с. 241, 242]. Эта датировка была дана на основании обнаруженных им морфологических следов асимметрии функций двух полушарий на древних ископаемых черепах людей того времени. Более развитые речевые зоны левого полушария (см. Pис. № 16, а) оставляют след на черепе.

В то время на это доказательство (как и на аналогичные мысли, высказывавшиеся ранее другими антропологами) не было обращено должного внимания, так как существенные для этого данные о морфологической асимметрии полушарий у современных людей были проверены лишь в последние годы. Недавно окончательно была подтверждена точка зрения об асимметрии следов средней менингиальной артерии на эндокране — внутренней стороне черепа современного человека [83, с. 20 и 45; 34, с. 331; 24, с. 503–516].

Гипотеза В. В. Бунака, по которой речь уже была во времена верхнего палеолита, подтвердилась тщательным исследованием, проведённым безвременно умершей В. И. Кочетковой — одной из тех, кто создал палеоневрологию — новую науку о центральной нервной системе ископаемых людей [83, с. 155]. Кочеткова внимательно изучила слепки черепов предков человека, в частности неандертальцев, из десяти находок времени мустье (около 50 000 — 40 000 лет до новой эры) и пришла к выводу, что уже в это время (еще до появления в верхнем палеолите Homo sapiens) отмечается развитие речевой зоны Брока и зоны Вернике. Уже после смерти В. И. Кочетковой вывод о развитости морфологической асимметрии мозга у неандертальцев (в отличие, например, от питекантропов) был подтверждён на большом материале [84, ср. 34, с. 361; 153].

В последние годы идёт дискуссия о том, был ли возможен у неандертальцев звуковой язык, для которого необходим специфический для современного взрослого человека характер вытянутой надгортанной полости зева, отсутствующей у новорождённого и у древнейших предков человека. На основании одного черепа неандертальца были сделаны расчёты, дающие и для него отрицательный ответ на этот вопрос, но они не кажутся бесспорными [40, с. 25–26; 34, с. 624]. В случае, если эта гипотеза подтвердится, окажется, что неандерталец (последний по времени предшественник Homo sapiens) уже имел (очевидно, возникшие благодаря мутациям) предпосылки для специализированных устройств ввода и вывода. Но использовались они не для обработки звуковой речевой информации, а ещё главным образом для расчленения на элементы знаков языка жестов (принципиальная возможность этого следует из характера использования пальцевой азбуки глухонемыми и слепоглухонемыми).

По гипотезе Н. Гешвинда [85], основную роль в развитии звукового языка сыграло развитие тех нижне-теменных участков мозга, которые обеспечивают связь между устройствами обработки информации разного рода, в частности, звуковыми и зрительными. Соответствующие области почти полностью отсутствуют у обезьян. Но при первоначальном развитии этих участков мозга они могли способствовать прежде всего связям между зрительными и тактильными устройствами: характерно, что эти участки сильно развиты в правом полушарии, в чём иногда видят противоречие идее Гешвинда [24, с. 511].

Лишь потом место ранней пальцевой азбуки (древнейших элементов, на которые начали разлагать жесты при увеличении словаря языка жестов), мог занять звуковой язык. В этом отношении показательна предполагаемая история пальцевого счета.

Знаки этой системы из жестов-иероглифов (которыми ведало правое полушарие) превращаются в эквиваленты числительных, относящиеся к сфере левого полушария. Поэтому по отношению к таким предкам человека, как синантроп, наряду с гипотезой о развитии у них зачатков речевой зоны мозга [83, с. 146] возможно и допущение о росте тех отделов мозга, которые потом стали заниматься звуковым языком, а первоначально «обслуживали» язык элементарных жестов.

Развитие зон, соответствующих специализированным устройствам вывода и ввода, в это время могло ещё не сопровождаться асимметрией мозга, как это иногда наблюдается (в небольшом числе случаев, см. Рисунок 16, б) и у современных людей. Более определённые выводы можно сделать относительно времени, когда правая рука стала главной при выполнении основных операций с орудиями труда.

Ответом на этот вопрос наука обязана нашему историку С. А. Семёнову — создателю экспериментальной археологии, научной дисциплины, которая проверяет гипотезы о характере применения древних орудий посредством воспроизведения аналогичных технологических процессов. Ему удалось установить, что судя по следам работы, обнаруживаемым на орудиях труда, неандертальцы в основном работали правой рукой [86]. С этим можно предположительно связать и одну странную находку времени мустье в Ираке в пещере Шанидар (древность находки определена по С14 как 46 900 ± 1500 лет): там найден скелет 50-летнего старика-неандертальца, который потерял правую руку и долго жил после этого, причём он носил какие-то предметы в зубах, отчего они скошены с внутренней стороны.

В верованиях позднейшего времени нередко встречается культ божества с одной рукой, причём часто у священного существа почитается левая рука — как бы зеркальное отражение основной руки обычного человека. Иногда с этим связывается и обычай отрезания одной из рук или её пальцев; так объясняют и соответствующие изображения в искусстве верхнего палеолита. Поэтому кажется вероятным, что скелет из пещеры Шанидар — это первый след того, что в первобытной религии уже нашло отражение почитание одной из рук, их функциональная асимметрия.

По соображениям общего характера возможно, хотя и необязательно, что эта функциональная асимметрия рук могла сложиться в труде (и религии) первобытного человека (неандертальца) ещё до того, как у него образовалась морфологическая асимметрия полушарий, управляющих руками. В этой связи следует подчеркнуть, что правое полушарие является доминантным меньше чем у половины левшей в современном обществе, иначе говоря, эти два признака не строго коррелируют друг с другом, что подтверждается и данными о таких правшах, которые, например, пишут и бросают мяч разными руками (ср. Рисунок 17).

Кроме человека, морфологическая асимметрия центральной нервной системы открыта у певчих птиц, для которых специфична интенсивная звуковая сигнализация [24, с. 23–44]. Видимо, необходимость выделения специальных отделов центральной нервной системы требуется ввиду значительного объёма специализированных процессов, которые трудно сочетать с выполнением других задач.

Кроме китов (и дельфинов), у которых обнаруживается асимметрия звукоизлучающего аппарата, некоторые млекопитающие, в частности мыши, кошки и обезьяны [24], обнаруживают тенденцию к подобной асимметрии, часто остающейся лишь индивидуальной характеристикой животного. Однако из антропоидов (человекообразных обезьян) асимметрия полушарий мозга бесспорна только у одного вида горилл [87], а для других антропоидов лишь предполагается по не вполне окончательным данным [34, с. 361–363; 24, с. 512–513]. Но нигде эта асимметрия не становится настолько существенной, как у человека, для которого (видимо, непосредственно после мустье при переходе к верхнему палеолиту) характерно все более последовательное проведение наследственного различия между правым и левым, связанное с наличием звукового языка.

Звуковой язык, по-видимому, достаточно поздно в процессе становления современного человека становится основным инструментом общения — примерно за 50–30 тысяч лет до новой эры (при общей длительности процесса развития человека, оцениваемой приблизительно в 3–4 миллиона лет в свете новейших открытий в Африке). Но его истоки коренятся в звуковой сигнализации обезьян.

Среднее число различных сигналов (от 20 до 40) в разных системах звуковой сигнализации обезьян

Среднее число различных сигналов (от 20 до 40) в разных системах звуковой сигнализации обезьян, не отличающееся существенно от числа сигналов в системах общения других позвоночных [40, с. 19], приблизительно соответствует среднему числу фонем — основных звуковых единиц естественного языка. Это можно было бы объяснить тем, что те характеристики центральной нервной системы (в частности, размер оперативной памяти), которые определяют это число, в процессе очеловечивания относительно мало изменились (хотя соответствующие данные о происхождении памяти ещё пока недостаточны).

В постоянстве числа сигналов всех позвоночных вплоть до числа фонем можно было бы видеть подтверждение принципа, по которому генетический механизм хорошо «считает» примерно до 26 [18, с. 318]. Развитие языка шло не по пути увеличения числа первоначальных сигналов, а в направлении их превращения из неразложимых на части осмысленных знаков-сообщений в элементы, из цепочек которых строятся другие знаки, соответственно от языка правого мозга — к языку левого.

Знаки — звуковые сигналы — обезьян нечленораздельны, не строятся из цепочек. Каждый из 20–40 звуковых сигналов, которые издают обезьяны, представляет собой неразложимый звуковой комплекс, служащий знаком определённой стандартной ситуации подобно знаку воздушной тревоги в человеческих обществах. Опыты, при которых искусственно вызываются звуковые сигналы при раздражении мозга электродами, показали существенную разницу в локализации производства звуков, у человека — преимущественно в коре, у обезьян — в подкорковых глубинных областях.

Наиболее важное отличие человекообразных обезьян от человека

Наиболее важным отличием человекообразных обезьян от человека (точнее, мозга обезьяны от «левого мозга» человека) признается то, что они принадлежат к животным зрительного типа. Решение интеллектуальных задач у шимпанзе возможно только тогда, когда все предметы и орудия, необходимые для этого, оказываются одновременно в зрительном поле обезьяны (что можно сравнить с характерной для «правого мозга» человека установкой на данную конкретную ситуацию).

Исходя из этого Л. С. Выготский ещё в начале 1930-х годов предложил поставить опыт обучения человекообразных обезьян языку жестов, используемому глухонемыми; он заметил при этом, что находит сходство между обезьянами и людьми, страдающими афазией (иначе говоря, между мозгом обезьяны и «правым мозгом» человека, левый мозг которого поражён афазией). К сожалению, лишь 40 лет спустя этот опыт был осуществлен известными зоопсихологами супругами Гарднерами (не знавшими о догадке Выготского), обучившими обезьяну Уошо достаточно сложному языку жестов-иероглифов. Результаты их опытов были подтверждены и экспериментами Примака, который научил шимпанзе Сара пользоваться системой условных знаков, из которых она может строить последовательности (Рисунок 27) [37, с. 371].

Дальнейшее продолжение этих опытов на других шимпанзе [88], в том числе с помощью использования вычислительной машины как «учителя» обезьяны [34, с. 562–578], а в последнее время и на горилле, подтверждает далеко идущее сходство возможностей мозга обезьяны с «правым мозгом» человека. Особенно замечательно то, что Уошо способна выполнить синонимические преобразования комбинаций жестов-знаков в том именно духе, который характерен для правого полушария человека, где хранится толковый словарь языка. Супруги Гарднеры, объясняясь с Уошо жестами, называли «холодильник» комбинацией жестов-иероглифов «холодный» + «ящик». Уошо же сама придумала вместо этого комбинацию жестов «открой» + «пища» + «питье» [89]. Логическое название, построенное по типу логического высказывания «быть холодным» (о «ящике») P (a), обезьяна заменяет соединением обозначения нужного ей действия с обозначением нужных предметов.

В экспериментах Примака особенно интересно для сопоставления с характерным для «правого мозга» человека языком иероглифов типа китайских то, что Сара сама предпочла располагать свои сообщения на доске вертикально, что было принято и Примаком (Рисунок 27).

Рисунок 27. Система сигнализации шимпанзе Сара.

Для подтверждения сходства употребления знаков обезьянами и ранних форм человеческого общения существенно то, что у Уошо один жест может относиться одновременно к целому комплексу предметов: «вред» — «царапина» — «красные пятна» — «пупок»; «слушать» — «будильник» — «сломанная стрелка часов» — «мигающий огонек»; «цветок» — «запах табака» — «кухня», и так далее. Такое комплексное употребление жестов совпадает с комплексным характером значений наиболее ранних слов младенческого лепета.

Такую размытость значений в большой степени сохраняют и развитые человеческие языки. Поэтому в последнее время предложена теория, по которой для их описания нужны «размытые множества» (fuzzy sets), принадлежность к которым того или иного предмета определяется в зависимости от данной ситуации [90]. В логическом языке всегда известно, принадлежит данный предмет множеству (P (W) = 1) или нет (P (W) = 0). В естественном языке P (W) принимает значения от 1 до 0 в зависимости от воздействия контекста [42, с. 316], то позволяющего отнести предмет к размытому множеству, то затрудняющего такое решение.

Особенности человеческого восприятия в отличие от вычислительных машин видят в способности оперирования с размытыми множествами [91] В этом смысле можно сказать, что язык каждого современного человека занимает промежуточное место между сигнализацией Уошо и строгой однозначностью машинных языков.

У Уошо такая комплексность значений или многозначность связана ещё и с тем, что у неё, как и у Сара, общее число жестов не превышает 200 знаков (2×102, то есть на два порядка меньше величины, характерной для наименьшего словаря в современном человеческом языке). По числу знаков, как и по другим особенностям, систему обучения четырёхлетней Уошо можно сравнить с речью ребёнка в полтора — два года [60, с. 41], когда от 12–15 слов ребёнок переходит к 60–200 словам. Но характерна тенденция к употреблению каждого из этих знаков в максимально разнообразных значениях (в отличие от жёсткой предопределённости звуковых сигналов обезьян).

Кажется несомненным, что этими экспериментами доказана явная близость некоторых особенностей правого полушария современного человека к мозгу его далёких предков.

Исследование системы жестов, которую могут усвоить шимпанзе и гориллы, позволяет представить в какой-то мере ту эпоху в предыстории человеческого языка, которую можно уподобить и «сенсоромоторному» периоду в развитии ребёнка. По гипотезе Р. Тома [42, с. 247–250], с помощью языка человек избавляется от той власти, которую над зверями, первобытными людьми и маленькими детьми могут иметь биологически значимые предметы. Благодаря тому, что человек называет вещи по имени, они постепенно теряют своё былое могущество. Можно напомнить, что вещи, сохраняющие свою былую власть, человек избегает называть по имени: из-за таких табу далёкие предки современных славян древнее индоевропейское название медведя (сохраняющееся, например, в том греческом слове, от которого образовано название Арктики) заменили осторожным прозвищем «едящий мед».

Возникновение семантического пространства языка как в развитии ребёнка, так и в истории всего человечества, следует за первичным постижением внешнего пространства, в котором человек начинает ориентироваться с помощью своего тела.

Переход к решению логических задач, чрезвычайно трудных даже для мозга таких высокоразвитых животных, как дельфины, явился самым поздним этапом развития. В определённом смысле биологически человек меньше всего подготовлен к частому решению сменяющихся логических задач [92, с. 203–204]. В этом и можно было бы видеть биологический смысл создания вычислительных машин, наделённых именно этой способностью и поэтому восполняющих существенный пробел в эволюции центральной нервной системы.

С кибернетической точки зрения эволюция, приведшая к развитию левого полушария, в существенно большей степени, чем правое, ориентированного на решение логических задач, находит дальнейшее продолжение в создании специальных технических устройств для решения таких задач — вычислительных машин. Согласно результатам новейших исследований обнаружены цитоархитектонические различия в строении коры левого и правого полушария. В норме у правшей височно-теменная область, включающая речевую зону, в левом полушарии оказывается в семь раз (а затылочная в четыре раза) больше, чем в правом; предполагается, что истоки этого различия можно возвести к неандертальцам, если не к ещё более отдалённым предкам человека [153]. В эволюционном плане существенно также и то, что лобная правая доля существенно (в девять раз) больше левой.

Можно предположить, что развитие лобных долей, с которым связаны некоторые собственно человеческие особенности поведения, осуществилось не одновременно с развитием височно-теменной (и затылочной) ноли. В этом плане существенно также и то, что по некоторым своим функциям (в частности, в качестве регулятора эмоций) левая лобная доля может быть сближена с правым полушарием, правая височная область — с левым полушарием [110]. Возникает задача определения относительной хронологии развития каждой из основных зон обоих полушарий.

Другим важным направлением исследований, намеченным, в частности, в работах члена-корреспондента АН СССР Г. В. Гершуни, является выяснение того, в какой мере становление системы звукового (слухового) анализа определялось характером систем сигналов, использовавшихся позвоночными. На этом пути можно ждать выявления сходств между некоторыми характеристиками систем коммуникации и распознавания звуковых сигналов у человека и высших позвоночных [154].

Содержание
Новые произведения
Популярные произведения