Удивительно логичный разум ребёнка

Как малыши так быстро и глубоко познают наш мир? В полном интересных опытов выступлении учёный-когнитивист Лора Шульц рассказывает, как дети принимают неожиданно логичные решения ещё до того, как начинают говорить.

Марку Твену удалось описать

основную проблему науки о мышлении

одной остроумной фразой.

Он сказал: «Всё-таки в науке
есть что-то захватывающее.

Вложишь какое-то пустяковое
количество фактов,

а берёшь колоссальный дивиденд в виде
умозаключений. Да ещё с процентами».

(Смех)

Марк Твен, конечно, шутил,
но в чём-то он прав:

в науке есть что-то захватывающее.

Несколько костей доказывают
существование динозавров.

По спектральным линиям
определена структура туманности.

Наблюдая за плодовыми мушками,

учёные выявили механизмы наследования.

А по восстановленным изображениям
кровяных потоков в мозге

или, как в моём случае,
по поведению детей

можно делать выводы
о фундаментальных механизмах

человеческого мышления.

На базе лаборатории когнитивных
исследований Массачусетского института

в течение последних десяти лет
я пыталась разобраться,

как дети так много познают о мире
из ничего, притом так быстро.

Ведь, оказывается,
то захватывающее, что есть в науке,

есть и в детях,

а именно, если перефразировать
Марка Твена,

их способность к сложным,
абстрактным суждениям,

сделанным быстро и безошибочно,
из скудной, спутанной информации.

Я представлю вам два примера.

Один касается проблемы обобщения,

а второй — причинно-следственной связи.

Несмотря на то, что я буду ссылаться
только на работу моей лаборатории,

успехами исследований мы обязаны
всей научной области.

Я благодарна наставникам, коллегам
и единомышленникам со всего мира.

Позвольте мне начать с вопроса обобщения.

Для науки обобщение малых выборок
данных — хлеб насущный.

По анализу крохотной доли избирателей

мы прогнозируем результаты выборов.

Мы оцениваем реакцию группы пациентов
на клинические испытания препарата —

и поставляем лекарства в аптеки страны.

Но такой способ работает
только с произвольной выборкой.

Если бы мы тщательно подбирали людей,

например, брали только
городских избирателей,

или для клинических испытаний
лечения сердечных заболеваний

брали только мужчин,

то результаты были бы неприменимы
к широким слоям населения.

Поэтому учёных всегда волнует,
случайна ли выборка или нет.

Как же это связано с детьми?

Детям всё время приходится обобщать,
исходя из малого объёма данных.

Они видят резиновую уточку
и узнают, что она не тонет;

или видят мяч и узнают,
что он отскакивает.

Так они формируют ожидания
«поведения» уточек и мячиков,

которые будут у них
по отношению к этим предметам

на протяжении всей жизни.

Такие же обобщения,
как об уточках и мячах,

дети формируют практически обо всём:

об обуви, кораблях, сургуче,
о королях и капусте.

Волнует ли детей, можно или нет
считать мизерные объёмы увиденного

достаточно показательными для обобщения?

Давайте посмотрим.

Я покажу вам два фильма —

по одному на каждое из двух условий опыта.

И поскольку вы посмотрите
только два фильма,

вы увидите только двух детей,

а между любыми двумя детьми
различий не сосчитать.

Но оба ребёнка в этом случае
представляют разные группы детей,

и наблюдаемые различия в их поведении

выражают различия в реакции
данных групп на условия опыта.

В каждом фильме вам,
возможно, покажется,

что дети делают именно то,
чего мы от них ожидаем,

ведь ребёнок —
это уже само по себе волшебство.

Но мне кажется,
что здесь волшебство в том, —

пожалуйста, обратите
на это особое внимание, —

насколько противоположны два опыта.

Ведь единственная разница
между двумя фильмами —

это статистические данные,
которые будут представлены детям.

Мы покажем ребёнку коробку
с синими и жёлтыми мячиками.

Моя на тот момент дипломница,
теперь коллега в Стэнфорде, Хайован Гван,

выложит из коробки
три синих мячика подряд.

Вытаскивая, она их сожмёт,

и мячики запищат.

А для ребёнка это —
как для нас выступление TED.

Лучше не придумаешь.

(Смех)

Важный момент в том, что очень просто
вытащить подряд три синих мячика

из коробки, в которой
больше синих мячиков.

Это можно сделать
даже с закрытыми глазами.

Для данной группы объектов
такая выборка довольна показательна.

И если вы произвольно вытаскиваете
из коробки мячики, которые пищат,

то можно предположить,
что все мячики в коробке пищат.

Потому, вероятно, дети могут ожидать,
что и жёлтые мячики тоже пищат.

На конце жёлтых мячиков
прикреплён стержень,

и дети могут делать с ними
что-то иное, если захочется.

Они могут ими стучать или потрясти их.

Но давайте посмотрим,
что же делает ребёнок.

(Видео) Хайован Гван:
Смотри какой мячик. (Мячик пищит)

Ух ты! Видела? (Мячик пищит)

Здорово.

Смотри этот какой.

(Мячик пищит)

Вау!

Лора Шульц: Я же говорила. (Смех)

(Видео) ХГ: А этот какой! (Мячик пищит)

Клара, вот этот тебе.
Можешь с ним поиграть.

(Смех)

ЛШ: Тут даже не нужно комментировать, так?

Итак, здорово, что дети применяют свойства

синих мячиков к жёлтым.

И то, как дети учатся,
копируя наши действия, впечатляет.

Но это нам уже давно известно.

Самое интересное в том,

что произойдёт, если мы
покажем ребёнку то же самое, —

абсолютно то же самое,
ведь сзади коробки есть тайное отделение,

откуда мы и берём все мячики, —

но только в этот раз
мы изменим видимое содержимое,

из которого составляется наша выборка.

На сей раз мы покажем ребёнку
три синих мячика,

вытащенных из коробки,
в которой больше жёлтых мячиков.

И вы знаете, скорее всего, вам не удастся

случайно вытащить три синих мячика подряд

из коробки, полной жёлтых мячиков.

Такая выборка не является показательной.

Она предполагает, что, вероятно,
Хайован нарочно выбирала синие мячики.

Может быть, синие мячики
какие-то особенные,

и только они пищат.

Давайте посмотрим,
как реагирует ребёнок.

(Видео) ХГ: Смотри какой мячик.
(Мячик пищит)

Гляди, какая игрушка! (Мячик пищит)

Как здорово! Смотри. (Мячик пищит)

А вот этот тебе. Можешь с ним поиграть.

(Смех)

ЛШ: Вы только что наблюдали,
как два 15-месячных ребёнка

ведут себя совершенно по-разному,

исходя из наблюдаемой ими
вероятностной выборки.

Давайте посмотрим на результаты опыта.

На оси ординат показан процент детей,

которые сжали мячик
в каждом из вариантов опыта.

Мы видим, что дети с большей долей
вероятности делают обобщения,

когда выборка репрезентативна,

чем когда мы тщательно подбирали мячики.

На этом основании мы сделали
интересный прогноз.

Допустим, вы достали один синий мячик
из коробки полной жёлтых мячиков.

Вероятно, из такой коробки нельзя
достать три синих мячика подряд,

но вполне можно достать один.

Такая выборка не маловероятна.

И если вы в случайном порядке
вытащили из коробки что-то пищащее,

то, возможно, все мячики в коробке пищат.

И хотя у ребёнка будет меньше
оснований считать, что все мячики пищат,

и меньше действий для копирования

в данном опыте с одним мячиком
по сравнению с предыдущими,

мы предположили, что дети
чаще попробуют сжать мячик.

И именно так и получилось.

Получается, что 15-месячные дети
отчасти похожи на учёных,

и для них тоже важно,
случайна ли выборка или нет.

На основе этого
дети и формируют понимание мира:

что пищит, а что нет;

на что обращать внимание, а на что нет.

Сейчас я расскажу вам
ещё об одном примере,

касающемся причинно-следственной связи.

Тут начнём с проблемы
сбивающих с толку данных,

которая всем знакома,

ведь мы все являемся частью мира.

Возможно, это покажется вам проблемой

только тогда, когда что-то пойдёт не так.

Взять, к примеру, ребёнка на экране.

У него ничего не получается.

Он пытается включить игрушку, но не может.

Давайте посмотрим короткое видео.

Есть два варианта почему:

либо ребёнок что-то делает не так,

либо игрушка не работает.

В следующем опыте

мы покажем ребёнку лишь
малую толику статистических данных,

подтверждающих одну из наших гипотез,

и посмотрим, может ли ребёнок
использовать эту информацию,

чтобы решить, что делать.

Последовательность такая:

Хайован попробует включить игрушку,
и у неё получится.

Затем я дважды попробую то же,
но мне не удастся.

После чего Хайован попробует ещё раз,
и у неё опять получится.

У меня с моими дипломниками всегда так

во всём, что касается техники. (Смех)

Но, главное, этим мы хотим показать,

что проблема не в игрушке, а в человеке.

У кого-то получается включить игрушку,

у кого-то — нет.

Когда мы дадим игрушку ребёнку,
ему предстоит сделать выбор.

Его мама рядом с ним,

поэтому он может передать
игрушку другому человеку.

Но также на краю скатерти
будет лежать такая же игрушка,

поэтому он может потянуть скатерть
и заменить свою игрушку на новую.

Давайте посмотрим, что сделает ребёнок.

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

ЛШ: Раз, два, три. Вперёд!

Я попробую ещё раз, Артур.
Раз, два, три. Вперёд!

ХГ: Давай лучше я, Артур.

Раз, два, три. Вперёд!
(Музыка)

Только посмотри. Узнаёшь игрушки?

Узнаёшь? Да?

Я положу одну вот сюда,
а вот эту дам тебе.

Можешь с ней поиграть.

ЛШ: Вы скажете: «Конечно, Лора,
дети просто любят свою маму.

И, конечно, они отдадут игрушку маме,

если у них что-то не получается».

Поэтому главный вопрос в том,
что будет, если мы поменяем

статистические данные совсем чуть-чуть.

На сей раз ребёнок увидит, что игрушка
точно так же включается и не включается,

но мы изменим последовательность попыток.

В этот раз и Хайован, и я один раз
сможем включить игрушку, а один раз — нет.

А значит, это не зависит
от человека — игрушка сломана,

она не каждый раз включается.

И опять у ребёнка будет выбор:

передать игрушку другому человеку,
то есть маме, сидящей рядом;

или поменять свою игрушку на новую.

Давайте посмотрим.

(Видео) ХГ: «Два, три. Вперёд! (Музыка)

Дай-ка я ещё попробую.
Раз, два, три. Вперёд!

Хм.

ЛШ: Давай лучше я, Клара.

Раз, два, три. Вперёд!

Хм. Ну-ка, ещё разок.

Раз, два, три. Вперёд! (Музыка).

ХГ: Я положу вот эту игрушку сюда,

а эту дам тебе.

Можешь с ней поиграть.

(Аплодисменты)

ЛШ: Давайте посмотрим
на результаты опытов.

По вертикали мы видим,

как распределялся выбор детей
при каждом из условий.

Из этого ясно, что их выбор

зависит от того, что они видели.

Уже в возрасте двух лет

дети, пользуясь мизерным объёмом данных,

выбирают между двумя

совершенно разными
моделями поведения в мире:

попросить помощи или исследовать варианты.

Я только что показала вам
всего два лабораторных опыта

из сотен подобных в данной области науки.

Потому что самое главное в том,

что способность детей делать
точные выводы из скудного объёма данных

лежит в основе культурного обучения,
свойственного нам как виду.

Дети запоминают, как пользоваться
предметами, всего на нескольких примерах.

Они понимают причинно-следственную связь
всего на нескольких примерах.

Они даже учат новые слова, в данном
примере — американский язык жестов.

Мне бы хотелось закончить
на двух моментах.

Если вы следили за тем,
что происходит в области когнитивной науки

в последние годы,

то вы заметили три важные идеи.

Во-первых, мы живём в эпоху
активного изучения мозга.

В нейробиологии были сделаны
поразительные открытия:

определены области коры головного мозга,
выполняющие различные функции;

найден способ, как сделать
мозг мыши прозрачным

и привести нейроны в действие
с помощью света.

Вторая важная идея:

мы живём в эпоху больших данных
и машинного обучения.

И именно машинное обучение
радикально изменит наше понимание

окружающего мира:
от социальных сетей до эпидемиологии.

И поскольку это затрагивает
интерпретацию изображений

и обработку естественного языка,

возможно, мы больше узнаем
о человеческом познании.

Последняя важная идея:

наверное, хорошо, что мы
столько узнаём о человеческом мозге

и получаем доступ к большим данным,

потому что сами по себе

люди склонны ошибаться,
мы ищем лёгкие пути,

мы путаемся, делаем ошибки,

мы зачастую предвзяты,

и во многих отношениях
мы неверно понимаем окружающий мир.

Думаю, все эти книги очень важны,

и мы можем многое узнать из них о том,
что значит быть человеком,

но сегодня я рассказала вам иную историю.

Историю разума, а не мозга;

историю о том, какие вычисления

может производить исключительно
только разум человека.

Богатые, структурированные знания
и способность обучаться,

используя небольшие объёмы данных, —
всего пара примеров.

По большому счёту, я рассказала вам,
как начиная с детского возраста

и вплоть до великих достижений

нашей культуры,

мы всё-таки понимаем мир правильно.

Человеческий разум не только обучается
на малом количестве информации.

В разуме человека появляются
принципиально новые идеи.

Разум человека рождает
исследования и открытия.

Разум человека создаёт искусство
и литературу, поэзию и театр.

И только разум человека
заботится о других людях:

пожилых, маленьких, больных.

Мы даже можем их лечить.

В ближайшие годы мы увидим
новинки в области технологий,

которые я даже не могу представить.

Но мы вряд ли увидим

что-то хотя бы отдалённо похожее
на вычислительные способности детей

на нашем веку.

Если мы будем вкладывать в развитие
самых способных наших учеников —

в младенцев и детей,

в мам и пап,

в воспитательниц и учителей —

столько, сколько мы вкладываем
в самые мощные и первоклассные виды

технологий, проектирования и дизайна,

мы не просто будем мечтать
о светлом будущем,

мы будем его строить.

Спасибо большое.

(Аплодисменты)

Крис Андерсон: Спасибо, Лора.
Но у меня есть один вопрос.

Во-первых, такое исследование —
это что-то с чем-то.

Кому придёт в голову
провести такой опыт? (Смех)

Я уже несколько раз его видел,

и, честно говоря, до сих пор
не могу поверить, что так бывает.

Но и другие учёные провели
те же опыты — всё сходится.

Дети действительно гениальны.

ЛШ: В наших опытах они
поистине производят впечатление,

а представьте, каковы они в обычной жизни.

Всё начинается с младенца.

А 18 месяцев спустя, они уже говорят,

и их первые слова не «утка» или «мяч»,

а «Где все?», выражающее
потерю близких из вида,

или «Ой», означающее
непреднамеренное действие.

Дети должны быть гениальными.

Куда гениальнее, чем то, что я показала.

Они пытаются понять целый мир.

Четырёхлетний ребёнок уже может
говорить с вами о чём угодно.

(Аплодисменты)

КА: Если я правильно понял,
одна из озвученных вами идей в том,

что все эти годы мы говорили о мозге,

какой он причудливый и странный,

а поведенческая экономика
и многочисленные теории считают,

что мы не рациональны.

Вы говорите, что суть в том,
насколько разум удивителен

и что в нём скрыт недооценённый гений.

ЛШ: Одна из моих
любимых цитат в психологии

принадлежит социальному психологу
Соломону Ашу.

Он сказал: «Основная задача
психологии в том,

чтобы снять завесу очевидности
с того, что нас окружает».

Каждый день мы принимаем
на порядок больше решений,

дающих верное представление о мире.

Мы знаем вещи и их свойства,

узнаём их даже в темноте.

Мы ходим по комнатам.

Знаем, что думают окружающие.
Мы говорим с ними.

Ориентируемся в пространстве.
Умеем считать.

Понимаем причинно-следственные связи
и что хорошо, что плохо.

Это происходит без всяких усилий
и остаётся незамеченным.

Но именно так
мы правильно понимаем мир,

и это удивительное достижение,
которое трудно постичь.

КА: Я подозреваю,
что среди наших зрителей

есть те, кто верит
в технологический прогресс,

кто может не разделять ваше утверждение,

что на нашем веку компьютеры не достигнут
уровня развития трёхлетнего ребёнка.

Но, очевидно, в любом случае

компьютерам есть чему поучиться у малышей.

ЛШ: Да, согласна. У вас будут выступать
люди, занимающиеся машинным обучением.

Никогда не держите пари
против младенцев, шимпанзе

или технологий, говорю из опыта.

Тут разница не в количестве,

а в роде деятельности.

У нас есть невероятные компьютеры,

которые выполняют
удивительно сложные операции

с огромным количеством данных.

Но человеческий разум
делает нечто совершенно другое.

И мне кажется, что именно природа
человеческого знания с её структурой

является главным отличием.

КА: Лора Шульц. Отличная пища
для размышлений. Спасибо большое.

ЛШ: Спасибо.
(Аплодисменты)