«Ага!» и его секреты

Когда стали измерять скорость ответной реакции человека на тот или иной раздражитель, выяснилось, что у разных людей она различна. Так был реабилитирован незадачливый помощник Маскелина.

Но психологи не могли на этом остановиться. Они провели сотни опытов, обследовали сотни людей, пока не стало ясно, что индивидуальные различия хотя и существуют, но отклонения эти не могут заслонить общего качества, присущего всем людям. Время ответной реакции колеблется в очень узких пределах. В среднем оно составляет 177 миллисекунд. Из них 70 миллисекунд занимает само ответное движение (в опытах надо было, услышав звонок или увидев загоревшуюся лампу, как можно быстрее нажать пальцем на рычаг). А 107 — время, ушедшее на переработку сообщения.

Впрочем, не совсем так. Ученые разложили обе эти цифры на составные части. Они вычислили длину нервного пути, который проходит ответный сигнал от мозга до мышц руки, и, зная его скорость, определили, что сигнал «нажать рычаг!» приходит за 13 миллисекунд, 29 миллисекунд уходит на движение пальцев, а оставшиеся 28, видимо, расходуются собственно мозгом на выработку решения.

Из 107 миллисекунд 5 тратятся на то, чтобы услышать самый короткий из воспринимаемых нами звуков. Это время нужно звуку, чтобы по воздуху достичь нашего уха и быстро домчаться до мозга. Путь «туда» составляет всего 5 сантиметров, а «оттуда» к руке — целый метр. Вот почему входящие сигналы гораздо быстрее достигают цели, чем ответные.

Оставшиеся 102 миллисекунды расходуются опять-таки на переработку поступившей информации и на переключение сигналов с зрительного отдела мозга на отвечающий за движения.

В обиходе мы часто говорим: вот этот человек быстро соображает, сразу ориентируется в обстановке. В спорте, например в боксе, существует специальное понятие — «быстрота реакции». Имеется в виду, за какие считанные миги боксер, «раскусив» движение противника, в состоянии уклониться от удара или защитить своей перчаткой ту часть тела, в которую удар был нацелен.

Психологи в действительности сосчитали эти миги и получили любопытную арифметику. Правда, испытания проводились не на матче бокса, но их результаты характеризуют вообще способность человека предпринимать те или иные действия в ответ на определенные сигналы.

Выше мы рассмотрели упрощенную типовую схему.

В действительности все обстоит сложнее. До сих пор мы принимали в расчет лишь средние величины сигналов. Как только их немного изменили — уменьшили громкость звука, к примеру, — 102 миллисекунды, во время которых мозг разбирается в поступившей информации, превратились в 175, а общее время реакции — соответственно в 250 миллисекунд.

Для участвующих в опыте оказалось также небезразличным, на один сигнал надо реагировать или давать разные ответы на несколько. В последнем случае мозгу потребовалось еще 126 миллисекунд, чтобы оценить дополнительные сведения.

Нет необходимости перечислять все усложнения, которые вводили психологи. Важно, что при каждом из них изменялась продолжительность процессов, происходящих в мозгу, а «моторное» время — время ответной реакции — оставалось одинаковым. Оно вообще было у разных людей постоянным, различия шли за счет разной продолжительности процессов в коре мозга. Но при этом мозг всегда тратил гораздо больше времени на обдумывание, чем мышцы на исполнение приказа. Если на умственные процессы уходило в общей сложности около 500 миллисекунд, то на мышечную реакцию — около 50.

Не забудьте, что мы считали время «чистой» реакции, то есть учитывали маршруты нервных сигналов только физиологически. А ведь мозг не телефонный переключатель, соединяющий, скажем, слуховую область с двигательной. Попадая в мозг, сообщения еще где-то там циркулируют, перерабатываются, осознаются, осмысливаются.

Наш расчет относится к самой несложной мысли, если ее вообще можно так назвать. Осознать, что за звук мы слышим, и ответить на него нужным движением — не такая уж это «глубокая» мысль, скорее основа будущих возможных умственных действий.

Боксеру, например, приходится производить несравнимо более сложную умственную работу.

А вообще говоря, отдельная мысль, как считают психологи, — это действие, перенесенное во внутренний умственный план. Ведь мышление — деятельность, «чтобы узнать», а о вещах ничего нельзя узнать, как справедливо говорится, не проследив, что они делают или что с ними делается. Отдельное мыслительное действие с каким-либо предметом, проделанное, «чтобы узнать», и составляет единицу мышления.

Как видим, человеческая мысль совсем не быстра. Ученый, производивший этот расчет, вспоминает Фауста, который прогнал дьявола, быстрого как молния, и потребовал, чтобы к нему явился дьявол, быстрый, как мысль. А молния-то длится гораздо меньше — какие-нибудь микросекунды, тогда как самая примитивная человеческая мысль — миллисекунды: раз в сто дольше.

Измерить скорость мысли — только полдела. Настоящее применение теории информации состоит в том, чтобы вычислить зависимость между временем реакции человека и количеством информации, которое несет в себе тот или иной сигнал.

Одним из первых начал такие эксперименты английский психолог Хик. Он установил, что скорость переработки сообщений составляет 5 бит (единица, в которых измеряется информация) в секунду. Но он использовал очень немного сигналов, и появлялись они через равные промежутки. А в жизни сигналы могут быть то частыми, то редкими. Ясно, что в таком случае мозг должен как-то иначе отвечать на те и другие. Ведь одни должны стать для него главными, а другие второстепенными. Значит, недостаточно учитывать суммарно среднюю информацию от десятка разных сигналов, надо знать, сколько ее содержит каждый а отдельности.

Кроме того, сигналы не одинаковы по значению. Сигнал тревоги и сигнал начала какого-то безопасного процесса не могут перерабатываться в мозгу одинаковое время — тут нужны избирательные действия.

Исследованием этих чисто человеческих особенностей переработки информации занялись психологи Московского университета.

Чтобы избежать всяких посторонних влияний, они построили в лаборатории глухую, без окошек, кабину с толстыми стенами, обшитыми металлическими листами. Внутри поставили столик и стул. На столе всего два предмета: что-то вроде телеграфных ключей, которые надо нажимать левой или правой рукой по сигналу. Сигналом служат загорающиеся на световом табло лампочки. Таким образом, как говорят ученые, поставили «чистый опыт».

Не всегда дело сводится только к нажиму ключа. Чаще приходится в ответ на ту или иную зажигающуюся лампочку произносить слова, вернее специально придуманные бессмысленные сочетания букв. Скажем, загорелась верхняя лампочка — вы должны в ответ быстро сказать: «Бен». Зажглась нижняя — вы говорите в микрофон: «Мас» и т. п.

Исследователь, ведущий опыт, находится снаружи, он вас не видит — дверь в камеру плотно закрыта, — лишь слышит через микрофон ваш голос. Скорость ответов отсчитывает специальный счетчик, подаются сигналы автоматически. Экспериментатору остается только присматривать за приборами да следить за ходом опыта.

Вероятность появления того или иного сигнала меняется от опыта к опыту. Об этом знает исследователь, но не подозревает тот, кто находится в камере.

Он озабочен только одним: как правильно ответить на сигнал, то есть мысленно выбрать нужное действие. А ученый, поскольку он точно знает, какие сигналы в какой последовательности подавались, получает возможность вычислять скорость переработки мозгом информации.

Какие же были сделаны открытия?

Сразу же выяснилось, что мозг по-разному реагирует на частые и редкие сигналы. Сознательно или полусознательно в ходе опыта человек усваивает закономерность их появления и начинает предугадывать события. Теперь он готовится к приему более важных сигналов, как бы ждет их. Благодаря этому время реакции на редкие сигналы становится меньшим, чем могло бы быть.