Hol a határa az emberi agy befogadóképességnek?

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

„Az emberek azt akarták, hogy gyermekeik tudjanak olvasni és számolni – ez éppen elég. […] Annyi számtani tudás, hogy fel tudjon mérni egy darab földet és egy köböl fát, és el tudja végezni a gazdasági számvetést – annyi tollforgató képesség, hogy árut tudjon rendelni és levelet írni a rokonoknak – annyi betűismeret, hogy elolvashassa a napilapokat, a gazdasági szaklapokat meg a kalendáriumot – annyi zene, amennyi vallási és hazafias célokra szükséges: éppen elég volt egy fiúnak, hogy elősegítse az életben, és ne vezesse tévutakra”

– írta John Steinbeck 1952-es regényében (Édentől keletre), visszaemlékezve rá, hogy az 1900-as évek elején mit gondoltak Amerikában erről a lifelong learning nevű hülyeségről. A könyvben Steinbeck a 120 évvel ezelőtti állapotokról írt; akkortájt 3-4 tanév alatt elsajátítható volt az életben maradáshoz szükséges tudásanyag. A farmereknek ennél többre nem volt szükségük, de a ma megoldásra váró tudományos problémák megoldásához több ezer fizikus több évtizednyi töprengése sem volt elég.

Az elmúlt száz évben elképesztő tudás- és információmennyiséget halmoztunk föl. Sosem látott tempóban bukkantak fel új ismeretek, új szakmák, új tudományterületek és új találmányok. Mára az egész világ az állandósult FOMO-ban (fear of missing out) él. Aggódunk, hogy a megszerzett tudásunk nemcsak a világ megértéséhez, de még a tisztességes élethez sem lesz elég; és aggódunk, hogy a fejlődés a megszerzett tudásunk gyors elavulásához vezet.

Megválaszol(hat)atlan kérdések

Az eddigiekből logikusan következik a kérdés: vajon elértük-e már a kognitív teljesítőképességünk határait? És ha igen, vajon átléphetjük-e ezt a határt?

Nehéz ügy; az ember évezredek óta gondolkozik a lét titkain, test és lélek kapcsolatán, illetve a saját gondolkodása korlátain. Bár a civilizációnk több ezer éves fejlődéstörténete ékes példája annak, hogy mi mindenre képes az emberi elme (rád nézek, Nemzetközi Űrállomás), azt is egyre jobban tudjuk, hogy mi mindent nem tudunk. Nem tudjuk, hogy van-e élet a halál után, hogy miből áll a sötét anyag, vagy hogy milyen a kvantumvilág valódi természete.

Lehet, hogy ezek a rejtélyek örökre megoldatlanok maradnak. Lehet, hogy az evolúció nem arra készítette föl az agyunkat, hogy ezekre választ tudjon adni. Valamin gondolkodni és valamit megválaszolni nagyon nem ugyanaz. Ahogy a filozófus Jerry Fodor i írta 1983-as könyvében (The Modularity of Mind): bizonyára léteznek olyan gondolatok, amiket emberi ésszel képtelenek vagyunk kigondolni.

Fotó: VICTOR HABBICK VISIONS/SCIENCE P/Science Photo Library via AFP

Fodor kollégája, Colin McGinn is foglalkozott az emberi elme és a megismerés korlátaival. McGinn szerint minden elmére jellemző, hogy bizonyos problémákra kognitív lezárással (cognitive closure) reagál. A papagájok nem értik a Brown-mozgást, és a macskának sem egyértelmű, hogy az a hülye Schrödinger miért akarta dobozba zárni. Ki tudja, talán mi, emberek is azért értünk olyan keveset a világból, mert ennyire futja az agykapacitásunkból. (V.ö.: ha az emberi agy olyan egyszerű lenne, hogy megértsük a működését, akkor olyan buták lennénk, hogy mégsem értenénk.)

Ha rövid az agyad, toldd meg egy eszközzel

Ami a határfeszegetés kérdését illeti, arra két, egymásnak ellentmondó válasz is adható. Az egyik, hogy ezt a határt már réges-régen átléptük, és ez – figyelembe véve, hogy mekkora információmennyiséget halmozott fel az emberiség – nem is alaptalan feltételezés. A másik válasz az, hogy a határ nem is létezik, ugyanis amióta a tudás átadhatóvá vált, az új ismereteket már nem egy embernek kell feldolgoznia.

Az együttműködés fontosabb, mint az egyéni teljesítmények fokozása; jobb ma száz okos ember, mint holnap egy ihletett zseni. Az emberi agy önmagában képtelen lenne megismerni a saját fejlődéstörténetét, de több tízezer agykutató több évtizedes munkájának köszönhetően pontos ismereteink vannak az agy evolúciójáról. A kozmosz titkait sem csak egy tudós fürkészi, hanem több ezer, akik az együttműködésük során fokozatosan tágíthatják ki a világról alkotott képünket. A kvantumvilág megismerhetőségének helyzete is hasonló. Bár a jelenségcsoport emberi ésszel alig-alig fölfogható, a kvantummechanika több elméleti állítását kísérletekkel igazolták, és vannak ígéretes, a kvantumelmélet gyakorlati felhasználást kutató tanulmányok is.

Az, hogy idáig eljuthattunk, részben az eszközhasználat érdeme, ami segített benne, hogy a tudás megőrizhetővé, sokszorosíthatóvá és átadhatóvá váljon. Az agyunk korlátos kapacitását az elmúlt évezredekben számtalanszor bővítettük ilyen-olyan eszközökkel. Ahogy a brit filozófus, Andy Clark fogalmaz: az agy teljesítménye a jegyzettömbök, a a térképek, az irattartók és a számítógépek képernyői révén túlléphet a bőrünk és a koponyánk határain.

Az ismeretszerzésünk részben percepciós szinten zajlik: az öt érzékszervünk által begyűjtött információk alapján áll össze a világról alkotott képünk. Az érzékszerveink által közvetített benyomások megbízhatatlanságáról Descartes értekezett egy sort az Elmélkedésekben – ugyan honnan tudhatnánk, hogy amit mi fizikai valóságnak hiszünk, valójában nem álom-e? –, de a tudomány eszközeivel a percepciós szint is meghaladható. A homo sapiens az eszközeivel nemcsak a valóságról alkotott ismereteit, hanem a kognitív képességeit is bővítheti. És hiába, hogy nem érzékeljük az UV-sugárzást, az ultrahangot, a röntgensugarat és a gravitációs hullámokat, a megfelelő technológiákkal ezek is észlelhetővé válnak.

Processzor legyél, ne merevlemez

Van egy másik, a valóság megismerésére szolgáló eszközünk, ami a földi halandók számára feldolgozhatatlanul komplex rendszereket is reprezentálhat: a matematika. A klímaváltozás összes tényezőjének és változójának ismerete például meghaladná a képességeinket, de a komplex matematikai modellek elvégezhetik a tehermentesítést.

A matematika azért fontos segédtudomány, mert nem egyszerűen a valóság leírását célozza, hanem logikai gondolkodásra is késztet – és ezt jóval fontosabb elsajátítani, mint adatokat memorizálni.

Fotó: WIESLAW SMETEK/Photononstop via AFP

Amikor Albert Einstein 1918-ban Bostonba látogatott, a Hotel Copley Plazában adtak neki egy példányt Edison kérdőívéből, hogy lássák, tud-e válaszolni rájuk. Miután Einstein felolvasta a „milyen sebességgel terjed a hang?” kérdést, a fizikus így válaszolt:

„Nem tudom. Nem terhelem az agyamat olyan tényekkel, amiknek könnyen utánanézhetek bármelyik szakkönyvben.”

Einstein megengedhette magának ezt a kis könnyelműséget; tudós volt, és jóformán az egész életét (szak)könyvek között töltötte. Bár felismerte a szakkönyvek fontosságát, Edisonnal ellentétben az oktatás fontosságát sem söpörte félre.

„Nem sokat számít, ha valaki bemagolja a tényeket. Ezért nem érdemes főiskolára menni; ezt a könyvekből is megtanulhatja. Egy bölcsészettudományi képzésnek nem az az értelme, hogy sok új ismeretet szerezhetünk, hanem hogy arra trenírozzuk az agyunkat, hogy olyan dolgokat tudjunk kigondolni, amiket a szakkönyvekből nem tanulhatunk meg.”

Okosabb vagy, mint egy amerikai farmer?

Einstein ezzel az állításával megjósolta, hogy milyen gondolkodással lehet majd boldogulni a XXI. században: az információhoz való korlátlan hozzáférés biztosításával, és az információk kezeléséhez szükséges gondolkodás elsajátításával.

Az előbbi mostanra megvalósult. A mobilhálózatok fejlesztéséből és a technológia miniatürizálásából kifolyólag ma egy, a zsebünkben hordott okostelefonnal több információhoz férhetünk hozzá, mint maga Einstein. De az információ nem tanít meg gondolkodni. A gondolkodás elsajátítására épp az információk helyes értelmezése miatt van szükség. Az emberek azonban rászoktak, hogy a saját agyuk helyett a Google-t használják, és nem a gondolkozás mellett, hanem helyette. És nem jut eszükbe, hogy összekeverik a hozzáférés kényelmét a valódi tudással.

Száz éve az élethez szükséges ismereteket rövid idő alatt össze lehetett szedni, az így megszerzett tudás elég is volt az életben maradáshoz. Az amerikai farmerek a gazdálkodáson kívül tudtak lovat patkolni, házat építetni, követ bányászni, dohányt szárítani, sütni, kutat ásni, fegyvert használni és whiskyt főzni. Neked melyik menne ezek közül? Ugyan már; értem én, hogy utánanézhetsz a Google-ben, de ettől még nem leszel a téma szakértője.

Fotó: WIESLAW SMETEK/Photononstop via AFP

Ha láttál már mérhetetlen önbizalommal kommentelő trollokat az interneten, alighanem ismered azt a jelenséget, amit a pszichológia a magyarázó mélység illúziójának (illusion of explanatory depth) nevez. A fogalom Leonid Rozenblit és Frank Keil, a Yale Egyetem kutatóinak nevéhez fűződik.

2002-es tanulmányukban (The Misunderstood Limits of Folk Science: An Illusion of Explanatory Depth) Rozenblit és Klein kifejtették, hogy bár szeretjük azt hinni, hogy átlátunk olyan komplex rendszereket, mint a nemzetközi politikai döntéshozatal – és ennek a szakértelmünknek szeretünk hangot is adni –, valójában az olyan egyszerű használati tárgyak működési mechanizmusát sem látjuk át, mint a beltéri vízöblítéses vécé, a cipzár vagy a varrógép. Hiába látjuk és használjuk őket mindennap, nem gondolkodunk el rajta, hogy hogyan működnek.

„– Sam Hamilton látta, hogy a fejlődés merre vezet. Azt mondta, univerzális tudósok maholnap már elképzelhetetlenek. Az ismeretek mennyisége túlságosan nagy ahhoz, hogy egyetlen elme befogadhassa. Előre látta az időt, amikor egy ember már csak egy kis töredéket tudhat belőle, de azt legalább jól.

[…]

– Lehet, hogy a tudomány lett óriási – mondta Lee –, de az is lehet, hogy az ember vált törpévé. Talán, miközben letérdel az atomokhoz, az ember lelke is atomnyivá törpül. A specialista talán gyáva csupán, aki nem mer kitekinteni szűk kalitkájából. És gondolják csak meg, mit mulaszt el minden specialista… korlátain túl az egész világot!”

– írta Steinbeck (ugyanabban a könyvben, csak pár száz oldallal később).

A száz évvel ezelőtt élt amerikai farmerek valószínűleg kevesebbszer találkoztak magyarázó mélység illúziójával, mint ma egy átlagos internetező. A farmerek tudták, hogy mi mire és hova való. Tudták, hogy hány láb mélyre kell ásni a kerti budi emésztőgödrét; hogy mit kell csinálni a nyikorgó pajtaajtóval; vagy hogy hány fát kell kivágni egy rönkkunyhó építéséhez. Ez a valóságészlelés percepciós szintje: nincs benne se kvantummechanika, se Gödel-tétel, se Erdős-sejtés, de tudni lehet, hogy melyik szög mivel lett beverve a falba.

A felfogás korlátai

Az agyunk több ezer milliárd szinapszisban képes információkat tárolni. Bár a befogadóképessége nem végtelen, elég nagy ahhoz, hogy a tanulási folyamatban ne a tárolókapacitás legyen a szűk keresztmetszet. Hogy milyen információkat őrzünk meg emlékként az agyunkban, azt több tényező is befolyásolja:

  • Korlátozott figyelem. Egyszerre csak néhány dologra tudunk odafigyelni, márpedig a figyelem elengedhetetlen az új emlékek létrehozásához. A tárolásukhoz alvásra is szükség van, márpedig az információk felvételét maga az alvás is korlátozza.
  • Nem mindegy, milyen sorrendben tanulunk. Ökölszabály: minél korábban tanulunk meg valamit, annál erősebbek lesznek az erről szerzett benyomásaink. Ha például rettegünk a kígyóktól, nehéz lesz felülkerekedni a félelmünkön. Bár ez pszichoterápiával csillapítható, a félelem később jó eséllyel visszatér.
  • Nem mindegy, mit mikor tanulunk meg. Korábbi kutatások szerint egyes információkat csak bizonyos életkorban tudjuk befogadni: a beszédhangokat például az első életévünkben sajátítjuk el. (Ezért van, hogy amikor később új nyelvet tanulunk, nehézséget okozhat egyes hangzók kiejtése. A japánok például az r és az l hangokat keverik össze nyelvtanulás közben.)

Nemcsak tanulni, felejteni is fontos

Annak, hogy látszólag nem érjük el a szellemi befogadóképességünk határát, talán az az oka, hogy a tanulási sebességünk nem érheti el a mnemonikus kapacitásunk határát – túl lassan tudjuk befogadni az információkat ahhoz, hogy beteljen az agyunk. Mintha lenne egy tíz terabájtos merevlemezünk, amit modemes kapcsolattal, 3 kilobájtos másodpercenkénti sebességgel töltenénk fel – nagyjából egy évtized kéne hozzá, hogy elérjük a tárkapacitás határát.

Ez a számítás csak akkor állja meg a helyét, ha folyamatosan szívjuk magunkba az információt. De az agyunk nemcsak tanul, hanem pihen, illetve felejt is. A lassú tanulás és a feledés kombinációja garantálja, hogy mindig maradjon hely az új információknak – már ha ez az analógia egyáltalán megállja a helyét.

Fotó: FANATIC STUDIO / GARY WATERS/ SC/Science Photo Library via AFP

Az információelméleti összehasonlítás kézenfekvő, de nem biztos, hogy alkalmazható az agyműködésre. Egy számítógép nem úgy emlékszik, mint az ember: a merevlemezen tárolt adat vagy létezik, vagy nem. Az agyunkban tárolt emlékek és információk máshogy működnek: elhalványulnak, felfrissülnek, vagy meghatározott külső behatások hatására újra felvillannak.

Van olyan elképzelés, amely szerint az emlékeink megfakulásának folyamata – amikor az új emlékek megnehezítik a régebbiek felidézését – a megtanult új információk típusától is függhet. A különböző típusú emlékek könnyebben megkülönböztethetők és megjegyezhetők, mint a hasonlók. A gyerekkorunkban kóstolt paradicsom ízét nem fogjuk összekeverni a másodfokú egyenlet megoldóképletével, de a hasonló jellegű információk felidézése jóval nehezebb. A francia és spanyol nyelv igeragozási szabályait könnyebb összekeverni, mint a kémiai és művészettörténeti emlékeinket; és ugyancsak más az egymást kiegészítő, például matematikai és fizikai ismereteink felidézésének folyamata is.

Az agyunk ezenfelül megkülönböztetni a rövid és hosszú távú memóriát is. A pszichológus George Miller 1956-os tanulmánya (The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Processing Information) szerint a rövid távú memória legfeljebb 5-9 egységnyi információt képes tárolni. A hosszú távú memóriának nagyobbak a tartalékai, de csak homályos ismereteink vannak arra vonatkozóan, hogy mekkora lehet az agy tárkapacitása, és hogy hol lehetnek a korlátai.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: