Сбитые с толку. Почему наши интуитивные представления о мире ошибочны

Почему мы простужаемся? Что вызывает смену времен года? Если выстрелить из пистолета и одновременно выронить пулю из ладони на пол, какая из двух пуль упадет раньше? Эндрю Штульман утверждает: мы не только даем неверные ответы на подобные вопросы, но и в целом воспринимаем мир — его фундаментальные свойства — неправильно. Эта книга о том, что, когда и как может сбить нас с толку. В ней много примеров и интересных экспериментов, объясняющих, почему человек воспринимает мир так, а не иначе. Forbes Life с разрешения издательства «Манн, Иванов и Фербер» публикует отрывок из книги «Сбитые с толку. Почему наши интуитивные представления о мире часто ошибочны». 

Сейчас мало кто считает, что молоко пить опасно. Для нас это безобидный продукт, которым можно залить сухой завтрак или запить печенье. Однако молоко не всегда было таким безобидным. Всего век назад оно служило основной причиной пищевых заболеваний в промышленно развитых странах. Само по себе коровье молоко не причиняет вреда, и люди пили его тысячелетиями. Но все меняется, если между дойкой и потреблением проходит слишком много времени. Чтобы убить микроорганизмы, всегда присутствующие в пище, нужна высокая температура, а молоко обычно пьют не нагревая. Богатое сахаром и жирами, оно является прекрасной средой для роста бактерий. В свежем удое их немного, но число экспоненциально растет с каждым часом. Этот биологический факт потребители совершенно не осознавали вплоть до промышленной революции, произошедшей во второй половине XIX века.

Промышленная революция изменила и характер труда, и место обитания людей. Население Европы и Соединенных Штатов начало переезжать из сельской местности, где занималось сельским хозяйством, в города и устраиваться на фабрики. Расстояние между людьми и коровами резко возросло. Крестьяне, производящие молоко, стали возить его все дальше и дальше, поэтому люди пили его всё менее свежим. Сочетание нескольких факторов — быстрое размножение бактерий в молоке, продолжительная транспортировка и потребление без подогрева — привело к массовым эпидемиям в Европе и США. Из-за молока произошли вспышки туберкулеза, тифа, скарлатины и оспы. По мнению одного специалиста-медика, молоко в XIX веке было «столь же смертоносным, как цикута для Сократа».

Проблема обеспечения безопасности молока, хранящегося несколько часов (или дней) после удоя, была решена в 1860-х годах довольно просто: его стали подогревать достаточно долго, чтобы убить большинство бактерий и при этом сохранить вкусовые качества и пищевую ценность. Этот метод обработки пищи, изобретенный Луи Пастером, был назван пастеризацией. Колоссальные последствия не заставили себя долго ждать. В XIX веке самой уязвимой группой для заболеваний, причиной которых становилось молоко, были младенцы: при кормлении бутылочкой вероятность смерти была в несколько раз выше, чем при грудном вскармливании. После внедрения пастеризации младенческая смертность в городах упала примерно на 20%.

Сегодня пастеризованное молоко считается одним из самых безопасных продуктов питания: с ним связывают всего 1% пищевых инфекций. И тем не менее в последние годы люди всё чаще предпочитают непастеризованное молоко, и заболеваемость вновь начала расти. С 2007 по 2009 год в Соединенных Штатах было отмечено тридцать вспышек болезней, вызванных бактериями Campylobacter, Salmonella и E. coli и связанных с потреблением молока, не прошедшего пастеризацию. С 2010 по 2012 год это число выросло до пятидесяти одного. Люди выбирают сырое, необработанное молоко по целому ряду причин. Они считают, что оно вкуснее пастеризованного, что в нем больше питательных веществ (это неправда), что оно естественнее для человека и что потребитель вправе решать, что ему покупать. Отказываясь от пастеризованного молока в пользу более «натуральной» альтернативы, они, видимо, не замечают того факта, что до появления пастеризации тысячи людей страдали от функциональной не- достаточности органов, слепоты, паралича и умирали в результате спровоцированных потреблением молока инфекций.

В полной ли мере люди осознают, от чего они отказываются, отвергая пастеризацию? Скорее всего, нет. Пастеризация не увязывается со здравым смыслом, потому что сами микробы с ним не увязываются. Эти живые существа невидимы глазу. Они незаметно передаются от одного человека к другому и могут стать причиной плохого самочувствия даже спустя несколько часов или дней после контакта. Нелогична и мысль, что микробы могут превратить хорошую пищу в болезнетворную и что их можно убить теплом. Обеззараживание путем нагревания широко распространено в пищевой промышленности. Перед попаданием на полки магазинов пастеризации (или другой тепловой обработке) подвергают не только молоко, но и другие продукты: пиво, вино, соки, консервированные фрукты и овощи. Поскольку противники пастеризации молока не проявляют такой активности в отношении пастеризации пива и персиков в банках, они либо верят, что отказ от пастеризации — это оправданный риск в случае молока, но не в случае других продуктов, либо, что более вероятно, просто не понимают, что такое пастеризация и почему она необходима для профилактики пищевых инфекций.

Пастеризация имеет вполне здравый научный фундамент, но многие отвергают доказательства. Эта проблема затрагивает не только молоко, но и науку в целом — от иммунологии до геологии и генетики. Недавний опрос взрослых американцев показал, что лишь 65% из них согласны, что человек эволюционировал со временем; среди членов Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS) — крупнейшего в мире научного общества — в этом уверены 98%. Всего 50% взрослых американцев считают, что изменения климата в основном связаны с деятельностью человека. Среди членов AAAS таких 87%. И лишь 37% взрослых американцев полагают, что потреблять генетически модифицированные продукты безопасно. Не видят в них вреда для здоровья 88% членов AAAS.

Отрицание науки появилось не вчера. Когда были выдвинуты идеи, что Земля вращается вокруг Солнца, что континенты дрейфуют, что многие заболевания вызваны микробами, большинство в это не верили. И тем не менее сопротивление науке в наше время — эпоху обилия научной информации и массового просвещения — требует какого-то объяснения. Многие ученые и эксперты считают, что проблема заключается в политических и религиозных доктринах. Другие винят дезинформаторов, которые, например, утверждают, что вакцины якобы связаны с аутизмом, а генетически модифицированные продукты — с раком. Было доказано, что эти факторы действительно играют роль в отрицании науки. Консерваторы реже принимают науку, чем либералы, религиозные люди — реже, чем светские, а ложная информация подпитывает скептицизм и враждебное отношение к научным идеям. Однако это не единственная причина. Психологи открыли еще одну: интуитивные теории.

Интуитивные теории — это представления об устройстве мира, имеющиеся у человека изначально, до получения образования. Они объясняют, почему происходит то, что происходит, и как вмешаться в процесс, чтобы его изменить. Такие теории охватывают разнообразные явления — от гравитации и геологии до заболеваний и адаптации. Они появляются в младенчестве и сохраняются до самой смерти. Проблема в том, что часто интуитивные теории неверны. Например, заболевания человек интуитивно связывает с поведением (что надо и не надо делать, чтобы сохранить здоровье), а не с микробами. Именно поэтому кажется невероятным, что кипяченое молоко безопаснее и что прививки — введение в организм мертвых вирусов — способны предотвратить болезнь. Если верить интуитивным геологическим теориям, то Земля — это статичный объект, а не динамичная система, и поэтому человек никак не может вызвать землетрясение гидравлическим разрывом пласта, а глобальное потепление совершенно не связано с выбросами углекислого газа.

Интуитивные теории — это обоюдоострый меч. С одной стороны, они позволяют шире смотреть на объясняемые явления и оттачивают взаимодействие с этими явлениями, так как лучше иметь интуитивное толкование, чем вообще никакого. С другой стороны, они мешают принять идеи и наблюдения, которые в них не вписываются, и, следовательно, открыть истинное устройство мира. Интуитивные теории приводят не только к не- правильному восприятию реальности, но и к слепоте — игнорированию фактов и открытий, решительно опровергающих те самые теории. Именно поэтому, работая над этой книгой, я стремился познакомить читателя с его собственными интуитивными теориями и показать, когда и каким образом они могут сбить его с толку.

Я надеюсь, что мне удастся убедить вас вот в чем. Во-первых, мы по большому счету воспринимаем мир неправильно. Наши интуитивные теории в целом ряде областей оперируют сущностями и процессами, которых нет в природе. Во-вторых, для правильного мировосприятия мало просто изменить взгляды: нужно изменить сами концепции, которые выражаются в этих взглядах. Следовательно, чтобы правильно понимать мир, недостаточно просто уточнить имеющиеся интуитивные теории, их придется разобрать до основания и перестроить. Галилей как-то сказал, что все истины легко понять, когда их уже открыли; смысл в том, чтобы их открыть. Он ошибался. Есть очень много истин, которые понять непросто, потому что они отвергают самые первые, самые доступные представления о том, как устроен мир. Эта книга повествует как раз о таких истинах. Она объясняет, почему эти истины ускользают от нас и как их можно уловить.

***

Мысль, что человек строит интуитивные теории, многим кажется излишне интеллектуализированным представлением о том, как мы смотрим на мир. Зачем человеку, не занимающемуся физикой, теории движения и материи? Зачем человеку, далекому от биологии, придумывать собственную теорию наследственности или теорию эволюции? Однако дело в том, что и физика, и биология — неотъемлемые аспекты человеческой жизни, ведь все мы постоянно погружены в физические и биологические явления.

Возможно, проблема движения не заботит человека абстрактно, но она касается его конкретно: он поднимает коробки, наливает кашу в тарелку, ездит на велосипеде, бросает мячи. Понятие материи не интересует его отвлеченно, однако таяние льда и кипение воды, появление ржавчины и разжигание костров имеют практическое значение. То же самое с наследственностью: мы хотим знать, с какой долей вероятности облысеем и насколько предрасположены к раку. Эволюция может иметь значение, потому что у бактерий вырабатывается резистентность к лекарствам и потому что интересно, откуда взялись собаки. Лишь немногие способны подробно изложить теорию, которая объяснит и появление ржавчины, и горение, и теорию эволюции, охватывает как устойчивость бактерий к антибиотикам, так и одомашнивание собак. И тем не менее у нас есть вполне связные и систематические представления об этих явлениях.

Психологи называют такие теории интуитивными, потому что это наша первая попытка объяснить окружающий мир — еще до того, как нам расскажут научные теории о тех же самых явлениях. Эти идеи именно теории, потому что они представляют собой особый вид знания: понимание причинно-следственных связей. Такие знания помогают на основе наблюдений делать выводы о том, почему что-то произошло в прошлом (объяснение) и что, вероятно, произойдет в будущем (прогноз).

Большинство причинно-следственных знаний, воплощенных в интуитивных теориях, человек получает опытным путем, однако как минимум часть из них врожденная. Определить происхождение знания можно эмпирическим путем: психологи отвечают на этот вопрос, изучая людей разных возрастов и с разным жизненным опытом. Например, исследования младенцев указывают на то, что многие ожидания в отношении движения и материи у человека есть от рождения. В то же время эксперименты с участием взрослых представителей разных культур свидетельствуют о том, что многие представления о болезнях и космологии сформированы тем, что человек слышит от окружающих. Во всех интуитивных теориях есть и врожденные элементы, и накопленный опыт. Возможно, у новорожденного уже есть какие-то представления о поведении физических объектов, но они оттачиваются благодаря взаимодействию с реальными предметами. Аналогично различные культуры по-разному объясняют появление болезней, но все такие теории основаны на общем опыте: люди видят, как выглядят симптомы болезни (например, кашель, запор, высокая температура).

Интуитивные теории отличаются не только по своему происхождению, но и по предположениям в отношении причинно-следственных связей. В большинстве случаев причинные механизмы в них имеют естественный (обыкновенный) оттенок, однако в некоторых случаях предлагаются объяснения сверхъестественного характера. В первом случае механизмы, в принципе, поддаются наблюдению и контролю. Их часто выражают научными терминами, например теплота, инерция, ген, естественный отбор, хотя они на самом деле не согласуются с научными представлениями. То, что под словом «теплота» подразумевают ученые (передача энергии на молекулярном уровне), очень отличается от того, что имеют в виду обычные люди (нематериальная субстанция, которую объект получает или теряет и которую можно уловить и удержать).

Во втором случае причинные механизмы сверхъестественного свойства — например, карма, колдовство, душа, бог — выходят за пределы наблюдаемого и неподвластны простым смертным. У них нет научного соответствия, и тем не менее они позволяют систематически объяснять естественные явления (например, разгневанными предками) и систематически реагировать на них (например, путем приношений). Сверхъестественные объяснения часто не менее существенны, чем естественные. Карма — это такое же объяснение болезни, как и «холодная погода» или «дурной воздух», а божественное творение объясняет происхождение видов не хуже трансмутации (внезапного изменения формы) и спонтанного зарождения.

Учитывая, что мы живем в научном мире, может показаться, что интуитивные теории — это какой-то пережиток, возникший в прошлом из-за нехватки научных данных, и в будущем, когда такая информация станет доступнее и обширнее, они просто отомрут. Будьте уверены, что это не так. Интуитивные теории не вымирают. Они прочно сидят в человеческом сознании: их можно встретить в детских работах, а ведь детей вряд ли затрагивает улучшение доступа к научным данным. Дело не в том, что у детей меньше устойчивость внимания или что они меньше интересуются естественным миром. Им просто не хватает концепций, необходимых, чтобы закодировать научную информацию, которую им преподают.

Возьмем, например, понятие теплоты. Дети могут почувствовать температуру предмета — оценить, насколько эффективно он передает им тепло или забирает его, — но при этом не способны ощутить теплоту как таковую, поскольку у человека нет органов чувств, регистрирующих совокупное движение молекул системы. Чтобы понять научную концепцию тепла, ребенку нужно познакомиться с молекулярной теорией строения вещества. Конечно, эти знания он получит, но это произойдет только в средних классах, когда уже успеет сформироваться интуитивная теория, согласно которой теплота — это не процесс, а некое вещество (проблема рассмотрена в третьей главе). Можно попробовать ввести молекулярную теорию вещества на более ранних этапах обучения, но сама эта теория тоже противоречит интуиции. Как объяснить дошкольнику, что такое молекулы, не говоря уже об электронах и химических связях? И как помешать ребенку привязать слова для описания теплоты — «тепло», «жарко», «холодно», «прохладно» — к уже понятным ему концепциям, то есть в данном случае «веществу», «удержанию» и «потоку»?

Очевидно, что многие осваивают научные представления о теплоте, однако это не самая простая задача. Для этого нужно научиться мыслить о тепловых явлениях в совершенно новых рамках, качественно отличающихся от тех, которые человек создает для себя сам. Психологи называют этот вид обучения концептуальным изменением. Это не заурядное обогащение знаний, как, например, знакомство с новыми животными или историей чужой страны. Разница заключается в том, что в одном слу- чае в начале обучения уже есть понятия, которые позволяют осмыслить усваиваемую информацию, а в другом — нет.

Обогащение знаний — это применение старых понятий для формирования новых убеждений. Например, чтобы узнать, что киты дышат воздухом, нужно воспользоваться понятиями «кит», «дыхание» и «воздух». А концептуальное изменение — это процесс приобретения новых понятий и даже новых типов понятий. Если я скажу, что в джунглях Амазонки водятся мыши, пожирающие людей, я предложу вам рассмотреть новую концепцию: амазонскую мышь-людоеда. Это будет просто подвид других, уже знакомых концепций: «мышь» является подтипом «животного», а он, в свою очередь, — подтипом «живого существа». Знакомиться с новыми случаями уже существующих типов несложно: это просто замаскированное обогащение знаний. Проблема возникает при обучении новым типам.

Здесь можно провести аналогию с конструктором Лего. Базовый набор состоит из строго прямоугольных деталей. Имея их в достаточном количестве, можно построить что угодно — от жирафа до статуи Конана О’Брайена в натуральную величину (и то и другое, кстати, уже сделали). Но некоторые структуры, например машину с вращающимися колеса- ми, самолет с крутящимся винтом и кран с поднимающимся крюком, построить не получится. Для этого нужно расширить набор прямоугольных элементов новыми, особыми деталями: колесами, осями, шестеренками и коленчатыми валами. Любое транспортное средство, построенное без них, будет неэффективным и неполным. Можно изобразить что-то похожее на автомобиль, но не более того.

Формирование научного понимания мира во многом похоже на сборку действующей модели машины из конструктора. Оно требует ресурсов, недоступных новичку, то есть ребенку. К ним относятся такие понятия, как «электричество», «плотность», «скорость», «планета», «орган», «вирус», «общий предок». Концепции являются строительными элементами мышления в довольно буквальном смысле и, как настоящие кирпичи, обладают своими структурой и функциями. Осознать, что у людей и нарциссов есть общий предок, невозможно, если не представлять, что такое «общий предок», а мысль о том, что вода плотнее льда, не получится принять без понятия плотности. Эти концепции не входят в набор врожденных знаний и не вытекают из повседневного взаимодействия с физическим миром. Они требуют концептуального изменения.

Концептуальное изменение — редкое, трудно дающееся достижение. Его сложно инициировать и довести до конца: я попытаюсь показать это на конкретных примерах в каждой главе книги. Пока же, надеюсь, мне удалось объяснить, что интуитивные теории и концептуальные изменения связаны между собой. Мы строим интуитивные теории естественных явлений, потому что построение научных теорий требует концептуально- го изменения. Но для концептуального изменения нужно пересмотреть интуитивные теории, сложившиеся в отсутствие научной теории. Неправильное восприятие мира (интуитивные теории) возникает из-за того, что для правильного восприятия нужны концептуальные изменения, а для правильного восприятия сначала приходится воспринимать мир неправильно. Это порочный круг, хотя и не безнадежный. В конце концов человек способен из него выйти.

***

Интуитивные теории — очень важный, но не единственный источник ложных представлений. Большинство из них — это просто фактические ошибки, огрехи разума. Многие уверены, что человек использует всего 10% головного мозга или что вкусовые сосочки на языке разделены на отдельные секции, хотя и то и другое неверно. Такого рода ложные представления не означают глубоко ошибочного восприятия работы головного мозга и языка: это просто побочный продукт дезинформации.

Отличать фактические ошибки от укоренившихся неправильных представлений крайне важно. Многие психологи ломали голову над этой проблемой и выделили три характерных признака интуитивных теорий.

Во-первых, они связные, то есть представляют собой логически согласующийся между собой набор убеждений и ожиданий. Во-вторых, они широко распространены. Их разделяют люди разных возрастов, культур и исторических периодов. В-третьих, интуитивные теории устойчивы. Они противятся изменениям под влиянием доказательств и обучения.

Чтобы лучше почувствовать эти признаки, проведите два мысленных эксперимента, которые должны проверить ваши интуитивные представления о движении. Сначала представьте себе, что вы стоите в чистом поле и держите в руке пистолет. Целясь в горизонт, вы нажимаете на спусковой крючок и стреляете строго параллельно земле. Одновременно вы роняете вторую пулю с высоты пистолета. Какая пуля упадет на землю раньше: та, которой вы выстрелили, или та, которую уронили? Теперь представьте, что вы стоите в «вороньем гнезде» на мачте корабля, который на всех парусах плывет в открытом море. Рядом с вами пушечное ядро. Вы толкаете его вниз и смотрите, как оно падает. Где оно окажется: на палубе или в воде за кораблем?

Большинство людей скажут, что пуля, которой вы выстрелили, окажется на земле позже, поскольку толкающая вперед сила будет дольше удерживать ее в воздухе. Пушечное ядро же упадет за кормой, так как корабль успеет отплыть, пока оно будет лететь вниз. Ни то ни другое не соответствует действительности.

На вылетевшую из ствола пулю не действует какая-то дополнительная сила, удерживающая ее в воздухе. Обе пули под действием гравитации упадут на землю одновременно, хотя и в сотнях метров друг от друга. Что касается ядра, то оно ударится о палубу прямо под «вороньим гнездом», так как будет иметь ту же горизонтальную скорость, что и корабль. Корабль действительно успеет отплыть от того места, где вы столкнули ядро. Однако ядро будет падать не по прямой, а опишет параболу по направлению движения корабля, которая складывается из горизонтальной скорости и ускорения свободного падения под действием гравитации.

Как правило, люди решают эти задачи неправильно. Дело не в том, что эти ситуации какие-то необычные: в обоих случаях речь идет просто о падающих предметах. Проблема в том, что предсказания вытекают из интуитивной теории движения, согласно которой объекты движутся тогда и только тогда, когда им передалась внутренняя «сила», импульс. Термин «сила» я взял в кавычки, потому что интуитивное представление о силе не совпадает с тем, что под этим термином подразумевают ученые (произведение массы и ускорения). Силы могут изменить движение предмета, но не являются его свойствами. Это взаимодействия между предметами (это будет рассмотрено в пятой главе).

При этом ненаучные представления о силе и отношениях между силой и движением очень связанные. Возьмем, например, изложенные выше примеры: ложный прогноз, что предмет, движущийся горизонтально (пуля), будет дольше противиться гравитации, чем при отсутствии такого движения, и неверное представление, что перемещаемый предмет (ядро) не наследует горизонтального движения носителя (корабля). Может по- казаться, что эти ответы не связаны между собой, однако они порождены тем же самым основополагающим убеждением: силы передаются брошенным телам. Мы приписываем толкающую вперед силу пуле, вылетев- шей из пистолета, но не свободно падающему пушечному ядру или пуле. Кажется, будто сила, которую мы приписали пуле после выстрела, будет удерживать ее в воздухе дольше, в то время как из-за отсутствия такой силы ядро будет падать прямо вниз.

Эти рассуждения не соответствуют действительности, но при этом внутренне непротиворечивы. А еще они невероятно популярны. Ложные представления, основанные на импульсе, были обнаружены у учащихся всех возрастов — от дошкольников до старшекурсников. Их выявили в Китае, Израиле, Мексике, Турции, на Украине, Филиппинах и в Соединенных Штатах. От них не были избавлены даже люди, несколько лет изучавшие физику в вузе. Можно иметь степень бакалавра по физике и все равно хранить в душе теорию импульса.

Такая последовательность простирается и назад во времени. В прошлых столетиях люди, в том числе ученые-физики, всегда были приверженцами теории импульса. Галилей, например, приводил следующие объяснения движения: «Тело движется вверх при условии, что приложенная к нему сила больше, чем сопротивляющийся ей вес. Эта сила непрерывно слабеет и, наконец, уменьшается настолько, что уже не может преодолеть вес тела». Это объяснение связано с понятием импульса, а не инерции, и сегодня, четыре века спустя, большинство людей сказали бы что-то подобное. Мысль о «влиянии движущей силы», скорее всего, выразили бы другими словами, например «внутренней энергией» или тем же «импульсом». Для физика импульс — это произведение массы и скорости, но для обычного человека это что-то вроде толчка.

В неувядающей популярности теории импульса и других интуитивных теорий со времен Галилея до наших дней примечательно то, что всегда есть причина в них усомниться. Предсказания, сделанные на основе теории им- пульса, не сбываются, поскольку предметы движутся не так. Если выстрелить ядром из пушки, оно опишет полноценную параболу, а не будет падать прямо вниз из-за того, что в конце концов потеряет импульс и поддастся гравитации. И тем не менее, если попросить нарисовать траекторию вылетевшего из пушки ядра, многие нарисуют параболу с отвесным участком в конце, хотя это невозможно и не происходит в реальной жизни. Теория импульса успешно объясняет некоторые аспекты реальности, но делает человека слепым в случаях, которые объяснить не может.

Теория импульса в этом не уникальна. Все интуитивные теории внутренне связны, популярны среди самых разных людей и устойчивы по отношению к опровержениям. Эти черты придают им поразительную живучесть. Даже узнав новые, более точные объяснения явлений, человек не может дистанцироваться от своих интуитивных теорий. Они будут выглядывать из уголков сознания и после того, как их заменили чем-то более предпочтительным, и незаметно, но ощутимо влиять на мысли и поведение.