В последние годы многие математики, физики и инженеры предпринимали серьезные попытки применить свои экспериментальные и теоретические методы для изучения биологических процессов, связанных с мозгом. Возникновение таких терминов, как «бионика», «нервные сети», «персептроны» и даже «теория информации», целиком или хотя бы частично связано с тем, что мы все больше убеждаемся в сходстве между процессами приспособления и мышления в живых организмах и рабочими принципами современных устройств, создаваемых человеком. Вряд ли можно сомневаться в том, что все более широкое сотрудничество между биологами и математиками создаст основу для значительных достижений в будущем. Весьма вероятно, что именно математик, используя те путеводные нити, которые дает изучение живых организмов, построит адекватную теорию процессов мышления. Изучение механизма разумных форм поведения сегодня находится преимущественно в ведении биологов, но возможно, что благодаря усовершенствованию теории этот механизм удастся представить в виде сетей, состоящих из отдельных компонентов, и в конце концов искусственно синтезировать его. Практические перспективы здесь колоссальны — как в смысле лучшего использования природных возможностей нашей нервной системы и нейтрализации ее слабостей, так и в смысле применения во всех областях жизни «разумных» машин, что будет способствовать повышению производительности, уменьшению потребности в «механическом» труде и общему увеличению возможностей человечества.
Хотя эти мысли не новы и хотя биологи, математики и инженеры все чаще и чаще устанавливают связи для совместных исследований, количество и разнообразие таких совместных работ все еще невелико по сравнению с возможностями в этой области. Значительное расширение такого рода исследований чрезвычайно желательно, и оно весьма вероятно в будущем. Но для такого расширения сейчас еще не хватает литературы, с помощью которой специалист в одной области мог бы легко приобрести нужные ему сведения о другой. Существуют, конечно, и терминологические трудности. Кроме того, в каждой области науки необходимо отобрать такой материал, который мог бы оказаться наиболее полезным для союзника из другой области. Эти нужды со временем будут удовлетворены. Пока же имеются пробелы, требующие заполнения.
Начиная работу над этой книгой, я надеялся способствовать заполнению небольшой части одного из таких пробелов. Первоначально я предполагал создать элементарный курс физиологии головного мозга и центральной нервной системы, который мог бы служить физику отправным пунктом для более основательного изучения предмета. Спустя 18 месяцев, исписав сотни три страниц, я осознал, что даже эта скромная цель превосходит мои возможности. В «элементарном курсе», заслуживающем этого названия, материал должен быть отобран настолько умело, чтобы в в нем содержалось действительно самое существенное. Я убедился, что нужно быть большим знатоком предмета, чтобы с уверенностью отделить фундаментальное и непреходящее от поверхностного и временного в динамичной области исследования мозга. Поэтому я отказался от первоначального намерения назвать свою книгу «Вводным курсом для не биолога».
Ретроспективно мне кажется, что эта книга больше похожа не на учебник, а на записки путешественника, описывающего экзотическую страну, в которой он побывал впервые. Конечно, трудно ожидать, что такой в общем очень мало осведомленный посетитель поймет чужую для него страну достаточно глубоко и в своем отчете сумеет сосредоточить внимание на самом важном, но тем не менее возможно, что ему удастся передать некоторым своим столь же неосведомленным соотечественникам воодушевление и энтузиазм, вызванные у него тем, что он видел. Возможно, это побудит других также посетить эту новую страну или обратиться к более полным источникам, чтобы лучше ознакомиться с тем, что поразило их воображение.
Таким образом, предлагаемую книгу следует рассматривать как рассказ о том, что показалось важным и интересным физику, впервые познакомившемуся с развитием исследований в области изучения мозга. Разумеется, я прилагал все усилия к тому, чтобы не пропустить вещи, которым биологи придают первостепенное значение, или не выдвинуть на первый план аспекты, которые кажутся им несущественными, но я не могу дать читателям никакой гарантии в том, что это мне удалось. Однако излагаемый материал, несомненно, содержит значительную часть современных сведений о мозге. Кроме того, людям с подготовкой в области точных наук эта книга должна быть доступнее, чем оригинальные статьи, большая часть которых изложена на специальном языке биологии. И я буду считать свою цель достигнутой, если моя увлеченность современными открытиями и гипотезами о работе мозга в какой-то мере передастся хотя бы нескольким читателям, имеющим подготовку в области физических наук, и если это побудит их искать возможности для совместной работы с биологами. Это и есть действительная цель моего труда.