Наука + изкуство = откритие: математиците разкриха по какъв начин мозъкът ни създава нови неща

Оказва се, че нестандартното мислене се подчинява на прости формули.

Математици от Лондонския университет Queen Mary откриха механизма за възникването на нови идеи. Статията, публикувана в списание Nature Communications, обяснява по какъв начин мозъкът ни комбинира познатите елементи, за да създаде нещо, което не е съществувало преди.

При наблюденията си учените са идентифицирали два вида открития. Първият са личните открития, когато човек за първи път слуша песен или се озовава на непознато място. Вторият е свързан с постижения, които стават нови за цялото човечество: технологични изобретения и медицински лечения.

„Винаги съм бил очарован от творчеството и иновациите – двигателите на човешкия прогрес“, казва ръководителят на изследването професор Вито Латора пред Phys.org. Неговата група отдавна изучава природата на творчеството, опитвайки се да разбере какво прави новите идеи, екипи, продукти и технически решения успешни.

Доскоро изследователите се фокусираха главно върху най-простите открития – когато нещо се появява за първи път. Това остави в сянка друг важен механизъм на иновациите – създаването на новото чрез комбиниране на вече съществуващото. Този принцип, наречен “ иновация от по-висок порядък“, виждаме в поезията, където обикновените думи създават уникални стихотворения, и в музиката, където комбинациите от познати ноти образуват оригинални мелодии.

Екипът разработи системата ERRWT (Edge-Reinforced Random Walk with Triggering). Тя се основава на математическия принцип на случайното преместване: системата се развива стъпка по стъпка, което означава, че всяка нова позиция се определя единствено от текущата позиция, а възможността за движение във всички посоки е еднакво вероятна.

Латора предлага ясна аналогия: представете си, че всички възможни идеи са точки в мрежа, а линиите между тях показват колко близки или сходни са понятията. Основната характеристика на модела е начинът, по който той показва развитието на тези мрежи. „Творецът“ не просто следва готови пътища – той прокарва нови пътища и създава нови точки, точно както в реалността всяко откритие разширява границите на възможното.

Моделът се основава на два ключови механизма. Първият (edge reinforcement) е подсилване на съществуващите връзки: колкото по-често се използва определен път между идеите, толкова по-познат и естествен става той. Вторият механизъм (edge triggering) е отговорен за създаването на принципно нови връзки. Според Латора това прилича на начина, по който слушаме музика: колкото по-често пускаме определена песен или поставяме песни една след друга в плейлиста, толкова по-вероятно е да повторим същата последователност. В същото време всяка нова комбинация може да ни даде идеята да опитаме други, неочаквани съчетания на ноти и стилове (ако сте диджей, например).

Моделът беше тестван върху три големи набора от данни: историята на слушане на музика от Last.fm, литературни произведения от Project Gutenberg и научни статии от Semantic Scholar. Подобен избор е дал възможност да се изследват различните аспекти на човешкото творчество и да се провери доколко универсални са откритите модели.

Оказа се, че появата на нови комбинации се подчинява на закона на Хипс – математическа закономерност, която показва как броят на комбинациите нараства с течение на времето. Оказва се, че сега е възможно не само да се проследи, но и да се предвиди как ще се развият творческите процеси. В същото време учените са забелязали една любопитна подробност: дори ако хората еднакво бързо се запознават с нещо ново, те свързват „познавателните открития“ помежду си по различен начин.

Това е добре илюстрирано с примера на Last.fm. Неговите потребители могат да откриват нови песни с еднаква скорост, но всеки изгражда свой собствен уникален път от песен до песен. Същото се случва и в литературата: писателите рядко измислят нови думи, но постоянно създават свежи комбинации от съществуващите. А авторите на научни статии се оказват още по-изобретателни в играта с думи – особено когато измислят заглавията на своите статии.

„ERRWT ни помогна да видим как се развива мрежата от идеи и как се променят пътищата между тях. Оказа се, че два процеса са еднакво важни за появата на нови неща: трябва както да затвърдим вече намерените връзки, така и да намерим нови пътища“ – добавя ученият.

Според Латора разбирането на творческите процеси е от решаващо значение за развитието на обществото. Новите технологии ще ни помогнат да разберем защо някои идеи мигновено завладяват умовете, а други потъват в океана от информация. По този начин е възможно дори да се предвиди съдбата на новите тенденции – дали ще се издигнат на върха на популярността, или ще се разтворят в потока от новини.

Но учените няма да спрат дотук. В нови изследвания те ще добавят към изчисленията си човешкия фактор – как обществото възприема или отхвърля новите идеи, как се разпространяват слуховете в социалните мрежи, как се формират и унищожават тенденциите.

Да добавим, че понастоящем изкуственият интелект е най-бързо развиващата се технология, която човечеството някога е виждало и затова е разумно да се очаква, че много от неговите недостатъци ще бъдат отстранени през следващите няколко години. Много изследователи на ИИ смятат, че човечеството се приближава към раждането на свръхинтелигентност – моментът, в който ИИ с общо предназначение ще надмине човешкия опит в почти всяка област. Способността на ИИ да генерира по-оригинални и убедителни идеи от учените може да доведе до преосмисляне на процеса на научни открития и ролята на човека в него.