CZY CHAOS POMAGA W TWORZENIU?

Jarosław Broniewski, Instytut Psychologii, Uniwersytet Wrocławski

Abstrakt: Artykuł ten jest próbą odpowiedzi na pytanie, czym jest zjawisko wglądu, tak często występujące w opisie procesu twórczego. W pierwszej kolejności omówione zostały teorie twórczego myślenia, neuronalne wyjaśnienia takich zjawisk jak pamięć i świadomość oraz sieci neuronowe (jako modele pewnych procesów zachodzących w mózgu). Następnie przedstawione zostały początki teorii chaosu i jej wpływ na współczesną naukę. Na końcu zaś Autor wyjaśnia mechanizm wglądu w następujący sposób: zapamiętywanie informacji odbywa się dzięki sieci neuronowej mózgu, w której ustalają się pewne obwody (podsieci). Za ustalenie się takich, a nie innych obwodów odpowiadają wagi połączeń synaptycznych pomiędzy neuronami. Jest to biologiczna podstawa wzorca pracy mózgu, tzn. atraktora (pojęcie charakterystyczne dla teorii chaosu). Z kolei, za zmianę wag połączeń synaptycznych są odpowiedzialne mikrotubule, w których zachodzą kwantowe oscylacje. W sytuacji "twórczej" napływająca informacja powoduje wzbudzenie tychże oscylacji, co prowadzi do zmiany wag połączeń synaptycznych i w konsekwencji do zmiany atraktora. Owo przejście pomiędzy atraktorami (tzw. przejście fazowe) jest właśnie w prezentowanym modelu tym, co nazywamy wglądem.

Summary: The paper proposes a new model of creative thinking based on the theory of behaviour of non-linear dynamic systems (well known as "chaos theory") and Penrose's concepts of quantum oscillations in microtubules. First, it considers theories of creativity (especially the phase model of the creative process), neural explanations such phenomena like memory and consciousness, and neural networks (as a models of brain processes). Second, it shows the beginnings of the chaos theory and influence of that theory on modern science (also on psychology). Finally, the explanation of the insight is as follows: the information given is remembered by the brain's neural network, which consists of many sub-networks. The states of synaptic connections are of importance in making such sub-networks. Those connections make a biological basis of brain's work pattern. We can use a term "attractor" (a term from the chaos theory) to define that pattern. On the other hand, the microtubules are responsible for changing states of synaptic connections. The quantum oscillations take place in their insides. In the process of creative thinking those oscillations change states of synaptic connections. The change of attractor is the consequence. That change is called "phase transition". Such transition in a model shown below is the mechanism of the phenomenon of insight.

W działaniu twórczym, mimo całej jego powagi, tkwi coś dziwnego, pisanie zaś o działalności twórczej jest równie dziwaczne
J. S. Bruner

[...] nowych punktów widzenia nie odkrywa się na terytorium już znanym, lecz w niezwykłych miejscach.
C. G. Jung

Każda nowa prawda rozpoczyna swój marsz jako herezja.
T. Huxley

Twórczość, Pamięć i Sieci Neuronowe

Myślenie twórcze jest taką dziedziną problematyki myślenia, która wymyka się próbom dokładnego zdefiniowania. Oto, co pisze na ten temat E. Nęcka:

"Nie wiemy według jakiego planu ogólnego rozwija się proces twórczy, jakie operacje intelektualne biorą w nim udział, jakie jest zróżnicowanie funkcjonalne tych operacji oraz jaka jest rola towarzyszących procesowi twórczemu stanów uczuciowych. Przede wszystkim jednak nie wiemy najważniejszego: jaki jest mechanizm powstawania nowego pomysłu. To bardzo duża dawka niewiedzy[...]."(Nęcka, 1987)

Czytelnik bez wątpienia zgodzi się z ostatnim zdaniem powyższego cytatu oraz przyzna, że stan taki jest co najmniej niepokojący.

Rzecz jasna powstało wiele modeli wyjaśniających proces myślenia twórczego. Co do jednego wszyscy autorzy są zgodni: myślenie twórcze opiera się na heurystykach (Kozielecki, 1995; Nosal, 1992; Nęcka, 1994) - co w praktyce oznacza stwierdzenie, że do każdego typu zadania da się zastosować wiele alternatywnych sposobów uzyskania twórczego rozwiązania w zależności od osobowości i stylu poznawczego podmiotu oraz typu i charakteru sytuacji problemowej. Jest to, jednym słowem, przyznanie się do niewiedzy.
Tym trudniejsze staje się więc określenie, co dzieje się w organizmie (a raczej - w psychice) w chwili aktu twórczego.

Nikt nie zaprzeczy temu, że proces twórczy jest zjawiskiem złożonym, a jego efekt końcowy zależy od wielu czynników. Jak pisze prof. Nosal, jednymi z najważniejszych czynników są właściwości ludzkiego myślenia i, z tego też względu, myślenie można traktować jako jeden z bardziej podstawowych wyznaczników procesu twórczego (Nosal, 1971).

Spośród modeli twórczego myślenia najbardziej popularny jest model fazowy.
Według tego modelu myślenie scharakteryzowane jest jako proces sekwencyjnego przetwarzania informacji, w rezultacie którego problem zostaje odkryty i rozwiązany (Berlyne, 1969; Dewey, 1988; Lindsay, Norman, 1984; Nęcka, 1994; Nęcka, 1987;Nęcka 1983; Nosal, 1992).
A zatem myślenie obejmuje następujące fazy:

1. geneza i sformułowanie problemu,

2. analiza cech problemu,

3. wytworzenie pomysłów rozwiązania problemu,

4. ocena pomysłów i wybór jednego z nich,

5. tworzenie planu weryfikacji pomysłu,

6. ocena osiągniętego rozwiązania.

Myślenie jednakże nie ma struktury linearnej, co mogłyby sugerować powyższe fazy. Jak pisze Nęcka:

"Schemat fazowy stanowi jednak tylko jedną z wielu możliwości. Zdarza się bowiem, że cały proces twórczy rozwija się w wyniku wytworzenia kluczowego pomysłu."(Nęcka, 1987)

Do zobrazowania przebiegu czynności myślenia najlepiej będzie odwołać się do koncepcji dendrytowej struktury procesu myślenia.
Koncepcja ta zakłada, że proces myślenia nie przebiega według schematu sekwencji liniowej, lecz tworzy skomplikowaną strukturę rozgałęzioną. Istotą tej struktury jest występowanie tzw. punktów wyboru, w których każdy etap może się rozgałęziać, dając początek nowemu procesowi (Berlyne, 1969; Nęcka, 1987; Nęcka, 1983).
Do tej koncepcji myślenia wrócę jeszcze później.

Z wielu takich modeli można wyczytać pewną myśl nie wyrażoną wprost, a mianowicie, że wielu autorów utożsamia proces myślenia twórczego z rozwiązywaniem problemów (Kozielecki 1995; Nosal, 1992). Do jakiego poziomu zachodzi takie utożsamianie? Aż do zrównania procesu twórczego z rozwiązywaniem labiryntu (Nosal, 1971). Takie podejście nie wydaje się dla mnie do końca uprawnione, bo czyż znalezienie drogi przez labirynt można określić mianem "twórczość"? Moim zdaniem o myśleniu twórczym można mówić tylko wówczas, gdy występuje zjawisko przez Kohlera nazywane wglądem (Berlyne, 1969), a potocznie olśnieniem - w przeciwnym bowiem razie proces myślowy staje się mechanicznym stosowaniem algorytmów prowadzących do z góry przewidzianego rozwiązania. W tym miejscu ponownie zacytuję E. Nęckę, który tak pisze o mechanizmach tworzenia:

"Pozostaje tradycja postaciowa, która jednak - wydaje się - zbyt jednostronnie rozpatruje proces twórczy jako myślenie produktywne, prowadzące do rozwiązania problemu, a przecież twórczość z trudem da się sprowadzić do rozwiązywania zadań."

I pisze dalej:

"Ponadto, operując pojęciem wglądu, gestaltyści niewiele mieli do powiedzenia na temat, w jaki sposób i dzięki jakim operacjom umysłowym dokonuje się owo przestrukturalizowanie sytuacji problemowej.[...] Mówiąc "wgląd" niczego jeszcze nie wyjaśniamy, a co najwyżej opisujemy."(Nęcka, 1987)

Autorzy piszący o twórczości nie są w stanie - jak dotąd - wyjaśnić istoty owego wglądu, jak i podać charakterystyki tego specyficznego przejścia.

Moim zdaniem odpowiedź na pytanie, jaki jest mechanizm zjawiska wglądu, może dostarczyć teoria chaosu.
Ale, zanim przejdę do omówienia tej teorii i odniesienia jej do procesu myślenia twórczego, chciałbym nawiązać w tym momencie do pewnych koncepcji, które wyjaśniają zjawiska psychiczne na poziomie neuronalnym ( patrz: Crick, 1997; Cacioppo, Bernston, 1992; Sarter i in., 1996).

Po pierwsze zajmiemy się pamięcią długotrwałą. Po drugie - omówimy mechanizm pamięci krótkotrwałej.

A zatem po pierwsze: istnieje hipoteza, że za zapamiętywanie długoterminowe odpowiadają trwałe zmiany wzrostowe komórek nerwowych, co jest związane z powstawaniem połączeń synaptycznych.

Po drugie: Lorente de Nó stwierdził, że neurony tworzą często w ośrodkowym układzie nerwowym zamknięte łańcuchy, które tworzą samowzmacniające się obwody. W takim obwodzie impuls może krążyć przez jakiś czas, dopóki nie wygaśnie lub nie zostanie zahamowany. De Nó wykazał, że zamknięte łańcuchy neuronów są szczególnie charakterystyczne dla kory mózgowej (Włodarski, 1990).

Sygnały z neuronu do neuronu są przekazywane za pomocą neurotransmiterów przez synapsy. O tym, czy synapsa przekaże sygnał dalej, decyduje jej siła lub też waga połączenia synaptycznego. Gdyby wagi wszystkich synaps były ustalone, mózg działałby jak komputer - tak jednak nie jest. Nie ulega wątpliwości, że wagi połączeń synaptycznych mogą się zmieniać. I tak jest rzeczywiście: waga synaps zmienia się zgodnie z regułą Hebba, która mówi, że wzmocnieniu ulegają połączenia między neuronami pobudzanymi jednocześnie. Stwierdzono, że w mózgu różne sieci rywalizują ze sobą o zapamiętanie danej informacji. Gdy już wszystkie synapsy w sieci, która wygrała rywalizację, zostaną wyregulowane zgodnie z regułą Hebba, informacja ulega zapamiętaniu (Coveney, Highfield, 1997).

Można na komputerze symulować działanie sieci neuronów połączonych synapsami. Otrzymujemy wówczas strukturę nazywaną siecią neuropodobną. Działanie takiej sieci zależy od przyjętych reguł, określających, jak zmieniają się wagi połączeń. Reguły te są zazwyczaj tak wybrane, by zoptymalizować wynik. W mózgu, który jest siecią neuronów, od tych połączeń zależą globalne (emergencyjne) cechy całej sieci, od których z kolei zależą cechy sieci sieci - czyli globalne własności całego mózgu (Coveney, Highfield, 1997; Crick, 1997; Penrose, 1997).

Oczywistym wydaje się stwierdzenie, że takie symulowanie działania mózgu nie będzie przedstawiało rzeczywistego jego działania. Mózg jest "urządzeniem" nieobliczalnym. Złożoność jego działań pojawia się w nim poprzez samoorganizację, która umożliwia stałe zmiany połączeń między neuronami w celu zapisania czegoś w pamięci oraz dostosowania działania mózgu do otoczenia. No a ponadto nie da się ukryć, że sieć neuropodobna nie potrafi myśleć twórczo... Nie potrafi tego również (jak na razie) komputer, mimo prób czynionych w tym kierunku i tworzenia programów, takich jak "Ministrel" (Turner, 1994).

Czytelnika zainteresowanego bliżej sieciami neuropodobnymi odsyłam do wybranych pozycji z bibliografii : Coveney, Highfield, 1997, rozdz.9; Crick, 1997, rozdz.13.

Penrose przedstawia interesującą hipotezę dotyczącą zmian wag połączeń synaptycznych. Zgodnie z tą hipotezą na siłę połączenia synaptycznego wpływają mikrotubule znajdujące się w neuronach. Modyfikują one własności kolców dendrytycznych, transport neuroprzekaźników wzdłuż aksonów i dendrytów oraz ich stężenie w zakończeniach włókien nerwowych. Mikrotubule wpływają również na rozwój i degenerację neuronów, a tym samym na organizację sieci neuronowej mózgu.

Zgodnie z koncepcją, którą przedstawia Penrose wewnątrz mikrotubul zachodzą pewne oscylacje kwantowe, które obejmują rozległe obszary mózgu. Autor powołuje się na zjawisko kwantowej nielokalności, które dowodzi, że zjawisk zachodzących w dużej odległości od siebie nie można uważać za niezależne. Dlatego twierdzi, iż mamy tu do czynienia z procesem globalnym, a dla Penrose'a takim globalnym procesem jest również świadomość. Jest to próba wyjaśnienia szczególnych, nieobliczalnych cech świadomości poprzez odwołanie się do kwantowo-klasycznych oddziaływań (Penrose, 1997; patrz też: McCrone, 1994; Zohar, 1993). Dla mnie istotną sprawą jest postulowanie istnienia pewnych oscylacji w neuronach.

Uważam wszystkie powyższe koncepcje za idące w dobrym kierunku próby rozwiązania problemu relacji ciało-umysł.

Przejdźmy więc teraz do chaosu.

Na Początku Była... Pogoda

Teoria chaosu - teoria, która zrewolucjonizowała współczesną fizykę (i nie tylko ją) - narodziła się jednak nie w laboratoriach fizycznych, lecz w pracowni meteorologicznej Massachusetts Institute of Technology.

A stało się to za sprawą człowieka o nazwisku Edward Lorenz. Zajmował się on teorią zjawisk atmosferycznych i próbował zasymulować na komputerze przebieg tychże zjawisk. Głównym jego celem było oczywiście długoterminowe prognozowanie pogody. W owym czasie panowało przekonanie, że "zachowanie się" pogody jest deterministyczne, a więc przewidywalne. Była to spuścizna po Newtonie - przekonanie, że wszechświat jest logiczny i przewidywalny.

Lorenz opracował program symulujący zależność od czasu jednej ze zmiennych występujących w badanych przez siebie równaniach opisujących procesy pogody. Przeprowadził obliczenia dla pewnego przedziału czasu. Później postanowił zbadać, jak to rozwiązanie będzie wyglądać dla dłuższego czasu. Ponieważ jego komputer był bardzo powolny postanowił uprościć sprawę. W tym celu zamiast początkowych wartości zmiennych, wprowadził do programu wartości obliczone przez komputer w połowie poprzednich obliczeń. Spodziewał się, że teraz komputer najpierw powtórzy drugą część poprzednich obliczeń, a następnie uzyska nowe wyniki. Wiedząc, że długo to potrwa poszedł na kawę.

Gdy powrócił, ze zdumieniem ujrzał, że nowe wyniki nie były wcale powtórzeniem starych. Obie krzywe na wykresie przebiegały początkowo bardzo podobnie, lecz dalej różnica między nimi coraz bardziej narastała. Zastanowiwszy się nad tą dziwną sytuacją Lorenz doszedł do wniosku, że komputer się nie pomylił. Sedno sprawy tkwiło w dokładności jego obliczeń - do szóstego miejsca po przecinku. Obliczenia powinny się były rozpocząć od wartości 0.506127, jednak Lorenz wprowadził do programu wartość zaokrągloną 0.506. Drobna różnica 0.000127 istotnie wpłynęła na dalsze obliczenia. Okazało się, że pogoda jest układem wysoce niestabilnym, którego trajektoria zależy bardzo silnie od początkowych wartości parametrów charakteryzujących tę trajektorię. Tę zależność Lorenz nazwał efektem motyla - jeżeli motyl zatrzepoce skrzydełkami nad Tokio, to za jakiś czas może z tego powodu w Nowym Jorku rozpętać się burza. Jest to oczywiście obraz raczej poetycki, sedno sprawy tkwi w tym, że pogoda może zależeć od bardzo drobnych czynników zakłócających. I nie tylko pogoda - dotyczy to wszystkich układów dynamicznych.

Gdy Lorenz próbował przedstawić graficznie trajektorie układu w przestrzeni fazowej otrzymał obraz przypominający właśnie skrzydła motyla (lub, jak chcą niektórzy, oczy sowy). Mimo początkowego chaotycznego przebiegu trajektorii obraz zyskał nieoczekiwaną harmonię. Układ ten za każdym razem wychodził taki sam, niezależnie od tego, w jakim punkcie początkowym trajektoria się zaczynała. I niezależnie od początkowych różnic trajektorie zaczynają w końcu dążyć do tego samego obszaru. Wygląda to tak, jakby dwa płaty przyciągały wszystkie trajektorie znajdujące się w pobliżu. Ten fragment przestrzeni fazowej nazwano atraktorem Lorenza. Rysunek przedstawiający ten atraktor jest reprodukowany we wszystkich książkach poświęconych teorii chaosu (patrz: Gleick, 1996, str. 39; Stewart, 1996, str. 163; Tempczyk, 1995, str. 99).

Odnosząc ten atraktor do meteorologii można go zinterpretować następująco: każda pojedyncza trajektoria oznacza pogodę w danym dniu i nigdy nie wiadomo, która to będzie trajektoria. Zaś atraktor jako całość reprezentuje klimat danego terenu bądź kraju.

W ten sposób narodziła się teoria chaosu. Oczywiście, ze względu na brak miejsca, jest to prezentacja bardzo skrótowa - Czytelników zainteresowanych rozwojem tej idei zachęcam do lektury odpowiednich pozycji z bibliografii (Coveney, Highfield, 1997; Gleick, 1996; Stewart, 1996; Tempczyk, 1995; Tempczyk, 1998).

Konsekwencje Teorii Chaosu

Do tej pory nauka zajmowała się układami prostymi, liniowymi. Układy te można opisać dokładnie i wyczerpująco. Jednakże takich sytuacji jest niewiele, a są one związane z wyidealizowanym obrazem tego, co dzieje się w układach rzeczywistych. Sytuacja taka była o tyle niekorzystna, że ilekroć pojawiały się przeszkody, tzn. układ zaczynał się zachowywać niezgodnie z przewidywaniami klasycznych teorii newtonowskich, nauka stawała się bezradna. Zacytujmy w tym miejscu Jamesa Gleick'a: "Tam, gdzie zaczyna się chaos kończy się klasyczna nauka." Oraz drugi cytat: "Chaos eliminuje fantazje Laplace'a o deterministycznej przewidywalności."(Gleick, 1996)

Teoria chaosu generalnie zajmuje się układami dynamicznymi, oscylującymi. Należy w tym miejscu zwrócić uwagę Czytelnika na fakt, że - podobnie jak serce - neurony są biologicznymi oscylatorami i dlatego istotnym jest fakt, iż Penrose postuluje istnienie oscylacji na synapsach. A rzeczywistość jest skonstruowana w taki sposób, że układ liniowy może zacząć zachowywać się nieregularnie, chaotycznie. Efekty nieliniowe prowadzą do bogatego, dynamicznego świata bardzo bliskiego temu, co obserwujemy w przyrodzie (May, 1974) i życiu społecznym (Tempczyk, 1995).

Otóż nieregularność i atraktor pojawiają się w pewnych ustalonych przedziałach parametrów, które ten układ opisują. Dla pewnych wartości parametrów układ jest stabilny i nie ma w nim oscylacji i nieregularności. Moim zdaniem odpowiada to sytuacji, gdy człowiek nie ma żadnego problemu do rozwiązania, gdy organizm znajduje się w znanej sobie i jasno określonej sytuacji.

Aby Czytelnik nie czuł się zagubiony, dokonam w tym miejscu krótkiego podsumowania tego, o czym mówiłem wcześniej.

Tak więc, przestrzeń fazowa jest to przestrzeń wszystkich niezbędnych parametrów charakteryzujących ruch danego typu, przestrzeń wszystkich możliwych rozwiązań. W opisie procesów nie polegających na ruchu występują inne współrzędne. Przebieg badanych procesów tworzy w tej przestrzeni jednoznaczną linię (tor, trajektorię).

Natomiast atraktor można określić jako zgrupowanie trajektorii w przestrzeni fazowej, stan, do którego zmierza układ. Atraktor porządkuje dynamikę układu (Coveney, Highfield, 1997; Gleick, 1996; Stewart, 1996; Tempczyk, 1995; Tempczyk, 1998).

Dlaczego sądzę, że teorię chaosu można odnieść do człowieka? A czyż człowiek nie jest - począwszy od oscylacji kwantowych na synapsach, poprzez układ nerwowy, mózg, skończywszy na świadomości, psychice - układem dynamicznym? (Gleick, 1996; Tempczyk, 1998) Czyż prawom dynamiki nieliniowej nie podlega tłum z niekontrolowanymi wybuchami agresji, zmiennością nastrojów (LeBon, 1986), społeczeństwo ze swoimi rewolucjami? Czyż w historii gatunku ludzkiego nie było okresów ewolucyjnej niestabilności? (Dawkins, 1996)

Jak wspomniałem wcześniej, wszystko zaczęło się od pracy Lorenza. Od tamtej pory przeprowadzono wiele badań, niekoniecznie na gruncie fizyki. Prawa dynamiki nieliniowej wykorzystano przy budowie sieci neuropodobnych i sztucznej inteligencji, jako że dowiedziono, iż neurony funkcjonują jak układy nieliniowe. Teorię chaosu zastosowano również w badaniach nad dynamiką rozwoju chorób zakaźnych, przy jej pomocy wyjaśniono zaburzenia pracy serca, takie jak migotanie komór, których zapowiedź, jak podejrzewają niektórzy, może być ukryta w postaci atraktora w elektrokardiogramie (Amato, 1992). Odkryto nieustanny, chaotyczny ruch gałki ocznej (jest to związane z poszukiwaniem przez układ nerwowy pewnych stabilnych struktur w środowisku). Badano atraktory procesu tworzenia się opinii społecznej, procesów migracji, urodzin i śmierci. Ujawniono atraktory w wykresach EEG ludzi śpiących (Tempczyk, 1995).

Bardzo istotne - z punktu widzenia psychologa - są badania dr Olivera Sacksa nad postencefalitykami i parkinsonikami. Badania te dotyczyły cyklicznych stanów poprawy i pogorszenia zdrowia fizycznego i psychicznego u pacjentów, którym podawano L-dopę, prekursor dopaminy, jednego z neurotransmiterów (Sacks, 1997), która jest wykorzystywana podczas procesów poznawczych i uczuciowych (Coveney, Highfield, 1997).
Ponadto teoria chaosu została wykorzystana przy następujących zagadnieniach: dynamika życia społecznego, natura osobowości, dynamika grupy terapeutycznej, terapia rodzin (rodzina jako system dynamiczny), procesy podejmowania decyzji, selekcja personelu, motywacja do pracy, funkcjonowanie instytucji społecznych (Abraham, Gilgen, 1995; Butz i in., 1996; Guastello, 1995; Robertson, Combs, 1995; Wieland-Burston, 1992).

A oto, co pisze Gleick na temat zainteresowania się teorią chaosu przez psychiatrów:

"Arnold Mandell, psychiatra i dynamik z San Diego, który stał się rzecznikiem poglądów na temat ruchów oczu u schizofreników, poszedł nawet dalej w uwypuklaniu roli chaosu w fizjologii.[...]Był on, jak sam twierdził, fanatykiem chaosu, a głównym jego zainteresowaniem pozostał najbardziej chaotyczny ze wszystkich organów. 'Równowaga w biologii oznacza śmierć' - powiedział - 'Jeśli pytasz, czy twój mózg jest układem w równowadze, mogę tylko poprosić cię, abyś nie myślał o słoniach przez kilka minut, i już wiesz, że nie jest układem w równowadze.' Dla Mandella odkrycie chaosu narzuca zmianę w klinicznym podejściu do chorób psychicznych. Z obiektywnego punktu widzenia współczesna "psychofarmakologia" - używanie leków do leczenia wszystkiego, począwszy od podniecenia poprzez bezsenność aż do schizofrenii - musi być oceniona jako błąd.[...]Tradycyjne metody leczenia tej "najbardziej niestabilnej, dynamicznej, nieskończenie wymiarowej maszyny" były liniowe i redukcjonistyczne.[...]Mandell pobudzał swoich kolegów do rozumienia płynnej geometrii, która leży u podstaw złożonych układów, takich jak umysł."(Gleick, 1996)

Nasz aparat zmysłowy i mózg porządkują wrażenia zmysłowe, nadając im określony sens i własności. Model atraktorów przyciągających wszystkie składniki określonego zbioru dobrze tu pasuje. Model ten przydaje się także do zrozumienia myślenia twórczego (Tempczyk, 1995).

Sytuacja problemowa jest niewątpliwie sytuacją, w której organizmowi daleko do równowagi - zwłaszcza, gdy do danej sytuacji nie da się zastosować znanego i wypróbowanego algorytmu. Organizm zmuszony jest wówczas wyjść poza znane mu schematy, czyli, innymi słowy, musi nastąpić przejście fazowe. Przejście to związane jest ze zmianą atraktora w układzie nerwowym. Ponieważ mózg działa zgodnie z jednym atraktorem, to, wskutek zmiany parametrów pracy, jego stan dynamiczny przeskakuje do innego atraktora. I ten moment przejścia, jest tym, co nazywamy olśnieniem, wglądem, efektem "aha".

Zobaczmy, co na ten temat pisze M. Tempczyk:

"W toku myślenia twórczego zmienia się nasza struktura pamięciowa. Stosowane do tego czasu struktury pojęciowe zaczynają się załamywać, następują zakłócenia, rośnie napięcie nerwowe i ilość pomyłek. Po okresie chaotycznego działania następuje gwałtowne uporządkowanie według nowego, zmienionego schematu. Jest to nowy atraktor, który pojawił się w mózgu danej osoby w wyniku rozwoju jej poznania, napływu informacji nie pasujących do starego schematu i okresu rozluźniania się tego schematu. Analogia z przejściami fazowymi obserwowanymi w procesach fizycznych, chemicznych lub biologicznych jest tu wyraźna, chociaż w przypadku myślenia pojęciowego trudno dokonywać ilościowych pomiarów lub obliczeń."(Tempczyk, 1995; patrz też: Tempczyk, 1998)

Zastanówmy się, co może dziać się w momencie takiego przejścia na poziomie synaps. Napływająca informacja powoduje zmianę lub wzbudzenie potencjału w neuronie (bądź obwodzie), co - stosownie do koncepcji Penrose'a - wywołuje oscylacje w mikrotubulach. Jeśli jest to informacja sprzeczna z dotychczasowym stanem wiedzy podmiotu - a tak najczęściej jest w sytuacji problemowej - to wzbudza ona oscylacje nieregularne i coraz bardziej chaotyczne, aż w pewnym momencie następuje zmiana wagi połączenia synaptycznego. Impuls może iść dalej, do następnego połączenia, lub może zostać wyhamowany. Wówczas w sieci neuronów w mózgu ustalają się nowe wagi połączeń synaptycznych i tak powstaje nowy atraktor. Jego biologicznym podłożem jest układ neuronów, których połączenia synaptyczne mają określone wagi (Tempczyk, 1998, str. 263).

Ten model atraktorów dobrze odnosi się do pewnych aspektów myślenia twórczego opisywanych przez wielu autorów.
Jako pierwszą wymieniłbym tutaj pewną cechę myślenia twórczego, którą Nęcka nazywa symultanicznością. Oznacza ona równoległy przebieg wielu procesów myślowych, co zwiększa prawdopodobieństwo uzyskania twórczego wyniku. Dzięki symultaniczności bardziej prawdopodobny również staje się akt, który Koestler nazywa bisocjacją, czyli skojarzeniem w jedną całość dwóch niezależnych i odległych od siebie ciągów myślowych (Nęcka, 1983). Moim zdaniem ten akt odpowiada opisanemu przez Penrose'a zjawisku kwantowej nielokalności czyli korelacji odległych od siebie zjawisk.

Kolejna kwestia wiąże się z koncepcją myślenia w ogóle, a ściślej - z modelem dendrytowej struktury procesu myślenia, o którym wspomniałem na początku (Berlyne, 1969; Nęcka, 1987; Nęcka, 1983). Owa dendrytowa struktura ułatwia, według mnie, przetwarzanie wielu różnych informacji (niekiedy sprzecznych ze sobą), co może być korzystne dla wzbudzania oscylacji na synapsach.

Model atraktorów dobrze wyjaśnia również to, co Nosal nazywa trajektorią rozwiązania.
Elementami jej (tzn. trajektorii) są utrwalone efekty kolejnych sekwencji działań podmiotu. Trajektoria owa leży u podstaw regulacji przebiegu myślenia twórczego, jest modelem wewnętrznym sytuacji problemowej. Seria przekształceń tego modelu wyznacza poziom sprawności myślenia twórczego (Nosal, 1971). Moim zdaniem, biologiczną podstawą tejże trajektorii byłby szlak neuronów o ustalonych wagach połączeń synaptycznych, które to wagi zmieniałyby się pod wpływem wspomnianych wyżej przekształceń.

Na zakończenie warto wspomnieć jeszcze o jednej sprawie, tym razem dotyczącej nie procesu twórczego, a tworzącego podmiotu.

Jak pisze Nęcka, jednostkę twórczą charakteryzuje nasilenie ciekawości, a więc otwartość na napływające informacje. Cytuje badania, z których wynika, że twórcom częściej niż innym ludziom grożą zaburzenia psychiczne, chociaż nie wiadomo, dlaczego tak jest. Może wynika to z tego, iż zbyt częste przyjmowanie nowych i sprzecznych informacji powoduje zbyt nieregularne oscylacje w mikrotubulach i prowadzi w efekcie do "zmęczenia" materiału, czyli zaburzeń pracy neuronów. Najprawdopodobniej związane to jest z niedoborem lub nadmiarem neurotransmiterów, co znajduje swoje odbicie w stanach świadomości.

Cóż jeszcze można powiedzieć? Tylko to, że tajemnica działania ludzkiego mózgu kryje się w jego złożoności. Mózg składa się z ok. biliona komórek (10¹²), z czego liczba neuronów to sto miliardów (10¹¹). Całkowita długość połączeń między neuronami wynosi w przybliżeniu sto tysięcy kilometrów, zaś liczba połączeń sięga tysiąca bilionów (10¹⁵). Jest to w przybliżeniu tyle, ile gwiazd zawiera nasza Galaktyka (Coveney, Highfield, 1997). Można sobie tylko niedokładnie wyobrażać, jak wiele przebiega tam impulsów, jak wiele zjawisk o charakterze kwantowym tam występuje i jak bardzo pozornie jest to chaotyczne, nie ukierunkowane działanie.

A zatem: czy chaos pomaga w tworzeniu?

Myślę, że na to pytanie, zawarte w tytule, można odpowiedzieć twierdząco. Z oscylacji w mikrotubulach, powstających pod wpływem impulsów nerwowych, wyłania się w końcu coś nowego - nowy wzorzec pracy mózgu, tj. nowy atraktor.

Należy podkreślić jednakże spekulatywny charakter powyższych rozważań. Teoria chaosu dopiero powoli wkracza do psychologii, a i poglądy Penrose'a nie są akceptowane w niektórych kręgach (McCrone, 1994; Horgan, 1994). Mimo prób (myślę, że udanych) zastosowania tej teorii do różnych dziedzin psychologii, niektórzy przestrzegają przed zbytnią euforią i dosłownym używaniem terminologii z zakresu dynamiki systemów nieliniowych do definiowania zmiennych psychologicznych. Zalecają traktowanie tejże terminologii jako heurystycznych pomysłów (Barton, 1994; Robertson, Combs, 1995).

Jedno jest pewne: teoria chaosu pozwala nam na lepsze zrozumienie złożonych systemów i, być może, poprzez jej zastosowanie, psychologia przestanie "cierpieć z powodu braku jednolitości" (Staats, 1991).

---