«Научный метод не сильно отличается от процесса догадок с вопросом "А если?". Оба требуют искать взаимосвязи»​ Статьи редакции

Отрывок из книги Ульриха Бозера «Как научиться учиться: Навыки осознанного усвоения знаний», которая выходит в издательстве «Альпина паблишер».

Многие исследования свидетельствуют в пользу разнообразия в обучении. В одном из них, проведенном в 1990-х годах, молодые женщины тренировались выполнять штрафные броски на баскетбольной площадке. Часть из них делали только такие броски. Другие использовали более широкий подход — они выполняли не только штрафные броски, но также и броски с 2,5 и 4,5 метров.

Результаты оказались весьма впечатляющими: группа, отрабатывающая разные броски, показала гораздо лучшие результаты и более глубокое понимание базовых навыков.

Это верно и для академической сферы — от тестов на память до навыков решения задач: разнообразная практика и взаимосвязанные примеры позволяют лучше понять взаимодействие частей единого целого. Они осознают, как работает система, и тем самым существенно улучшают свои результаты, иногда на 40%!

У результатов этих исследований есть совершенно конкретное практическое применение. Люди должны разнообразить свою практику — и избегать повторений. «Повторение одного и того же много раз подряд нужно считать преступлением», — сказал мне психолог Нейт Корнелл. Вместо этого нужно «упражняться в течение длительного времени без повторов».

Возьмем, к примеру, человека, который хочет узнать больше об истории США, и ему нужно прочитать две статьи о Войне за независимость, две статьи о Гражданской войне и две статьи о Холодной войне. Судя по результатам исследований, человек лучше усвоит материал, если будет перемешивать тексты на разные темы: прочтет статью о Войне за независимость, статью о Гражданской войне и статью о Холодной войне, а потом повторит процесс со следующими статьями. Почему? Потому что таким образом он сможет найти связи между различными темами.

Надо сказать, люди часто поступают так сами. Например, овладевая горными лыжами, стоит потренироваться на различных трассах — для слалома, могула и так далее, — а также при разном состоянии снега — от снежной пыли до смерзшегося снега. В столярном деле люди используют различные инструменты и упражняются с различными породами дерева — с дубом, сосной, елью.

Однако, как правило, мы не стремимся разнообразить свои действия — или примеры — в достаточной степени. Чтобы заметить глубинные связи, нам нужно очень много примеров. В эксперименте Голдстоуна люди по-настоящему усваивали глубинные структуры только после полудюжины задач.

Что еще важнее, мы должны разнообразить примеры вполне определенным способом. Контрасты между ними должны быть моментальными и очевидными. Если взять пример с горными лыжами, нам недостаточно кататься в этом году по рыхлому, мягкому снегу, а в следующем — по обледеневшему. Преимущества разнообразия в ходе учения станут очевидными, если только один опыт непосредственно следует за другим. Поэтому, прокатившись по склону с рыхлым снегом, найдите следующий — с более плотным и обледеневшим покрытием.

Кроме того, нужно иметь в виду, что взаимосвязи могут быть весьма неочевидными. Нередко найти систему, увидеть глубинные структуры бывает нелегко. Психолог Брайан Росс рекомендует формулировать найденные нами глубинные структуры. В своих исследованиях он показал, что людям гораздо проще решать задачи, если они записывают формулировку идеи — или глубинной структуры — прямо рядом с задачей.

Например, вам задали следующий вопрос:

Вы должны разобраться в принципе решения и записать необходимые понятия. Например: «Общая механическая энергия одинакова в начальном и конечном состоянии».

Есть и другой способ поиска взаимосвязей в области знаний — предположения. Как инструмент понимания, как элемент процесса обучения догадки стары как мир. По крайней мере стары, как Библия, в которой мы можем встретить множество гипотетических предположений.

«Может быть, есть в этом городе 50 праведников?» — спрашивает Авраам перед разрушением Гоморры. Позже в Ветхом Завете Моисей спрашивает Господа: «А если они не поверят мне?» Иисус из Назарета также часто полагается на этот риторический прием. «Что ж, если увидите Сына Человеческого восходящего туда, где был прежде?» — однажды спросил он своих учеников.

По крайней мере, в этом отношении Библия не уникальна. В Коране также можно встретить самые разнообразные предположения. Как и у Конфуция. Древние — как и большинство современных — авторы использовали спекулятивные вопросы для того, чтобы подтолкнуть читателя к размышлениям о том, как идеи складываются в единое целое. Гипотезы помогают нам увидеть систему.

Возьмем, к примеру, такой вопрос: «Что бы было, если бы вы не могли говорить всю оставшуюся жизнь?» На него нельзя ответить просто «да» или «нет», и если вы некоторое время подумаете, то обязательно начнете мыслить системно, представляя, как бы вы общались с друзьями, коллегами, любыми другими людьми, которые бы вам встретились.

Предположения заставляют нас размышлять. Вспомните мысленный эксперимент Эйнштейна, о котором мы говорили в начале главы (про луч света и полёт рядом с ним — vc.ru). Во многом он лишь немногим отличается от обычного набора гипотез. Что произойдет, если Эйнштейн станет двигаться со скоростью света? Каков смысл того, что свет будет казаться ему неподвижным?

Эйнштейн продолжал использовать такие предположения на протяжении всей своей карьеры, использовав практически тот же подход для открытия общей теории относительности. В этом случае Эйнштейн спросил себя: «Что происходит, если кто-то падает с крыши? А рядом с ним падает его ящик с инструментами?» Позже он назвал этот домысел «своей самой счастливой мыслью» — во многом потому, что он вызвал в его разуме волну нового понимания.

Есть и более недавние примеры. Один из основателей Apple Стив Джобс понимал ценность такого подхода и строил гипотетические предположения, когда хотел полностью осознать какую-либо идею. Так, Джобс, в конце 1990-х годов вернувшийся в Apple, захотел разобраться, что происходит в компании. Поэтому собрал менеджеров и начал засыпать их вопросами типа: «Если бы деньги не были проблемой, что бы вы сделали?» и «Если бы вам требовалось сократить выпуск половины продукции, как бы вы это сделали?».

Каждый из нас может поступать так же. Если вы решаете сложную задачу, задайте себе вопрос «А если?..». А если бы у нас было больше времени? А если бы у нас было больше людей? А если бы у нас было больше ресурсов? Ответы часто стимулируют и проливают свет на то, какая система лежит в основе вашей задачи.

Интересно, что гипотетическое мышление заложено в нас с детства, хотя трудно представить себе более разных людей, чем Стив Джобс и малыш, делающий первые шаги. Если вы проводите много времени с детьми, то наверняка знаете, что они с легкостью втягиваются в любую ролевую игру. Большинство малышей часами способны играть в школу или представлять себя супергероями, прыгая с дивана, протягивая руки и восклицая «На помощь!».

Но ведь ролевая игра — это тоже вид гипотетического представления. Когда дети играют в подобные игры, они строят гипотезы. Исследовательница Эллисон Гопник считает, что такая деятельность дает очень многое для развития мыслительных навыков.

*Контрфактуальное мышление строится от противного: что могло бы произойти, если бы...

Взрослый человек не воображает себя суперменом — по крайней мере на рабочем месте. Но есть и другие способы выработать системное мышление в своей области, обрести понимание значимых взаимоотношений.

Один из подходов — научный метод. Многие из вас наверняка помнят его основы — это путь к пониманию мира через эксперимент. Он включает в себя следующие шаги:

1. Поиск доказательств.
2. Разработка теории.
3. Проверка теории.
4. Вывод.

Интересно, что научный метод не сильно отличается от вопросов «А если?». Это процесс догадок, полагающийся на данные, и оба метода требуют искать взаимосвязи, развивать системный подход к знаниям.

Кроме того, научный метод «теории, проверки, повторения» может быть применен практически везде, помогая людям понять все, что угодно, — от фотографии до шекспировских пьес. Правомерно считать этот подход способом познания, нацеленного на решение проблем. Люди предлагают различные гипотезы, строят теории, а затем логически приходят к выводам.

Так, если вы хотите узнать больше о дизайне интерьеров, то можете спросить себя: «Как бы я оформил ванную комнату, если бы мой клиент был богат и любил золото? Как бы я оформил ванную, если бы мой клиент был молодым человеком с ограниченными возможностями? Как бы я оформил ванную в морской тематике?»

В качестве другого примера возьмите любое литературное произведение. Можно узнать очень многое, обсуждая последствия гипотетических предположений. Хотите лучше понять «Ромео и Джульетту»? Тогда подумайте, что могло бы случиться, если бы юные влюбленные не погибли? Продолжилась бы вражда между Монтекки и Капулетти? Поженились бы Ромео и Джульетта?

Возможно, наиболее убедительный пример силы этого подхода дает нам иллюстратор Стив Броднер. Скорее всего, вам знакомы его работы. Его рисунки регулярно появляются в таких журналах, как The New Yorker и Rolling Stone. У Броднера характерный витиеватый стиль, напоминающий отчасти мультипликацию, отчасти работы Генри Менкена (американский журналист первой половины 20 века — vc.ru). Его часто называют одним из наиболее успешных иллюстраторов США.

На протяжении десятилетий Броднер преподает искусство рисунка, используя научный метод для того, чтобы помочь людям понять иллюстрацию. На своих занятиях он применяет метод теории, проверки и повторения еще до того, как студенты реально начинают рисовать.

Прежде чем иллюстрировать какой-нибудь отрывок текста, он рекомендует им в одном предложении сформулировать, что будет на их рисунке. Это «теория» иллюстрации. «Студенты должны спросить себя: "Что я хочу об этом сказать?"» — говорил мне Броднер.

Затем, когда учащиеся начинают делать наброски, наступает стадия «проверки», и Броднер заставляет их уточнять сделанные иллюстрации. Он хочет, чтобы студенты экспериментировали с различными углами, оформлением, необычными композициями. С точки зрения Броднера, иллюстратор должен постоянно спрашивать себя: «А если выделить эту черту? А если отодвинуть эту деталь назад?»

Броднер выступает за целенаправленные эксперименты, но при этом также дает множество дельных советов. Он обсуждает со студентами ценность передних планов или показывает им примеры старых скетчей Нормана Роквелла.

Кроме того, предлагает собственные теории иллюстрации, объясняя, как, с его точки зрения, все в рисунке должно сочетаться одно с другим. Броднер называет эту идею «единой теорией» ком-позиции: «Если вы перемещаете на иллюстрации что-то одно, это обязательно влияет на все остальное», — говорит он.

Успех подхода Броднера можно оценить по успехам его выпускников. Многие из них стали профессиональными иллюстраторами. Мало того, и сам Броднер овладел этим искусством именно таким способом. Еще ребенком он изучал свои любимые иллюстрации, стараясь найти в них закономерности, писал с натуры, пытался понять, как другие художники создают свои рисунки, и спрашивал себя: «А если я применю этот подход, каким тогда будет мой рисунок? Станет ли он другим?»

Это было учение путем эксперимента.

В фазе поиска взаимосвязей целенаправленные эксперименты — прекрасный способ для понимания системы, лежащей в основе изучаемого, и поэтому давайте рассмотрим еще один пример — хакерство.

Я говорю не о хакерстве как преступлении. Я имею в виду хакерство как метод обучения, использование научного метода для развития навыка. Когда программист хочет узнать больше о каком-то участке кода или о программе, он начинает «ломать» ее. Как сказал программист Эрик Реймонд, кредо хакера — «сделать, проверить, исправить и задокументировать изменения».

Хакерство, по крайней мере в технических кругах, стало очень популярным подходом, и сейчас существуют хакерские марафоны, хакерские курсы и хакерские конференции. Многие места сбора хакеров — обычные старые гаражи или что-нибудь в этом роде. Но есть и совершенно официальные мероприятия и места; однажды я побывал в таком хакерском клубе, больше похожем на первоклассный музей для детей.

Как и во многом, что связано с изучением, здесь главным является процесс. Оттачивание навыка часто требует определенной осознанности, и без достаточных базовых знаний и хорошей поддержки хакерство похоже на лишенное направление и плана изучение, в результате которого люди мало что могут приобрести. Без глубоких знаний и хорошей практики вы потеряетесь в деталях. Умственная нагрузка будет очень большой, а результат — крайне низким.

Но если хакерство опирается на содержание — и вдумчивое руководство, оно может серьезно повысить ваши умения. Это практическая версия мысленного эксперимента, способ использования научного метода в конкретной области мастерства — и повышение осознания взаимосвязей в ней.

Чтобы лучше понять, что представляет собой этот подход, можете взять для примера Facebook, где была внедрена хакерская программа обучения для новых инженеров. Цель этого шестинедельного курса — как можно быстрее добиться того, чтобы люди начали работать с программным обеспечением компании. И действительно, проходит буквально один-два дня, и инженеры-новички начинают шлифовать софт социальной сети.

Новых сотрудников поощряют за поиск ошибок, создание новых приложений, разработку лучших программ. Каждый работает с живым кодом, и, если что-то идет не так, вся сеть может «упасть», произойдет сбой обновлений и запросов. Такое действительно произошло однажды в тренировочном центре — новый сотрудник устроил сбой в сервисе для миллионов пользователей. Сегодня эта история приводится компанией как пример того, насколько Facebook поддерживает обучение путем целенаправленных экспериментов.

В тренировочном центре Facebook сотрудники не изучают общие принципы программирования. Большинство из них приходят на работу в компанию, уже имея достаточный опыт в этой сфере. Они занимаются совершенствованием своих навыков на конкретном коде, который использует Facebook, — и учатся тому, как в компании принято подходить к решению задач.

«Я бы описал цель [этого центра] как обучение наших инженеров не только тому, как мы кодируем и как строим наши системы, но и нашей общей культуре подхода к сложным задачам», — однажды сказал в интервью Джоэл Зелигштейн.

Основатель Facebook Марк Цукерберг использует и другие способы интеграции хакерства в культуру компании. Сегодня в ней применяется «тестовая схема», позволяющая сотрудникам экспериментировать с кодом компании, не устраивая сбоев в сети.

Несколько раз в год в компании проходит хакафон. Один из девизов компании, по словам Цукерберга, — «двигаться быстро и менять порядок вещей», и для людей, имеющих определенные базовые навыки, это ценный путь к пониманию системы, лежащей в основе данной области знаний.

Есть еще один способ изучить систему в области знаний — визуальный. В конце 19 века в этот метод большой вклад внес кембриджский профессор Джон Венн. Этот очень педантичный ученый любил составлять подробные списки и точные схемы. Он увлекался инженерным делом и создал одно из первых устройств для подачи мячей в крикете, а также был, вероятно, единственным философом, которому удалось обыграть членов австралийской национальной сборной по крикету.

Венна очаровывали премудрости логики, в том числе силлогизмы. Один из классических силлогизмов наверняка известен вам всем:

В своей книге, опубликованной в 1881 году, Венн добавил к идее силлогизмов интересную деталь — визуальный подход. Вместо того чтобы формулировать логическое утверждение с помощью одного лишь текста, Венн предложил использовать круги. Он считал, что людям для лучшего понимания необходима «визуальная поддержка» и, если использовать этот подход, диаграмма для вышеприведенного силлогизма будет выглядеть так:

Диаграммы Венна подчеркивают важный момент в процессе обучения: люди способны усвоить очень многое, увидев наглядное истолкование системы знаний. Графическая форма представления взаимосвязей позволяет нам осознать очень важные вещи.

Полезный пример — концептуальные карты. Эти родственники диаграмм Венна дают нам графический путь к знаниям. Чтобы понять, как работают концептуальные карты и как они обеспечивают системное понимание, давайте вернемся к самому Джону Венну. Сначала прочтите краткую биографию британского философа.

Теперь давайте взглянем на тот же материал, представ-ленный в виде концептуальной карты.

Сравните два подхода к пониманию биографии Венна, и вам станет понятно, что концептуальные карты помогают людям лучше осознать взаимосвязи. Так, концептуальная карта дает понять, что логика и компьютерное программирование имеют одни и те же исторические корни. Также она помогает увидеть, что Венн имел не одно крупное научное достижение. Его работы также стали одной из основ вычислительной математики.

При этом в биографическом тексте эти связи не так легко увидеть. Линейная природа текста осложняет восприятие сложных, переплетенных отношений. Лично я едва ли заметил их, когда в первый раз читал энциклопедическую справку.

Исследователь Кен Кьевра, много лет изучавший различные типы концептуальных карт, утверждает, что одно из главных преимуществ графических схем состоит в том, что они позволяют видеть более глубокие связи в области знаний. «Графические схемы помогают людям складывать кусочки в единое целое», — сказал мне Кьевра.

Кьевра постоянно использует различные инструменты обучения. На работе он применяет графические модели при создании статей и в исследовательских проектах. Дома он часто полагается на них при принятии важных решений, кроме того он призвал на помощь концептуальную карту, чтобы помочь своему сыну разобраться в некоторых вещах, связанных с колледжем. «Ответы просто возникают сами», — говорит он.

В составлении графических презентаций, подобных концептуальным картам, очень большую помощь могут оказать современные технологии. Те самые устройства, которые перегружают нас информацией, также способны указать нам выход из этой ловушки.

Джеймс Феллоус из журнала Atlantic дает нам полезный совет по этому поводу. Феллоус, один из самых уважаемых американских журналистов, часто пользуется программами управления информацией и особенно любит Tinderbox — приложение, строящее концептуальные карты. Этот инструмент помогает организовывать файлы, строя связи между различными областями и темами. По словам Феллоуса, это настоящая «программа для мышления»!

Писатель Стивен Джонсон — поклонник сходного инструмента под названием DEVONthink. Он утверждает, что приложение дает ему «соединяющую силу», помогая заметить те связи, которых он не мог увидеть иными способами. По словам Джонсона, при использовании DEVONthink, «в моей голове обретает очертания более общая идея, построенная на цепочке ассоциаций, которые собрала для меня машина».

Лично я стал фанатом писательского софта Scrivener. Он помогает мне тем, что создает концептуальные карты, предлагая виртуальную доску для заметок и систему сетевого управления. Неудивительно, что Феллоус и Джонсон также используют эту программу. Но я, как и Феллоус, обычно работаю с компьютерными инструментами только при создании больших проектов, например для написания книг. Иными словами, чтобы программа себя оправдывала, текста должно быть много.

Последний пункт очень важен. Если у нас есть очень много данных, нам необходимы действенные инструменты, чтобы упорядочить их. Если у нас есть много деревьев, нам нужно какое-то устройство, чтобы увидеть связывающий их лес. Поэтому мы и должны устанавливать взаимосвязи. Ведь это помогает нам учиться.

#книги