Люди не вміють визначати міцність вузлів — дослідження

Дослідники з Університету Джонса Гопкінса виявили несподівану слабку сторону людського сприйняття — нездатність правильно оцінювати міцність вузлів. Це відкриття кидає виклик нашому розумінню інтуїтивної фізики та показує, що навіть після тисячоліть використання вузлів люди залишаються безпорадними у визначенні їх надійності.

Шолей Крум та Чез Файрстоун провели серію експериментів, де учасникам показували пари вузлів і просили вибрати міцніший. Результати виявилися приголомшливими — люди систематично обирали найслабші вузли, вважаючи їх найнадійнішими. Навіть ті небагато учасників, які випадково вгадували правильну відповідь, керувалися хибними міркуваннями, зосереджуючись на візуальних особливостях, що не мали жодного стосунку до справжньої міцності вузла.

«Люди жахливо справляються з цим завданням», — зазначив Файрстоун, дослідник, який роками вивчає людське сприйняття. «Людство використовує вузли протягом тисячоліть. Проте коли ви показуєте людям справжні фотографії вузлів і просите їх оцінити поведінку вузла, вони не мають жодного уявлення».

Інтуїтивна фізика — це повсякденна ментальна здатність передбачати поведінку предметів. Ми знаємо, що нахилена склянка проллється, а стос кубиків впаде, якщо його штовхнути. Десятиліттями психологи досліджували як сильні, так і слабкі сторони цієї навички. Хоча ранні дослідження виявляли кричущі помилки — люди часто передбачали, що м'яч, скинутий з літака, впаде прямо вниз замість руху по кривій траєкторії — більш пізні дослідження показали, що ми надзвичайно вправні в оцінці фізичних сцен, особливо коли сценарії реалістичні.

У більшості випадків наша інтуїтивна фізика працює досить добре. Ми знаємо, що станеться, коли зіб'ємо вежу з кубиків або нальємо воду в чашку. Але це нове дослідження розкриває новий і дивний виняток — вузли.

Ідея дослідження виникла у Крум, аспірантки лабораторії Файрстоуна. Захоплена вишивкою, Крум одного разу подивилася на заплутаний вузол ниток на зворотному боці своєї роботи і не змогла зрозуміти його структуру. Ця плутанина породила гіпотезу — чи можуть вузли представляти унікальну слабкість у нашому інтуїтивному розумінні фізики?

Для перевірки цього Крум і Файрстоун розробили серію з п'яти експериментів. Вони показували учасникам пари вузлів і просили вибрати міцніший. Вузли виглядали схоже, але мали дуже різну міцність. Наприклад, один тип — це рифовий вузол, один з найміцніших базових вузлів. На протилежному кінці спектра знаходиться влучно названий «горе-вузол», який може розв'язатися від легкого потягу. Дослідники також працювали з бабусиними вузлами та злодійськими вузлами.

Учасники постійно обирали неправильний вузол, вважаючи найслабші вузли найміцнішими. І навіть серед тих небагатьох, хто вгадував правильно, їхні міркування були далекими від істини. Вони зосереджувалися на візуальних особливостях, які не мали жодного стосунку до справжньої міцності вузла.

Дослідники навіть намагалися полегшити завдання. Вони показували учасникам відео вузлів, що обертаються. Вони демонстрували діаграми того, як кожен вузол в'язався. Але незалежно від підходу, судження людей не покращувалися.

«Ми намагалися дати людям найкращий шанс», — сказала Крум. «Це зовсім не допомогло — якщо що, відповіді людей стали ще більш хаотичними».

Вузли — це стародавні інструменти, що з'являються в мистецтві Стародавнього Єгипту, Греції та Китаю. Свідчення вказують на те, що люди в'язали вузли ще до того, як приборкали вогонь або винайшли колесо. Вважається, що неандертальці також виготовляли мотузки.

І вузли мають значення. Різниця між надійним вузлом і дефектним може означати успіх або невдачу підйому, безпеку човна або надійність вантажу.

Результати дослідження кидають виклик уявленню про те, що всю інтуїтивну фізику можна пояснити універсальним ментальним «двигуном симуляції» — моделлю світу, яку ми використовуємо для передбачення фізичних результатів. Цей «двигун» напрочуд добре працює для багатьох сценаріїв, таких як передбачення падіння вежі з кубиків або бризок рідини. Але вузли, здається, виводять його з ладу.

Одне з можливих пояснень полягає в тому, що наш мозок краще пристосований до міркувань про жорсткі предмети — кубики, кулі та балки — ніж про м'які, гнучкі, як мотузки та нитки. Моделювання поведінки гнучких матеріалів є більш обчислювально складним навіть для сучасного програмного забезпечення комп'ютерної графіки. Можливо, наші ментальні моделі надають пріоритет швидкості та ефективності над досконалою точністю, роблячи вузли занадто складними для нашої інтуїтивної фізики.

Чи може досвід змінити ситуацію? Зрештою, моряки та скелелази щодня покладаються на свої знання вузлів. Дослідження не тестувало експертів, але дослідники підозрюють, що навчання може покращити інтуїцію щодо вузлів.

Якщо досвід допомагає, це означатиме, що вузли справді суперечать інтуїції, але це питання для іншого дослідження. І якщо так, вузли можуть запропонувати новий спосіб вивчення того, як ми вивчаємо фізичні концепції, що суперечать нашому початковому розумінню. Вони можуть стати випробувальним полігоном для «тренування інтуїтивної фізики», розкриваючи, як ми можемо розширити наші ментальні моделі через практику.

Наразі дослідження залишає нас з тривожним усвідомленням — світ більш заплутаний, ніж ми думаємо.

«Це гарний приклад того, скільки відкритих питань все ще залишається в нашій здатності міркувати про навколишнє середовище», — сказала Крум.

Результати дослідження були опубліковані в журналі Open Mind. Дослідники також створили веб-сайт, де кожен може пройти ті самі тести, що й учасники дослідження, щоб перевірити свої здібності в оцінці міцності вузлів.