במדעים המדויקים יש תופעה ייחודית הנקראת אינדוקציה – באמצעותה ניתן להסיק עובדות מקיומם של ממצאים בודדים בלבד. ממספר בודד של עצמות הסקנו את קיומם של דינוזאורים בעבר; ממספר קווים ספקטרליים אנו מסיקים את הרכבם של עצמים בחלל; ומזבובי פירות הגענו להכרה במכניזם של התורשה.
דברים דומים מתרחשים גם במדעי המוח והקוגניציה. הדמיות מוח של ילדים בשעת התנהגות מסוימת, מאפשרות למדענים להסיק מסקנות בנוגע ליכולות הקוגניטיביות של האנושות ככלל. מדענית המוח לורה שולץ, מנהלת מעבדה במחלקת מדעי המוח וההכרה ב-MIT, הקדישה עשר שנים לפענוח התופעה המסתורית בה ילדים מצליחים ללמוד כל כך הרבה מתוך כל כך מעט, ובצורה כה מהירה.
כך מתברר שבעצם מה שמרתק במדע הוא אותו דבר שמרתק גם בנוגע לילדים: יכולתם להסיק מסקנות עשירות ומופשטות במהירות וברמת דיוק גבוהה, מתוך בליל נתונים מועט ורועש. כדי להבין זאת יותר לעומק נציג שתי דוגמאות – אחת עוסקת בבעיית ההכללה, והשנייה עוסקת בבעיית ההסקה הסיבתית.
בעיית ההכללה
הלחם והחמאה של המדע מגיעים מאינדוקציה, דהיינו יצירת הכללות והגעה למסקנות מתוך מספר בודד של פרטים. כאשר עושים סקר של כמה מאות בני אדם בישראל, ניתן להסיק מסקנות ולחזות תחזיות לגבי תוצאות הבחירות. אנו בוחנים את תגובותיהם של מספר מצומצם של נסיינים לחומרים מסוימים, ומתוך כך מכניסים תרופות חדשות לשוק.
חשוב לזכור שהפלא הזה מתרחש אך ורק אם המדגם שלנו נשלף בצורה אקראית מהאוכלוסייה הכללית. אם משתתפי הניסוי נבחרו בקפידה ולא בצורה אקראית (נגיד, סקר פוליטי של אנשי העיר בלבד או משתתפי ניסוי קליני שכולם גברים) – התוצאות לא יהוו הכללה מספקת לגבי רוב האוכלוסייה.
עד כה ראינו והבנו את החשיבות הטמונה בהסקת מסקנות מן הפרט אל הכלל, אבל איך כל זה קשור לתינוקות? התשובה היא שתינוקות נאלצים להסיק מסקנות ממיעוט של נתונים כמעט כל הזמן. הם רואים כמה ברווזי גומי ולומדים שהם צפים; או שכדורי משחק נוטים לקפוץ; ואז הם מפתחים ציפיות לגבי ברווזי גומי וכדורים שיימשכו לאורך חייהם. הכללות מסוג זה בדיוק, שתינוקות עושים לגבי צעצועים, הם עושים כמעט לגבי כל דבר אחר: נעליים, ספינות, כרוב ומלכים.
האם לתינוקות אכפת שה"מדגם" המצומצם שעליו הם מתבססים, מספיק או לא מספיק כדי להסיק מסקנות כלליות? מניסויים שעשתה שולץ עם תינוקות, עולה כי לתינוקות יש ציפיות מסוימות מהעולם כבר בשלבים מוקדמים מאוד (בגיל 15 חודשים).
גם תינוקות בגיל זה מתנהגים כמו "מדענים קטנים" – הם למדו לצפות לדברים מסוימים שיתרחשו בהתאם לנתונים שהוצגו להם (במקרה הזה, כדורי משחק כחולים שמצפצפים כאשר לוחצים עליהם – לעומת כדורים צהובים שאינם מצפצפים). בהתאם לכמות הכדורים הכחולים לעומת הצהובים, התינוקות חזו שהמדגם המוצג להם אינו מספיק כדי להסיק מסקנות.
בעיית ההסקה הסיבתית
בסדרת ניסויים נוספת, שולץ ועוזריה הראו לתינוקות צעצוע שאמור לפעול בצורה מסוימת. הצעצוע אינו עובד, וכעת נשאלת השאלה: האם זה התינוק שלא יודע לתפעל את הצעצוע? או שאולי משהו לא בסדר בצעצוע עצמו?
החוקרים סיפקו לכל תינוק מעט נתונים שיתמכו בכל אחת מהגרסאות הללו, ובהתאם לכך התנהגות התינוקות השתנתה. כאשר הובהר לתינוק שרק אנשים מסוימים יכולים להפעיל את הצעצוע, לאחר שהוא נכשל בתפעול הוא מעביר את הצעצוע לאימא שלו שיושבת לידו (כי אולי היא תצליח); אבל כאשר הובהר לתינוק שייתכן שהצעצוע עצמו מקולקל – הוא בחר לקחת צעצוע אחר שכן אמור לפעול.
מסקנת הניסויים היא שבהתאם למיעוט של נתונים, תינוקות מסוגלים להסיק מסקנות לוגיות והגיוניות אודות העולם סביבם. את זאת הם עושים כבר בשנת חייהם השנייה, והדבר מסייע להם במהלך ילדותם: שימוש בכלים חדשים מתוך הדגמות מועטות שהוצגו להם; למידה אודות יחסים סיבתיים (מה בא לפני / אחרי מה) מתוך דוגמאות מעטות; ואפילו למידת שפה.
לסיכום
כל מי שעוקב אחר ההתפתחויות והשינויים בתחום מדעי המוח וההכרה, יבחין בשלושה רעיונות עיקריים הצצים מתחום זה.
הרעיון הראשון מעיד שאנו נמצאים ב"עידן המוח", ואכן היו תגליות מופלאות בתחום הנוירו מדעים – אזורים ספציפיים במוח האחראים לתפקודים נקודתיים; היכולת לבחון מוחות עכברים כאילו היו שקופים לנו; הפעלת נוירונים במוח באמצעות אור ועוד.
הרעיון השני מעיד שאנו נמצאים גם בעידן הביג דאטה ולמידת מכונה, כאשר זו האחרונה מבטיחה לחולל מהפכה בכל דבר: החל מרשתות חברתיות ועד אפידמיולוגיה; החל מהבנת סיטואציות וכלה בעיבוד ובהבנה של שפות; כל זאת כדי להסביר לנו עוד משהו אודות הקוגניציה האנושית.
הרעיון השלישי והאחרון הוא שזה טוב לדעת יותר על המוח ועל ביג דאטה, כי בדרך כלל בני אדם נוטים לעשות טעויות ושגיאות, להיות מוטים בתפישות העולם שלהם ואף לעיתים תופשים את העולם בצורה שגויה לחלוטין.
למרות זאת, בסופו של דבר אנו – כתרבות אנושית – מבינים את העולם לאשורו. הגענו לתגליות גדולות יותר מאי פעם, המצאנו כלים חדשים ואנו חוקרים אינספור תחומים כדי לשפר את חיינו. עם זאת חשוב לזכור, שגם בדור הנוכחי וכנראה גם בדורות הקרובים הבאים – לא נזכה לראות עוצמה חישובית מלאכותית שאפילו מתחילה להשתוות לכוח המוח של תינוק בן 15 חודשים, שמסיק מסקנות בהתבסס על מיעוט של נתונים.
עלינו להשקיע במוחות העוצמתיים הללו ובפיתוחם החל מלידה ועד לגיל זקנה. בכך טמון לא רק עתידם אלא עתידה של האנושות כולה.
מבוסס על הרצאת TED משנת 2015