Думай как математик: Как решать любые задачи быстрее и эффективнее

Прокрастинация как прелюдия

Прокрастинация – явление нередкое. О том, как с ней эффективно бороться, мы подробно поговорим позже, а пока запомните: если вы откладываете занятия на потом, то оставляете себе время только на поверхностное изучение материала в сфокусированном режиме. Вы также взвинчиваете уровень стресса, поскольку понимаете, что вам потом придется заниматься тем, что представляется вам неприятным. В итоге нейронные пути будут слабы и фрагментарны и быстро исчезнут: в памяти останутся лишь шаткие базовые знания. В математике и естественных науках это может привести к серьезным проблемам. Если вы готовитесь к экзамену в последнюю минуту или наспех делаете домашнее задание, из-за нехватки времени вы не сумеете настроиться на правильный режим усвоения материала, позволяющий уяснить сложные концепции и подходы и установить связи между изучаемыми понятиями.

ВАША ПОПЫТКА!

Кратковременная, но интенсивная концентрация

Если прокрастинация – ваша слабость (как у многих из нас) и вы часто откладываете дела на потом, то вот вам подсказка. Выключите телефон и заглушите любые звуки или сигналы (компьютерные тоже), которые могут прервать процесс. Затем поставьте таймер на 25 минут, сделайте 25-минутный перерыв в работе и сосредоточьтесь на задаче – любой. Не думайте о том, как ее закончить, просто сфокусируйтесь на поисках решения. По истечении 25 минут вознаградите себя: побродите по Интернету, проверьте сообщения в телефоне, сделайте что-нибудь приятное. Награда так же важна, как и работа над задачей. Вы сами удивитесь, насколько продуктивным может быть 25-минутный отрезок времени, особенно когда вы концентрируете внимание на самой работе, а не на ее завершении. (Этот подход, называемый «метод помидора», мы обсудим в главе 6.)

Если вам нужна более продвинутая версия такого подхода, то вообразите, будто в конце рабочего дня вы вспоминаете одну самую важную задачу, которую решили за этот день. Что это будет за задача? Запишите ответ. А затем начинайте над ней работать. Попытайтесь в этот день провести хотя бы три 25-минутных сеанса, посвященные одной или нескольким задачам, которые вы считаете самыми важными.

В конце рабочего дня посмотрите на строки, вычеркнутые в списке запланированных дел, и насладитесь чувством выполненной работы. Потом запишите несколько ключевых задач на завтра: этим запустится режим рассеянного мышления, который поможет определиться с подходами к намеченным на следующий день задачам.

Обобщение

• При мыслительной деятельности наш мозг находится в двух состояниях – сфокусированном и рассеянном. Он переключается из одного режима в другой, не используя оба одновременно.

• Когда мы сталкиваемся с новыми понятиями и идеями, замешательство и непонимание – обычная реакция.

• Для усвоения новых понятий и решения задач важна не только начальная концентрация внимания, но и последующее расфокусирование взгляда, когда мы позволяем мозгу отвлечься от предмета.

• Эффект установки – это когда неуспех с усвоением новых понятий или решением задач обусловлен нашей фиксацией на неверном подходе. Избавиться от такого эффекта можно путем переключения мышления со сфокусированного на рассеянное. Не забывайте, что гибкость мышления – ваш помощник: режим мышления при усвоении нового материала или решении задач необходимо менять, так как первоначальный подход может оказаться неверен.

ОСТАНОВИТЕСЬ И ВСПОМНИТЕ

Закройте книгу и отведите взгляд. Каковы основные идеи этой главы? Если вам не удалось вспомнить с первой попытки – ничего страшного. Продолжайте практиковать этот метод, и со временем вы заметите, что и читать, и запоминать становится легче.

Проверьте свои знания

1. Как определить, находитесь ли вы в рассеянном режиме? Как это ощущается?

2. Когда вы сознательно обдумываете задачу, какой режим включен и какой заблокирован? Что можно сделать, чтобы избежать блокировки?

3. Вспомните случай, когда вы испытывали эффект установки. Как вам тогда удалось сменить настрой мозга и избежать знакомых, но неверных способов решения?

4. Объясните, чем сфокусированный и рассеянный типы мышления похожи на регулируемый луч ручного фонарика. Когда видно дальше? А когда видна более широкая, но более близкая картина?

5. Почему прокрастинация иногда особо мешает тем, кто изучает математику и естественные науки?

Как выбраться из тупика. Рассказывает Надя Нуи-Мехиди, студентка-старшекурсница, изучающая экономику

«В последний год учебы в школе я начала изучать основы математического анализа, и это было для меня сущим кошмаром. Предмет был настолько непохож на все, что я изучала раньше, что я даже не знала, с какой стороны к нему подступиться. Я уделяла ему больше времени и усилий, чем любым другим занятиям, и бесконечно просиживала в библиотеке, но ничего не понимала. В конце концов я просто начала механически зубрить. Ничего удивительного, что экзамен сдала не лучшим образом.

В следующие два года я пыталась избегать математики, а затем – уже второкурсницей в колледже – вновь стала изучать матанализ и в итоге получила высший балл. Вряд ли за два года я так уж поумнела, просто теперь подходила к изучению предмета совершенно иначе.

В школе я застряла на сфокусированном мышлении (Einstellung) и решила, что если биться о проблему не меняя подхода, то рано или поздно в мозгу что-то сдвинется и я все пойму.

Сейчас я преподаю математику и экономику, и трудность понимания у студентов почти всегда связана с тем, что они слишком зациклены на деталях задачи и пытаются найти в них ключ к решению, вместо того чтобы сосредоточиться на самой задаче. Вряд ли возможно научить людей мыслить, все очень индивидуально. Однако есть некоторые принципы, которые помогали мне понять то, что на первый взгляд казалось сложным или непонятным:

1. Я лучше понимаю материал не со слуха, а когда он представлен в виде письменного текста и поэтому всегда читаю учебник. Сначала я бегло проглядываю текст, чтобы иметь представление о его общей идее, а затем читаю подробно. Один и тот же текст прочитываю несколько раз (но не подряд).

2. Если после чтения книги я все еще не полностью понимаю тему, ищу материал в Интернете или смотрю соответствующие видеоролики на YouTube. Это не потому, что книга или преподаватель недостаточно хороши, а потому, что иногда другие формулировки помогают взглянуть на дело с иной точки зрения, и тогда приходит понимание.

3. Лучше всего мне думается за рулем. Иногда я просто откладываю дела, беру машину и куда-нибудь бесцельно еду – это очень помогает. Мне просто бывает нужно чем-то заняться: если я просто сижу и думаю, мне надоедает или я начинаю отвлекаться и тогда не могу сосредоточиться на проблеме».

3. Учиться – значит творить
Уроки из сковороды Томаса Эдисона

Томас Эдисон был одним из самых плодовитых изобретателей в истории, на его имя зарегистрировано свыше тысячи патентов. Его креативности не было предела: даже в то время, когда его лаборатория исчезала в огне случайно занявшегося чудовищного пожара, он возбужденно проектировал новую лабораторию, еще больше и лучше прежней. С чем была связана такая феноменальная изобретательность? Ответ, как вы увидите, связан с его необыкновенной способностью менять виды мышления.

Переключение со сфокусированного на рассеянное мышление

У большинства людей переход от сфокусированного мышления к рассеянному происходит естественным образом. Для этого достаточно на некоторое время отвлечься – погулять, поспать, сходить в спортзал. Или заняться делом, при котором задействованы другие участки мозга: послушать музыку, повторить спряжение испанских глаголов, почистить клетку хомяка^{24}. Главное – отвлечь мозг от рассматриваемой задачи до тех пор, пока она совершенно не выветрится из головы. Если не предпринимать ничего другого, то на это обычно уходит несколько часов. Вы можете сказать, что у вас нет столько времени. Есть – нужно просто сосредоточиться на других необходимых делах и заодно устроить небольшой расслабляющий перерыв. Говард Грубер, специалист по психологии творчества, однажды сказал, что в этом обычно помогает одно из трех: постель, ванна или автобус^{25}. Известный своей изобретательностью химик Александр Уильямсон, живший в середине XIX века, говорил, что прогулка в одиночестве помогает ему в работе не хуже, чем неделя лабораторных занятий^{26}. (Ему повезло, что тогда не было смартфонов.) Прогулки побуждают к творчеству во многих областях: ко многим знаменитым писателям, таким как Джейн Остин, Карл Сэндберг и Чарльз Диккенс, вдохновение приходило во время долгих прогулок.

Стоит вам отвлечься от задачи, которой занимались, – и рассеянное мышление вступает в силу, мысль начинает перебегать от буфера к буферу по широкому пространству, пока не наткнется на решение^{27}. Когда возвращаетесь к задаче после такого перерыва, вы часто поражаетесь, как легко приходит решение. Даже если задача не решена окончательно, вы обычно замечаете, что ощутимо продвинулись в понимании. И хотя для этого потребовалось много предварительных сфокусированных усилий, внезапное озарение после рассеянной стадии очень похоже на эффект «Эврика!».

Это интуитивно найденное, будто кем-то нашептанное решение – в математике и естественных науках одно из главных (хоть и часто неуловимых) удовольствий, как и в литературе, искусстве и любых творческих сферах. Да-да, математика и естественные науки, даже на школьном уровне, предполагают глубоко творческие формы мышления. Сумеречное, отстраненное состояние, в которое человек впадает при засыпании, и было магической составляющей творчества Эдисона. При решении сложных задач он не зацикливался на поисках решения: как гласит легенда, он просто отправлялся подремать, но не в постели, а на кресле в гостиной. Изобретатель брал в руку шарикоподшипник, а на пол ставил тарелку. Он расслаблялся, мысли переходили в свободное и открытое рассеянное состояние. (Засыпание – хороший способ добиться того, чтобы расслабленный мозг обдумывал задачу не тщательно, а отстраненно.) Когда Эдисон засыпал, подшипник выпадал из руки и звякал о тарелку – от этого ученый просыпался и успевал ухватить мысли, пришедшие в расслабленный мозг, и использовать их для новых изобретений^{28}.

Гениальный изобретатель Томас Эдисон (вверху), применявший хитрый трюк для переключения со сфокусированного мышления в рассеянное. Тем же приемом пользовался знаменитый художник-сюрреалист Сальвадор Дали (внизу) для создания картин.

Креативность как плод использования и расширения способностей

Между техническим, научным и художественным творчеством существует глубокая связь. Эксцентричный художник-сюрреалист Сальвадор Дали, как и Томас Эдисон, ради достижения рассеянного состояния тоже засыпал с зажатым в руке предметом, который потом со звоном падал. (Дали называл это «сон без сна»^{29}.) Рассеянное мышление помогает постигать материал на глубоком и творческом уровне. Математика и решение задач тоже во многом творческая деятельность. Многие считают, что есть только один способ решить задачу, однако во многих случаях существуют разные пути к решению, вам остается только их увидеть. Например, теорема Пифагора имеет более трехсот известных способов доказательства. Как мы вскоре увидим, технические задачи и их решения могут рассматриваться как форма поэзии. Креативность, впрочем, не ограничивается простым набором научных или художественных навыков, она опирается на умение использовать собственные способности и их расширять. Многие считают себя нетворческими людьми даже в случаях, когда это не так. Мы все обладаем способностью устанавливать новые нейронные связи и брать из памяти то, что туда не клали (исследователи креативности Лайан Габора и Апара Ранджан называют это «магией креативности»^{30}). Понимание того, как работает мозг, поможет вам лучше осознать творческую природу некоторых ваших мыслей.

ВАША ПОПЫТКА!

От сфокусированного мышления к рассеянному

Прочтите следующее предложение и определите, сколько ошибок оно содержит: «Этто предложение содержит трии ошибки». Первые две ошибки легко обнаружить с помощью сфокусированного состояния. Третья, парадоксальная ошибка становится очевидна лишь после того, как вы смените перспективу и попробуете более рассеянный подход^{31}.

Переключение режимов для усвоения материала

История с Эдисоном напоминает нам еще кое о чем. Наши неуспехи в математике и естественных науках способны многому научить нас^{32}. Знайте: каждая ошибка, которую вы осознаете при решении задачи, – знак прогресса, и поэтому радуйтесь, когда обнаруживаете ошибки. Сам Эдисон, как говорят, однажды заметил: «Я не ошибся. Я просто нашел десять тысяч способов, которые ни на что не годны»^{33}.

Ошибки неизбежны. Чтобы они вам не мешали, начинайте поиск решения пораньше и, если этот процесс не приносит вам особой радости, делайте рабочие периоды короткими. Помните: во время перерывов мозг переключается в рассеянное состояние и работает в фоновом режиме: вы продолжаете учиться даже тогда, когда отвлеклись, – что может быть лучше? Некоторые люди считают, что они никогда не переходят в режим рассеянного мышления, однако это не так. Всякий раз, когда вы расслабляетесь и ни о чем конкретном не думаете, мозг погружается в естественное изначальное состояние – разновидность рассеянного мышления. Такое происходит с каждым^{34}.

Вероятно, самым эффективным и важным фактором, позволяющим сознанию справляться с трудной задачей, является сон. Однако не думайте, будто режим рассеянного мышления такое уж беззаботное или даже сонное состояние. Его можно сравнить со стоянкой для отдыха при горном восхождении. Стоянки – необходимые остановки для передышки на долгом пути к труднодоступным вершинам, время расслабиться, подумать, осмотреть снаряжение и проверить правильность маршрута. Однако отдых на стоянке не то же самое, что тяжкий путь к вершине. Иными словами, если вы пребываете в рассеянном состоянии – это не значит, что можно слоняться без дела и ждать, когда же вы куда-нибудь придете. На протяжении дней и недель работы цель достигается именно за счет смены состояний сфокусированного внимания и рассеянной расслабленности^{35}.

Сфокусированное мышление, с которого часто начинается работа сознания над задачей, требует полного внимания. Исследования показывают, что у нас не так много ментальной энергии – силы воли – для этого типа мышления^{36}. Когда энергия иссякает, иногда можно устроить себе перерыв – переключиться на другую задачу, требующую сфокусированности, например перейти от математики к заучиванию французских слов. Однако чем больше времени вы проводите в сфокусированном режиме, тем больше мозговых ресурсов используете. Получается что-то вроде долгого концентрированного поднятия ментальных тяжестей. Вот почему так помогают при этом короткие передышки – двигательная активность или дружеская беседа, не требующая пристального сосредоточения.

Порой вам, конечно, хочется, чтобы обучение шло быстрее, и вы пытаетесь заставить рассеянное мышление быстрее усваивать новые понятия. Однако сравните этот процесс с физическими упражнениями. Постоянное поднятие тяжестей не увеличит ваши мускулы – перед очередной нагрузкой им требуется время для отдыха и роста. Периоды отдыха между тренировками в итоге помогают наращиванию мускулатуры в долгосрочной перспективе. Постоянство и однородность нагрузки – самое главное!

Переход к рассеянному мышлению после упорной работы в сфокусированном режиме можно стимулировать с помощью разнообразных средств^{37}

Во-первых, можно воспользоваться обычными активаторами рассеянного режима:

 

• сходить в тренажерный зал;

• поиграть в футбол, баскетбол или другую спортивную игру;

• побегать, пройтись пешком или поплавать;

• потанцевать;

• покататься на машине (за рулем или в качестве пассажира);

• порисовать;

• принять ванну или душ;

• послушать музыку, особенно без слов;

• сыграть хорошо знакомые песни на музыкальном инструменте;

• помедитировать или помолиться;

• поспать (крайний вариант рассеянного состояния).

Во-вторых, есть такие активаторы рассеянного мышления, к которым лучше прибегать ненадолго, в качестве дополнительного стимула (эти занятия могут погрузить вас в более сфокусированное состояние, чем перечисленные выше). Вы можете:

• поиграть в видеоигры;

• побродить по Интернету;

• поговорить с друзьями;

• помочь близким в каком-нибудь несложном деле;

• почитать расслабляющую книгу;

• обменяться SMS-сообщениями с друзьями;

• сходить в кино или в театр;

• посмотреть телевизор (не засчитывается, если пульт выпал из рук при засыпании).

Не пытайтесь угнаться за отличниками

Те, кто только начинает одолевать математику и естественные науки, часто равняются на «звездных» соучеников и убеждают себя, что должны за ними поспевать. Такие новички не позволяют себе тратить много времени на усвоение материала и отстают еще больше. В результате тягостной и обескураживающей гонки они безосновательно бросают заниматься этими предметами. Сделайте шаг назад и попробуйте бесстрастно оценить свои сильные и слабые стороны. Если вам нужно больше времени на изучение математики и естественных наук, то это просто нужно принять как данность. Если вы учитесь в старших классах, организуйте свое время так, чтобы иметь возможность сосредоточиться на самом сложном материале, и разделите этот материал на посильные для усвоения части. Если вы студент колледжа, постарайтесь избежать полной нагрузки по наиболее трудным предметам, особенно если вам приходится не только учиться, но и зарабатывать на жизнь. Облегченные занятия по математике и естественным наукам для многих равны усложненному курсу по другим предметам. Избегайте соблазна тянуться за сокурсниками, особенно в первые годы обучения в колледже.

Возможно, вы с удивлением обнаружите, что усваивать материал медленнее часто значит познавать его глубже, чем это делают ваши сообразительные однокурсники. Когда я перестраивала сознание на математику и естественные науки, то один из наиболее важных и полезных принципов, которому я научилась, гласил: «Не поддавайся искушению сразу набрать побольше математических и естественно-научных курсов».

Избегайте установки

Помните: установка (Einstellung) на первую же идею, которая приходит в голову при работе над проектом или тестовым заданием, может помешать вам найти более подходящее решение. Шахматисты, с которыми случается такое «застревание», обычно искренне считают, что размышляют над альтернативным решением, и ищут его на доске. Однако тщательный анализ направления их взгляда показывает, что они по-прежнему обдумывают все ту же мысль. Не только их взгляд, но и сознание не может перейти к поиску еще одного подхода^{38}.

Недавние исследования свидетельствуют, что моргание – жизненно необходимое действие, дающее возможность по-новому увидеть ситуацию. Когда мы закрываем глаза, возникает микропауза, которая деактивирует внимание и позволяет на миг освежить и обновить восприятие^{39}. Поэтому моргание может на секунду отвлечь нас от цели, порожденной сфокусированным мышлением. Однако иногда бывает так, что, когда мы намеренно закрываем глаза, это способствует более глубокой концентрации – недаром, сосредотачиваясь на поисках ответа, мы часто отводим взгляд или закрываем глаза, чтобы не отвлекаться^{40}.

Теперь нам становится более понятным поведение Магнуса Карлсена. Он явно знал о таком действенном средстве, как простейшее (на первый взгляд) переключение внимания. Карлсен встал и переключил взгляд – и внимание – на другие шахматные доски и тем, вероятно, помог сознанию на миг вырваться из сфокусированного состояния. Это переключение внимания, видимо, могло стать решающим поводом к тому, чтобы его рассеянная интуиция заработала в партии с Каспаровым. Каким образом мальчику удавалось так быстро переключаться из состояния в состояние и находить внезапные решения? Вероятно, сыграли свою роль шахматные способности, а также наработанные интуитивные навыки. Вот вам и подсказка – пока овладеваете предметом, вы тоже можете найти для себя способы быстро менять сфокусированное мышление на рассеянное, и наоборот.

Хорошо усваивать материал – значит оставлять время между периодами сфокусированного внимания, чтобы нейронные связи могли устояться. Это примерно то же, что при строительстве кирпичной стены давать раствору затвердеть, как изображено слева. Если же пытаться выучить все за несколько сеансов зубрежки, то из-за отсутствия времени нейронные связи не зафиксируются в долговременной памяти, и в результате получится корявая гора кирпичей, как на рисунке справа.

Наверняка Магнус знал также, что встать со стула – верный способ отвлечь Каспарова. Во время игры такого уровня даже самая слабая помеха может сбить с мысли, так что помните: глубокое сфокусированное внимание – важный фактор, поэтому не давайте себя отвлекать. (Если, конечно, не пришло время сознательно отступить и перейти в рассеянный режим.)

При работе над трудной задачей или в ходе усвоения нового понятия почти всегда необходимы один или несколько периодов, когда не происходит сознательной работы над задачей. Каждый перерыв, в течение которого вы не сосредоточены на проблеме напрямую, позволяет мозгу в рассеянном режиме по-новому взглянуть на дело. Когда же переводите сфокусированное внимание обратно на задачу, вы собираете воедино новые идеи и способы, возникшие в мозгу за время рассеянного режима.

Смена типов мышления: после сфокусированного – рассеянное

«Я играю на фортепиано 15 лет, и время от времени мне попадались исключительно сложные пассажи. Я не мог их освоить, поэтому просто принуждал пальцы проходить пассаж снова и снова (пусть даже медленно или неправильно), а затем давал себе отдых. На следующий день тот же фрагмент игрался безукоризненно, как по волшебству.

Сегодня я бился над сложной задачей по математике и, когда она начала меня раздражать, сделал перерыв. Когда я ехал в машине на фестиваль музыки Возрождения, решение родилось само собой, и мне пришлось записывать его на салфетке, чтобы не забыть! (Всегда держите в машине салфетки – мало ли для чего пригодятся!)».

Тревор Дрозд, первый курс, информатика

Отдых между периодами сфокусированного мышления должен длиться не меньше, чем требуется мозгу для полного отвлечения от решаемой задачи. Обычно для существенного прогресса хватает нескольких часов рассеянного режима, который, однако, не должен быть слишком продолжительным – иначе уже найденные решения выветрятся из головы до следующего сфокусированного состояния. Практика показывает, что при изучении новых понятий лучше вернуться к ним не позже чем через один день.

Рассеянное мышление не только помогает взглянуть на материал под другим углом, но и позволяет встроить новые идеи в уже знакомую картину, присоединить их к уже известным фактам. В свете этого становится ясен смысл выражения «Утро вечера мудренее»: перед принятием серьезных решений обычно полезно поспать^{41}, а отпуск или каникулы тоже важная часть процесса обучения.

Чередование разных типов мышления – сфокусированного и рассеянного – дает мозгу возможность усваивать материал, пока вы изучаете новые понятия и решаете новые задачи. Сфокусированное мышление можно сравнить с поиском и приобретением новых кирпичей, рассеянное – с постепенным укладыванием кирпичей и скреплением их раствором. Очень важно терпеливо продолжать работу, кирпич за кирпичом. Именно поэтому нужно избегать прокрастинации, и в этом могут помочь некоторые специальные приемы.

ВАША ПОПЫТКА!

Последите за собой!

В следующий раз, когда вас что-то расстроит, попробуйте мысленно дистанцироваться и понаблюдать за своей реакцией. Раздражение и неудовлетворенность – иногда хорошие помощники, способные подтолкнуть к успеху, но иногда из-за них могут перекрыться участки мозга, играющие важную роль при обучении. Растущее недовольство обычно знак того, что пора сделать перерыв и переключиться в рассеянный режим.