Как программирование влияет на мозг и мышление

Это правда, что мышление программистов устроено иначе, чем у других людей. Не сказать, что они обязательно умнее, логичнее или рациональнее остальных. Однако не так давно учёные приступили к изучению влияния программирования на мозг, и пришли к интересным заключениям.
Как занятия искусствами могут по-разному менять ваше мышление, так и программирование влияет на ваш образ мыслей — возможно, не так, как вы ожидали.

1. Программирование влияет на ваши когнитивные модели

Важно ли, с какого языка программирования вы начали свой путь в этой профессии? Да!
Звучит нечестно, правда? Как ни крути, а большинство из нас познакомились с программированием ещё в школе, и первый язык нам навязывали. Я начал с языка С. Те, кто постарше меня, начинали с FORTRAN, COBOL или BASIC. А те, кто младше? Вы наверняка начинали с Java или Python.

Вне всяких сомнений, структура языка программирования влияет на образ мышления. Эдсгер Дейкстра, один из влиятельнейших учёных в сфере информатики, знал об этом, когда сказал:

Инструменты, которые мы используем, оказывают глубокое (и подспудное) влияние на наши мыслительные привычки, и, следовательно, на наши мыслительные способности.

Затем он сказал:

COBOL уродует разум; его преподавание нужно расценивать как уголовное преступление.

И ещё:

Практически невозможно научить хорошо программировать студентов, которые раньше изучали BASIC: как потенциальные программисты они умственно искалечены, без надежды на восстановление.

Ой.

В каком-то смысле, все языки программирования равны, потому что они полны по Тьюрингу. С другой стороны, овладение одним языком может привести к проблемам в другом. Программисты на Java и на Python — два разных типа специалистов, которые совершенно по-разному подходят к программированию. Иными словами, парадигмы и идиомы вашего первого языка программирования влияют, и даже диктуют ваши ментальные подходы к структурам данных, алгоритмам и так далее. Более того, можно взять анонимизированный код и определить, кто его написал, опираясь только на выбранный подход к решению задачи и стиль написания кода. И чем сложнее задача, тем легче «деанонимизировать» код.

Обратите внимание на это исследование стилеметрии кода и расшифровку лекции, посвящённой той же проблематике:

Программисты могут обфусцировать переменные или имена функций, но не структуры, которые они подсознательно предпочитают использовать, или любимые операторы инкрементирования.

В английском языке есть пословица, которая суммирует всё вышесказанное в одной понятной фразе: «Когда у тебя есть только молоток, всё похоже на гвоздь». То есть научившись программировать определённым образом, вы будете аналогично подходить к решению всех задач.

Так что выбирайте язык программирования с умом!

2. Программирование помогает укрепить здоровье мозга

Мозг часто сравнивают с мышцей, которую нужно постоянно тренировать, чтобы оставаться умным и сообразительным. Так ли это? И если да, то можно ли считать программирование ментальным упражнением, достаточным для укрепления здоровья мозга?

Авторы метаисследования 1991 года хотели выяснить «влияние компьютерного программирования на когнитивные результаты», и обнаружили, что студенты, имевшие опыт программирования, при тестировании когнитивных способностей набирают на 16 перцентильных баллов больше, чем студенты без опыта программирования. В ходе более крупного исследования 1999 года подтвердилось, что «интеллектуальная деятельность препятствует снижению [когнитивных] способностей». Но также авторы отметили, что, возможно, снижение когнитивных способностей может привести уменьшению вовлечённости в интеллектуальную деятельность. Авторы ещё более крупного исследования 2009 года пришли к тому же выводу, и предположили, что «люди, участвующие в деятельности, стимулирующей мозг, в последующие годы могут снизить вероятность [и даже оттянуть начало] болезни Альцгеймера и прочих видов слабоумия». К стимулирующей мозг деятельности отнесли чтение, письмо, головоломки, настольные и карточные игры, исполнение музыки. Наконец, в исследовании, опубликованном в 2013-м, сказано, что лишь строго определённые виды мыслительной деятельность действительно улучшают наш мозг, а именно — интенсивная когнитивная деятельность, интеллектуально трудная и подразумевающая изучение чего-либо.

Конечно, эта тема требует большего количества исследований, но всё же трудно представить себе такую умственную деятельность, которая требует больше сил и больше сосредоточена на изучении, чем программирование. Хотя все упомянутые исследования и не доказывают, что интеллектуальная деятельность делает нас умнее или способнее, однако результаты говорят о том, что трудные когнитивные задачи как минимум улучшают текущее состояние мозга и значительно снижают вероятность деградации. Бытует точка зрения, что учиться программированию никогда не поздно, и описанные исследования лишь подтверждают это мнение. Программирование идёт на пользу!

3. Программирование — это не одни лишь математика с логикой

В исследовании 2014 года с помощью функционального МРТ изучалась активность мозга программистов, которые старались понять и проработать фрагменты кода. Выяснилось, что при изучении исходного кода задействованы пять областей мозга:

• BA 6: средняя лобная извилина (внимание, язык, рабочая память)
• BA 21: средняя височная извилина (семантический поиск в памяти)
• BA 40: нижняя теменная доля (рабочая память)
• BA 44: нижняя лобная извилина (рабочая память)
• BA 47: нижняя лобная извилина (язык, рабочая память)

То есть при работе с исходным кодом в основном задействованы те части мозга, которые обычно связаны с обработкой языка, памятью и вниманием.

Обратите внимание, что при этом почти не задействованы разделы мозга, связанные с математикой и вычислениями — даже при анализе фрагментов с циклами, условными и арифметическими вычислениями, и прочими алгоритмическими операциями. Конечно, исследование не было всеобъемлющим, и его авторы указывают:

• В эксперименте использовались фрагменты кода меньше чем на 20 строк, а время работы с ними ограничивалось, то есть этот код не был особенно трудным для испытуемых.
• Результаты исследования свидетельствуют не о том, что языки программирования сродни иностранным языкам, а лишь о задействовании тех же разделов мозга.
• Испытуемые не писали код, а при этом могут быть задействованы другие области мозга, чем при анализе уже имеющегося кода.

Но вот что нужно отметить. Мы знаем, что программисты регулярно анализируют исходный код, написанный ими самими или кем-то другим. Мы также знаем, что программисты часто тратят больше времени на исправление и рефакторинг имеющегося кода, чем на написание нового с нуля.

Так что это исследование вовсе не бессмысленно. Программирование — не просто «деятельность левого полушария мозга», и можно даже предположить, что у «правополушарных» программистов есть определённое преимущество.