человек и ноосфера. Никита Николаевич МоисеевЧеловек и ноосфера
 Скачать 2.57 Mb.
|
|
Рефлексное управление и нервная система Итак, в процессе эволюции живые системы (организмы) обзавелись механизмами обратных связей, которые помога- ют им обеспечивать собственную стабильность и дальней- шее развитие. Носителями реакций обратных связей явля- ются все управляющие системы живого существа и прежде всего нервная и гормональная системы. Эволюционируя как система управления организмом, нервная система непре- рывно усложняется в процессе эволюции и в результате пре- вращается в систему, содержащую блоки переработки ин- формации и выработки команд исполнительным органам. В предыдущей главе я не раз использовал слово «синер- гетика». Этот термин включает в себя понятие эволюции в том смысле, что любой эволюционный процесс, протекаю- щий в живом мире, является проявлением синергизма, то есть характеризуется возникновением стабильных, квазиста- ционарных, но существенно термодинамически неравновес- ных структур. Поэтому можно сказать, что в рамках единого синергетического процесса возникли более или менее устой- чивые структуры, способные реализовывать обратные связи, которые играют роль новых принципов отбора, сужающих множество возможных движений – вариантов поведения, – доступных живому организму в силу законов неживой при- роды. Проблема возникновения устойчивых структур, реализу- ющих обратные связи, невольно сталкивает нас с проблема- ми редукционизма, с вопросами о сводимости законов, опи- сывающих развитие живого мира, к законам, определяющим процессы, протекающие в неживой природе. Ответа на этот вопрос сегодня еще нет, и поэтому, может быть, представ- ляет известный интерес переформулировать его с помощью того языка, который используется в книге. Любой процесс самоорганизации способен реализовать лишь те потенциальные возможности, которыми располагает Природа. По мере развертывания этого процесса происходит непрерывное усложнение его деталей. В этой связи можно считать, что в своем усложнении структур и связей между ними Природа вводит в действие все новые и новые принци- пы отбора из своего арсенала. Другими словами, усложнение организации нашего мира означает, по существу, все более глубокое использование потенциальных возможностей При- роды, всего того, что заготовлено ею впрок при рождении Вселенной. Такой взгляд на мировой процесс развития не противоре- чит общим принципам диалектики и нашему опыту. Но в то же время он не более чем гипотеза. В его основе лежит тот факт, что для описания процессов, протекающих в живом мире, мы вынуждены вводить новые принципы отбора, ко- торые отсутствуют в мире неживой материи. Тот «физикалистский подход», который был объявлен в этой книге, неизбежно приводит нас к следующему вопро- су: можем ли мы быть уверенными в том, что принципы от- бора, действующие в живом мире, заложены в «синергети- ческий потенциал» Природы? Нельзя ли их считать только новым ракурсом рассмотрения законов физики, управляю- щих и неживой природой? Мне кажется, что проблему био- логического редукционизма следует сегодня формулировать именно таким образом. После этих замечаний общего порядка обратимся вновь к проблемам развития нервной системы и анализу тех след- ствий ее постепенного усовершенствования, которые нам потребуются для дальнейшего изложения. Мы сказали, что функционирование механизмов обратной связи в живом ор- ганизме обеспечивает прежде всего нервная система. Воз- можно, справедливо и такое утверждение: все, что связано в организме с процессами регистрации, с переработкой ин- формации и с последующей затем процедурой выработки его поведения (то есть принятия решения), следует и называть его нервной системой. Последовательное совершенствование нервной системы в процессе эволюции является, может быть, наиярчайшим примером, который демонстрирует возможности самоорга- низации в живом мире. Проследить этот процесс во всех его деталях было бы чрезвычайно важно с чисто прикладной точки зрения. Такое знание могло бы не только дать огром- ный материал для размышления естествоиспытателям и ме- дикам, но и стать источником аналогий в инженерном деле и в исследованиях по кибернетике и теории искусственного интеллекта. К сожалению, начальные эпизоды, начальные этапы исто- рии возникновения нервной системы от нас скрыты очень прочной завесой. А как важно было бы знать, каким обра- зом и на каком этапе возникла дифференциация клеток, сре- ди которых были первые нервные волокна? Как происходило усложнение функций нервной системы? Здесь возникает, конечно, и целый ряд других вопросов, важных для физиолога и биолога. А кибернетический под- ход к анализу деятельности нервной системы, то есть изуче- ния ее как системы управления всем организмом, ставит, в свою очередь, еще множество других интереснейших вопро- сов. В предыдущем изложении я постоянно стремился под- черкнуть существование и важность для эволюционного процесса двух противоречивых, но тесно связанных меж- ду собой тенденций – стремление сохранить гомеостазис и тенденцию реализовать обобщенный принцип минимума диссипации энергии. Возникновение нервной системы было связано, по-видимому, прежде всего с необходимостью со- хранения гомеостазкса и выработкой определенных рефлек- сов, обеспечивающих существование (выживание) организ- ма. Что же касается второй тенденции, то есть стремления в максимальной степени использовать внешние вещество и энергию, то сказать что-либо определенное о ее реализации на первоначальных этапах развития нервной системы очень трудно. Наверно, еще никто и не пытался исследовать эту проблему. Я могу лишь предполагать, что на ранних эта- пах развития живого нервная система, которая тогда, может быть, и не представляла собой систему, вряд ли оказывала заметное влияние на рост эффективности в использовании внешних энергии и вещества. В тот период этот процесс раз- вертывался, вероятно, на чисто физико-химическом уровне. В конечном итоге рост эффективности в использовании внешних ресурсов достигается, разумеется, через посред- ство естественного отбора, поскольку усвоение энергии и ве- щества оказывало определенное влияние на развитие орга- низма и, следовательно, его нервной системы. Но проследить какие-либо детали этого процесса сегодня уже невозможно. По мере совершенствования организмов, по мере их усложнения и развития нервной системы положение начи- нает меняться, а с появлением зачатков интеллекта именно на нервную систему возлагается основная ответственность за совершенствование механизмов использования внешней ма- терии и энергии. С общеметодологической и научной точки зрения очень важно было бы понять, как линия развития си- стемы управления целенаправленной деятельностью живых существ приводит однажды к тому, что именно нервная си- стема становится решающим фактором эволюции и форми- рования компромиссов между указанными двумя тенденци- ями. Итак, развитие жизни можно рассматривать в ракурсе тех возможностей использовать внешние ресурсы, доступ- ные организмам и видам, которые они вырабатывают в про- цессе эволюции. Конечно, до поры до времени единствен- ным источником энергии было Солнце (ролью хемосинтеза в земной эволюции на уровне нашего анализа можно пре- небречь). И вначале в распоряжении жизни был лишь один механизм использования солнечной энергии – фотосинтез с его ничтожно малым коэффициентом полезного действия. За те 1,5–2 миллиарда лет, которые сначала были эрой гос- подства микроскопических водорослей и плесени (прокари- отов) и которые понадобились для того, чтобы процесс само- организации смог создать механизм кислородного дыхания и его носителей – эукариотов, коэффициент полезного дей- ствия в использовании внешней энергии возрос в несколько раз.» Количество используемой энергии на единицу биомас- сы по мере развертывания эволюционного процесса непре- рывно росло. И этот рост происходил, вероятно, по экспо- ненциальному закону. Следующим фундаментальным шагом в развитии жизни, после того как она обрела кислородное дыхание, было появ- ление живых существ, пищей для которых стали фотосинте- зирующие растения. Такие живые существа усваивали энер- гию в гораздо больших концентрациях, нежели сами расте- ния. Затем появились животные, которые стали питаться дру- гими животными. Это еще больше увеличило эффектив- ность использования внешней энергии. Наконец появился человек! Однажды он научился использовать не только энергию окружающей его живой природы, но и ту энергию, которую накопили прошлые биосферы, – ту энергию Солнца, которую использовала биота прошлых времен и сумела сохранить в Земле в форме ископаемых углеводородов. А в самом кон- це современного этапа истории жизни человек научился ис- пользовать и ту энергию, которую наша планета получила из космоса в период своего образования, – энергию атомного ядра. На этом этапе развития нервная система уже сформиро- вала мозг, возник Разум. И его роль теперь уже становится определяющей. Но вернемся снова на много миллионов лет назад – к тем временам, когда основными управляющими воздействиями, которые могла вырабатывать нервная система, были элемен- тарные рефлексы. Информация о них сохранялась генетиче- ской памятью и передавалась по наследству. Следуя терми- нологии теории управления, нервную систему на этом этапе развития можно назвать системой управления рефлексного типа. Напомню, что этим термином (который, кстати говоря, взят из физиологии) называют управляющие системы, в ко- торых реакция на внешние воздействия является еще доста- точно простой и однозначной функцией. Со временем эволюционный процесс стал приобретать новые черты. Поведение животных по мере усложнения их организаций все время усложнялось. Их нервная система постепенно перестает быть рефлексной управляющей си- стемой. Это происходит потому, что связь между внешни- ми воздействиями и реакцией организма становится очень сложной, в ней появляются многие опосредствующие звенья, перерабатывающие информацию. Среди них особое место принадлежит способности «догадываться», которая начина- ет проявляться у многих высших животных. В последние годы очень интересные и показательные на- блюдения были проведены этологами – специалистами в об- ласти поведения животных – над тем, как при изменении условий обитания постепенно меняется поведение отдель- ных популяций различных животных. Было установлено, на- пример, что популяция городских ворон проявляет явную склонность к «догадливости» и «изобретательности». Их удивительная способность адаптироваться к быстро меняю- щимся условиям обитания, умение «решать» задачи добыва- ния пищи с помощью достаточно сложных действий и мно- гое другое свидетельствует об их незаурядных «интеллекту- альных» способностях. Во всяком случае, их нервную систе- му никак нельзя отнести к числу рефлексных систем управ- ления. Таким образом, на определенном этапе эволюции, задолго до появления человека, возник новый феномен самооргани- зации, обусловленный целенаправленным поведением жи- вых существ: нервная система высших животных и птиц пе- рестала быть системой управления рефлексного типа. Забегая вперед, я хотел бы заметить, что без понимания этого феномена, то есть не поняв, как возник «алгоритм уга- дывания» и что он в действительности собой представля- ет, вряд ли можно говорить о создании искусственного ин- теллекта – даже в том случае, если наши вычислительные устройства будут производить не миллионы, а миллиарды арифметических действий в секунду! А пока что мы очень плохо понимаем, что представляет собой этот алгоритм. Это еще одна проблема самоорганиза- ции материи, которая встает перед биологами и специалиста- ми в области создания и использования компьютеров – про- блема, решение которой может быть очень важной не только в чисто познавательном значении, но и иметь разнообразные прикладные аспекты. Примечание. С помощью компьютеров мы обычно решаем задачи, связанные с операциями, производимыми над множествами дискретных величин, и при этом используем алгоритмы (чаще всего переборного типа), которые не дают ключа к пониманию механизмов отгадывания. А ворона, догадываясь, как надо открыть клетку, в которой лежит корм, явно не использует алгоритма переборного типа. В чем же состоит ее алгоритм отыскании решения? Механизмы кооперации Этот параграф, возможно, следовало бы перенести в предыдущую главу. Но, как увидит читатель, он приведет нас к необходимости резкого расширения самого представления о памяти. Существует еще одна линия единого процесса самоор- ганизации материи, которой современная научная картина мира обязана не меньше, нежели биологической концепции естественного отбора и борьбы за выживание. Я имею в виду способность материальных образований к кооперации. В живом мире кооперативная деятельность столь же есте- ственна, как и внутривидовая борьба, но она встречается и за его пределами. Сегодня физики и химики находят прояв- ление кооперативного поведения и в неживой природе: ко- герентность, резонанс и т. д. Впрочем, я думаю, что в этих случаях имеет место просто неверное толкование термина «кооперативность», хотя налицо согласованность движений объекта и возбуждающих причин. Кооперативность поведения совместно с внутривидовой борьбой (снова единство противоположностей) пронизыва- ет и определяет весь процесс развития живой природы. Бо- лее того, по-видимому, внутривидовая борьба, стремление обеспечить гомеостазис, тенденция к использованию внеш- них ресурсов и кооперативные механизмы теснейшим обра- зом переплетены друг с другом. Все это только различные стороны одного и того же единого процесса самоорганиза- ции, его основные механизмы. Проиллюстрируем сформу- лированный тезис. Как уже говорилось, сведения о начальном периоде жиз- ни на Земле очень скудны. Практически любое утверждение, относящееся к этой эпохе, следует воспринимать лишь в ка- честве более или менее правдоподобной гипотезы. Одной из таких гипотез является, например, предположение о том, что первые многоклеточные существа возникли в результате ко- операции появившихся «элементов жизни». Такое объеди- нение оказалось, видимо, более устойчивым, выжить им бы- ло гораздо легче, было легче и усваивать внешнюю энергию. Гораздо позднее появилась взаимовыгодная возможность «разделения труда» – отдельные составляющие, которые я назвал «элементами жизни», начали приобретать собствен- ные функции, специализироваться. В результате простые вначале объединения постепенно превратились в полноцен- ные кооперации, которые обрели свойства организмов. В дальнейшем такие кооперативы начинают возникать и на «надорганизменном» уровне, когда происходит объеди- нение многих организмов и это объединение приобретает, в свою очередь, свойства организма. Примерами таких объ- единений могут служить термитник или муравейник, в ко- торых кооперация превратила сообщество животных в еди- ный организм. Историю становления человека также можно рассматри- вать сквозь призму кооперативных механизмов, как посте- пенное совершенствование кооперативных начал. В самом деле, любые зачатки трудовой деятельности – это уже прояв- ление кооперативного начала, ибо любая трудовая деятель- ность требует определенной кооперативной организации. Другое дело, что кооперативные механизмы – это толь- ко одна из разновидностей процессов самоорганизации и ее недостаточно для обеспечения прогрессивной эволюции, то есть эволюции, рождающей все более сложно организован- ные живые системы с одновременно растущим их разнооб- разием. Для этого утверждения естественная история дает нам большое число подтверждающих примеров, когда высо- кая активность кооперативного начала порождает чрезмер- ную устойчивость вида, препятствующую его развитию. Раз- витие и стабильность, их сочетание всегда таит противоре- чивость. Любой процесс самоорганизации, любые более или менее устойчивые структуры – это всегда результат своеобразно- го компромисса между несколькими противоречивыми тен- денциями. Любая противоречивая или, как говорят в иссле- довании операций, конфликтная ситуация допускает бесчис- ленное множество вариантов ее разрешения. Если в результате разрешения противоречия или кон- фликта эти термины для нас будут практически синонима- ми, одна из тенденций подавляется другой, то в большинстве случаев возникает застой – эволюционный процесс замедля- ется, а то и вовсе образуется «эволюционный тупик». Возни- кает очень устойчивая структура, практически не имеющая возможности для развития. Только сохранение противоречий на достаточно высоком уровне способно обеспечить быстрое развитие, хотя при этом система может оказаться и не очень устойчивой, что резко увеличивает риск гибели при незначительном измене- нии внешних условий. Прекращение быстрого развития мы условимся называть состоянием «условной деградации». Условной – поскольку в таком состоянии вид животных все же может существовать (практически без значительных изменений) огромные про- межутки времени. Примеры такой удивительной устойчиво- сти дают нам те же муравьи и термиты. Термиты – это родственники современным тараканам, сформировались как биологический вид 300–400 миллио- нов лет назад. В те далекие времена они, по-видимому, жили жизнью обычных насекомых – так, как живут, например, те же тараканы. И по-видимому, они хорошо приспособились к условиям, царившим тогда на планете. Можно сказать, даже чересчур хорошо. Именно это и заставило их, вероятно, ско- оперироваться, когда условия на Земле стали меняться. В ре- зультате возникли термитники как единые организмы, в ко- торых поддерживаются их древние привычные условия. Тер- митов потому и называют «ушедшими в землю», что внут- ри термитников, внутри тех туннелей, которые они прокла- дывают, сохраняется уровень влажности и температура то- го времени, когда они жили на поверхности Земли жизнью обычных насекомых. В термитниках все противоречия раз- решены «раз и навсегда». Индивидуальное развитие насеко- мых практически прекратилось уже сотни миллионов лет то- му назад. Кооперативный механизм их поведения обеспечил полную стабильность термитных популяций. Случай с термитами все же достаточно редкий, может быть, и уникальный. Достаточно часто встречаются иные, более гибкие формы кооперации. Это и косяки рыб, и ста- да животных, и стаи птиц. Например, стадо животных – это тоже своеобразный коллективный организм, которому легче добывать пищу и обороняться от врагов, чем простой сово- купности отдельных особей. У члена стада вероятность быть съеденным хищником гораздо меньше, чем у изолированной особи. Имеются интересные наблюдения, которые показывают, что стадо копытных животных до поры до времени вообще не боится волков. Волки ходят между пасущимися оленями и высматривают более слабых или больных. Здесь тоже име- ет место своеобразная кооперация – кооперация между хищ- никами и их жертвами. Она полезна, например, и популяциям оленей, поскольку волки выбраковывают слабых особей. И она полезна также и волкам, которые, наметив легкую жертву, не тратят напрасно сил для погони за молодым и сильным животным. Этологи установили и еще более замечательное свойство популяций, ведущих стадный образ жизни. Отдельные жи- вотные иногда жертвуют собой во имя стада для спасения са- мок или потомства. Такие примеры альтруистического пове- дения кажутся нам совершенно удивительными. Тем не ме- нее они достаточно типичны. В результате кооперации складывается новый организм, имеющий собственные цели, свой собственный гомеостазис, который он стремится сохранить всеми имеющимися у него средствами. Благодаря кооперации у отдельного животно- го появляются новые возможности для достижения своих «личных целей. Однако заметим, что не всегда цели стада, а тем более популяции совпадают с «целями отдельного жи- вотного». В определенных условиях цели стада, а тем более популяции, могут противоречить жизненным интересам от- дельных особей. Иными словами, в кооперативных системах такого рода мы обычно сталкиваемся с противоречивым единством це- лого организма и его частей, которые также являются орга- низмами. Между противоречивыми тенденциями к сохране- нию гомеостазиса стада и к сохранению гомеостазисов от- дельных особей кооперативный механизм находит своеоб- разный компромисс: «вступая» в стадо, животное в какой-то степени «жертвует» частью своих интересов, частью своей самостоятельности. Оно уже не может вести себя как угодно. Хотя индивидуальность, например, оленя в стаде не подав- лена в такой степени, как у термита, муравья или пчелы, все же его поведение достаточно жестко регламентировано. Оно согласовано с интересами стада как единого целого. Возникновение стадных организаций, кооперативных со- обществ с их достаточно четким внутренним распорядком жизнедеятельности – это тоже результат отбора, того само- го естественного отбора, о котором идет речь в эволюцион- ном учении Дарвина. Только теперь отбор происходит не на уровне отдельных живых существ, а на уровне организаций (сообществ). Выживает то стадо, то сообщество, которое об- ладает лучшей организацией, лучшей приспособленностью к условиям окружающей среды, конкретным условиям оби- тания. Мы еще вернемся к этому вопросу, а здесь пока еще раз подчеркнем, что жесткость отбора, то есть острота преодоле- ваемых противоречий, является необходимым условием лю- бой «прогрессивной эволюции», эволюции, в результате ко- торой возникают новые и более сложные организационные структуры, способные к дальнейшему развитию. Но любой отбор должен сочетаться с наследственным приобретением признаков, то есть с определенной формой памяти. Какова же должна быть структура памяти, позволя- ющая совершенствовать не только морфологию организмов, но и организацию целых сообществ? Негенетические формы памяти Мы рассмотрели несколько непохожих друг на друга ме- ханизмов самоорганизации. Далеко не все детали их функ- ционирования нам понятны. Еще труднее проследить разви- тие этих механизмов, в особенности понять, как происходи- ли их становление и «запуск», как они начинали функцио- нировать. Об этом можно только гадать. Разумеется, в становлении механизмов самоорганиза- ции – механизмов обратной связи, кооперативных механиз- мов и т. д. – огромную роль играет естественный отбор. За- метим одновременно, что эти механизмы, однажды возник- нув, в свою очередь, превращаются в новые средства отбора. Но объяснить появление этих механизмов и их утвержде- ние в арсенале алгоритмов развития действием одного толь- ко естественного отбора тоже, наверное, нельзя. Огромную роль в этом процессе играют различные формы памяти. Мы уже говорили о генетической форме памяти. Но существуют и другие способы реализации наследственности в сохране- нии информации, играющие столь же важную роль в разви- тии живого мира. Развитие форм памяти и механизмов са- моорганизации – это разные оттенки одного и того же про- цесса. Термин «память» можно трактовать по-разному. Здесь мы понимаем его достаточно широко: говоря о памяти, мы имеем в виду систему, обеспечивающую запись (кодирова- ние), хранение и передачу информации от одних поколений к другим. Каждый из этих процессов может быть объектом самостоятельного исследования, а структура их особенно- стей и их конкретных реализаций представляет интерес не только для биологов, но и для инженеров, занимающихся вычислительной техникой. Развитие этих процессов, то есть процессов формирования памяти, началось, вероятно, одно- временно с появлением жизни. Оно шло многими путями и однажды привело к появлению существующих форм памяти и прежде всего к памяти генетической. Хотя генетическая форма памяти существовала уже у прокариотов, решающий шаг в ее развитии был сделан, я думаю, лишь в эпоху эукариотов. В самом деле, обрести смерть эукариоты могли лишь при условии существования достаточно совершенного механизма передачи информации от одних поколений к другим. Генетическая память – это са- мый важный инструмент передачи наследственных призна- ков живыми существами. Можно думать, что процесс ее утверждения был очень длительным: он продолжался, вероятно, около двух милли- ардов лет и носил весьма драматический характер. Мож- но допустить, что существовало несколько конкурирующих структур памяти. А утвердилась в конце концов только одна, остался лишь один алфавит, который не только способен пе- редавать все сведения, которые необходимы для воспроиз- водства и жизнеобеспечения последующих поколений. Эта система оказалась более устойчивой, более способной, чем другие, приспосабливаться к превратностям земной судьбы. А остальные конкуренты, если они и были, исчезли в про- цессе естественного отбора. После того как генетическая память сформировалась, в дальнейшем, как затем ни усложнялась жизнь, какие бы но- вые свойства живого ни проявлялись и ни заносились в эту память, ее язык, способы кодирования информации, ее хра- нения и передачи уже больше не претерпевали изменений, хотя и появлялись новые слова, сам алфавит наследственно- сти сохранил все те же «буквы», все те же четыре нуклеоти- да. Примечание. Какова была истинная история становления генетического кода, можно лишь догадываться. Его появление и утверждение в земной жизни – это такие процессы, которые не оставили никаких следов, и вряд ли когда-либо удастся восстановить их детали. Если предполагаемая гипотетическая схема утверждения генетической памяти более или менее соответствует реальности, то можно предположить, что в других мирах, на других планетах, в других условиях совсем другие нуклеиновые кислоты кодируют наследственную информацию и формируют свои ДНК и свои алфавиты, порождающие иные механизмы передачи наследственной информации. Естественно ожидать, что при разворачивании эволюци- онного процесса механизмы памяти не могли быть исчерпа- ны только памятью генетической. Рост разнообразия, услож- нение живых форм и характера усложнения их жизнедея- тельности, изменение условий их обитания неизбежно долж- ны были потребовать целого набора механизмов памяти, в котором генетическая память могла выступать лишь в каче- стве одного из их представителей. И действительно, в про- цессе эволюции возникло много разнообразных форм коди- рования, хранения и передачи информации. Однако природа ряда механизмов памяти нам до сих пор непонятна, и мы можем строить о них лишь более или менее правдоподобные гипотезы. Так, например, мы не знаем, как происходит передача принципов поведения у насекомых с прерывающимися поколениями. Подробное обсуждение гипотез, объясняющих действие подобных механизмов, заслуживает специальной работы и уведет нас в сторону от основной задачи. Здесь мы про- следим только одну линию развития негенетической памя- ти, так или иначе связанную с обучением. Она играет ре- шающую роль в организации сообществ животных, ведущих стадный образ жизни, и является предтечей механизмов па- мяти, которые возникают вместе с появлением интеллекта. Но разговор об интеллекте будет уже в следующих главах. Мы уже говорили о кооперативных структурах. Они да- ют пример организационных форм, которые не могут воз- никнуть и не могут существовать без специально организо- ванной формы памяти, поскольку подобные кооперативные структуры обладают наследственностью и способны к разви- тию, а генетическая память их не наследует. Пример тому – поведение домашних оленей. Оказавшись в стаде диких оле- ней, они нарушают его образ поведения. Описание различных вариантов механизмов памяти, ко- торые способны обеспечить функционирование кооператив- ных структур, сегодня вряд ли может быть сколько-нибудь полным. Более или менее очевидно, что генетическая память здесь ни при чем. Кроме того, в целом ряде пажнейших си- туаций мы можем вполне отчетливо представить себе основ- ные особенности передачи поведенческой информации сле- дующим поколениям и без участия генетической памяти. Этот механизм основан на обучении. Он является одним из широко распространенных механизмов хранения и пере- дачи информации у высших животных. Особенно он распро- странен в стадных и подобных им кооперативных сообще- ствах. Его схема очевидна: старшие учат младших. Учат по принципу «делай, как я!». Этот механизм рождает своеоб- разный и очень эффективный язык, в котором важную роль играют не только примеры, но и поощрения и наказания. Это удивительный механизм: он обеспечивает определен- ные стандарты поведения, без которых сообщество не могло бы выжить. Хотя такие стандарты и не наследуются отдель- ными организмами с помощью генетического кода, но обой- тись без них животным столь же невозможно, как и без на- следственных качеств, например, без обоняния или хвоста. Животное должно знать, где и как находить пищу, что опасно, а на что можно и не обращать внимания. Конеч- но, многое приобретается и собственным опытом. Но это- го опыта недостаточно. Жизнь, увы, скоротечна, а внешние обстоятельства столь сложны и изменчивы! Бот и возникает потребность в системе воспитания, и появляется эта удиви- тельная форма памяти. Мы хорошо видим, как работает этот механизм, но прак- тически ничего не можем сказать о том, как он возник. Важ- но, что появился новый язык, с помощью которого передает- ся информация, не регистрируемая генетической памятью. Заметим, что с любой формой памяти в живом мире все- гда связан определенный язык, с помощью которого инфор- мация записывается, запоминается и передается. В рассмат- риваемом случае языком являются прежде всего стереотипы поведения. Но как возник этот язык, почему его понимают только что родившиеся животные, какова его связь с гене- тической памятью – хороших ответов на эти вопросы пока еще нет. Конечно, целый ряд особенностей механизма памяти, ос- нованного на обучении, мы сегодня понимаем уже доста- точно отчетливо. Например, мы видим связь между систе- мой воспитания по принципу «делай, как я!» с той системой памяти, которой обладает нервная система любого уровня. Каждое животное способно запомнить определенный объем информации – полностью беспамятливых животных не су- ществует. Именно поэтому, помимо безусловных рефлексов, у животных возникают и рефлексы условные. Благодаря это- му свойству нервной системы у животных появляется соб- ственный опыт, но он не наследуется генетически, а переда- ется лишь с помощью обучения. Связь механизма обучения с той физиологической систе- мой памяти, которая ответственна за формирование услов- ных рефлексов, определяет возможность изменения стан- дартов поведения и, следовательно, развитие, эволюцию си- стемы обучения, ее адаптацию к изменяющимся условиям обитания. Однако это важное обстоятельство никак не про- ясняет нам начального этапа в истории «системы обуче- ния» – сам факт ее становления, прежде всего системы, дей- ствующей по принципу «делай, как я!», приходится считать «эмпирическим обобщением». Этология ставит бесчисленное множество подобных во- просов. Об одном из них я уже упомянул: вряд ли поведе- ние насекомых с непересекающимися поколениями, изоли- рованными друг от друга по времени, контролируется гене- тическим кодом. О системе обучения здесь тоже речи быть не может. Но тогда как объяснить их совершенно однотип- ное поведение? Или же: почему вдруг начинается массовое переселение леммингов, когда для этого, казалось бы, нет никаких причин? Таким образом, кроме генетической памяти, изучение ко- торой так далеко продвинулось за последнее время, суще- ствуют и другие формы памяти, механизмы которых изуче- ны в гораздо меньшей степени, а чаще и вовсе непонятны. Эту главу я хотел бы закончить двумя замечаниями. Первое связано с тем, что понятия «наследственность» и «память» часто отождествляются. Возможно, в этом есть некоторый смысл. Но мне представляется, что понятие на- следственности следует трактовать значительно более широ- ко. Память – это, как мы уже говорили, всегда некоторый конкретный механизм кодирования, хранения и передачи информации. Наследственность же – это понятие, обознача- ющее характер влияния прошлого на настоящее и будущее. Вводить понятие памяти, как и понятие информации, необходимо лишь при описании процессов, протекающих в живом мире и обществе, или для анализа процессов в тех- носфере, созданной деятельностью человека. При описании процессов, протекающих в неживой природе, можно обой- тись и без этих понятий. Что же касается наследственности, то это фундаменталь- ное понятие дарвиновской триады можно использовать для описания процессов самоорганизации любой природы. Второе замечание касается тех целей, которые я пресле- дую в этой книге. Анализ, предпринятый в этой работе, име- ет в конечном счете прикладное значение. Человек в сво- ей деятельности всегда обращается за советами к Природе. Правда, он не всегда их у нее получает. И тогда возникают «чисто» человеческие изобретения, например, колесо или воздушный винт. Но, размышляя о том, что такое искусственный или кол- лективный интеллект, какими должны быть пути его созда- ния, хочется увидеть и понять: каким образом жизнь оказа- лась наделенной интеллектом, как он складывался в Приро- де, как из первой, может быть, единственной клетки возник- ло в конце концов образование из многих десятков милли- ардов нейронов – мозг, – способный не только изобретать, не только творить, но и познавать самого себя? И мы видим, что на этом пути естественного развития в этом процессе самоорганизации материи возникают различ- ные «самоорганизующиеся» конструкции и прежде всего па- мять. Не поняв их смысла, вероятно, невозможно осознать и особенности мышления. Феномен мозга, способного мыс- лить, – это тоже «произведение самоорганизации». И память в его становлении занимает совершенно особое место. Я думаю, что проблема генезиса памяти и ее различных форм и проблема их развития и совершенствования – это проблема не только физиологии. В равной степени она зна- чима и для теории искусственного интеллекта. Ее решение необходимо для создания тех конструкций, которые, будучи плодом рук человеческих, плодом деятельности его мозга, смогут бесконечно расширить возможности нашего интел- лекта в познании окружающего мира, столь необходимого нам именно теперь, в эпоху, когда человечество столкнулось с проблемой сохранения цивилизации на планете. Примечание. Для того чтобы лишний раз подчеркнуть сложность обсуждаемых вопросов и показать читателю, как мало мы здесь преуспели, я хотел бы заметить, что даже само понятие «память» не имеет пока однозначного толкования. То определение, которое было использовано в этой главе, носит чисто прагматический характер и отвечает тому интуитивному пониманию, которое существует у каждого человека. На самом деле понятие памяти гораздо глубже: оно тесно связано с проблемой времени и с феноменом необратимости процессов, протекающих в макромире. Я еще вернусь к этому вопросу. |