Господин Администратор. Вы постоянно сносите мой сайт. Не будте маленьким ребёнком, а будте мужчиной. Пошлите мне письмо о причинах сноса моего сайта. Я сниму материалы, которые являются камнем преткновения. Я либо найду другого автора или напишу нужный мне материал сам.
Я буду благодарен авторам материалов, если они укажут якоря для ссылки на свои материалы.
Для меня утрата материалов после августа 1998 года не является чем-то смертельным. Так как я использую материалы 10 -30 летней давности. А на них не распространяются права интеллектуальной собственности.
По заявлению Майера Мински мы более 50 лет строим, что-то не то.
Естественный и искуственный интеллект.
Естественный разум людей и животных - и искуственный машинный разум.
И как следствие обход японцами 3-х законов робототехники Айзека Азимова. Зная как домашние животные относятся к человеку - создание роботов имитирующих их поведение. А что ждёт нас на поле боя.

Вячеслав Шачков.
Инженер - системотехник.

Оглавление

Оглавление………………………………………………………………………………………..1

Введение…………………………………………………………………………………………..3

а) Жизнь в период перемен…………………………………………………………..………….3

б) Нет пророка в своем отечестве……………………………………………………………...5

в) Как всё начиналось…………………………………………………………………………...8

г) Электромеханические компьютеры – накануне века электроники.....................................13

1. Artificial Intelligence-социальный заказ человечества…………………….……………...…16

а) Беспределен ли человек…………………………………………………..………………...16

2. Прототипы……………………………………………………………………………………..22

а) Проект Велзи……………………….………………………………………………...…..22

б) Компьютерные психотехнологии – кульминация развития человечества…...……….…26

в) От нейрона к нейрокомпьютеру...........................................................................................32

г) Т9000 Транспьютерная революция продолжается..............................................................43

д) Суперкомпьютеры в мире и в нашей стране.......................................................................51

в) Тонкие энергии……………………………………………………………………………..60

г) Концепция “умной пыли”……………………………………………………………….…62

д) Почти живой компьютер………………………………………………………………...…64

е) Виды логики……………………………………………………………………….………..65

ё) Третьего дано……………………………………………………………………………….66

ж) Нечёткая логика……………………………………………………………………………68

з) Нечёткая логика в системах управления…………………………………………………..72

и) Красота как побочный продукт нервных сетей…………………………………….…….77

к) Положимся на случай……………………………………………………………….…..…79

л) Интеллект – понятие относительное…………..….……………………………………….80

м) Почему ползает червь………………………………………………………………………81

н) Зачем компьютеру зрение………………………………………….………………………82

3. Проблемы Эволюции…………………………………………………………………………89

а) Эволюция и сотворение мира………………………………………………………………89

а) Эволюция человеческого разнообразия………….……………………………….……….95

б) Взаимная помощь как фактор эволюции………….………………………………………106

в) Игра возможного……………………………………………………………………………120

в) Почему летит “стрела времени”…………………….……………………………………..142

г) Эволюционная теория: драма в биологии…………….…………………………………..149

д) Парадокс миллиона обезьян………………………………………………………………156

е) Генетика этики………………………………………………………………………….....162

ё) Инстинкт совести или алгебра совести…………………………………………………..179

ж) Преобразование разнообразия……………………………………………………...……187

з) Загадки гениальности.................................................................... ...................................198

и) Какие сны в том смертном сне приснятся…………………………………………….….210

4. Разумен ли компьютер……………………………………………………………………….215

а) Вычислительные машины и человеческий разум……………………………………….215

б) Когда же компьютеры обретут - обретут разум?………………………………………..272

в) Естественный интеллект………………………………………………………………….274

г) Искуствееный РАЗУМ…………………………………………………………………….279

5. Братья наши меньшие........................................................................................................283

а) Диалог с животными, что он может дать......................................................................283

б) Аборигены Западной Гумисты......................................................................................290

6. Религия Древнего Египта произошла от канибализма....................................................296

а) Атеистическое наследие Энгельса..................................................................................296

7. Параметры технические......................................................................................................305

а) Где прячется квантовое сознание..................................................................................305

б) Перспективы и тенденции развития искусственного интеллекта..................................307

в) Досье искусственного интеллекта....................................................................................312

8. Рабочая конструкция.........................................................................................................316

9. Методы испытаний.

10. Выводы для подготовки следующего варианта

Введение
ЭДУАРД ПРОЙДАКОВ: КОЛОНКА РЕДАКТОРА

Жизнь в период перемен
Вам скоро будет не до карт, вам предстоит сразиться.

...А в это время Бонапарт переходил границу.
В. Высоцкий

Утро 20 марта сразило меня началом военных действий стран американской коалиции против Ирака. Не то чтобы это было неожиданностью, но вот свершилось, и черта, отделяющая намерения от действий, пройдена.

Сейчас нет недостатка в комментариях этого события: социологи, политики, военные и экономисты пытаются оценить последствия данного шага. Несомненно одно — оно вызовет в мире новую гонку вооружений, поиски асимметричных ответов, появление новых форм терроризма. Пугает четкая корреляция происходящего с предвоенными действиями гитлеровской Германии: Югославия — война в Испании, Афганистан — аншлюс Австрии, Ирак — оккупация Чехословакии. Однако надеюсь, что на этот раз Аннушка все-таки еще не пролила масло и основные грядущие события произойдут лет этак через десять.

Локальные войны всегда были полигоном для испытаний новых видов вооружений. В этот раз на Ираке испытывается до 400 образцов новой техники. Я в молодости наблюдал соревнование американских и советских разработчиков во время войны во Вьетнаме и опосредованно участвовал в нем, вытачивая детали зенитных ракет в тропическом исполнении. Тогда был определенный технический паритет и на каждое их решение следовало адекватное наше. Сейчас, получив 12-летний гандикап, США сильно оторвались от остального мира в области вооружений и способов ведения войны. Что же из этого следует для компьютерных технологий? (Опустим при этом множество других возникающих проблем.)

Несомненно, что направление современных исследований и разработок, проводимых в США, ведет к созданию в ближайшем будущем систем с искусственным интеллектом. В первую очередь такие разработки нужны для функционирования боевых роботов. К сожалению, в России до сих пор сильно недооценивается значение робототехники. Через десять лет война будет еще более бесконтактной, но при массовом использовании роботов она может стать еще и анонимной. Необходима (как, например, у Японии) национальная программа по развитию робототехники. Кроме того, это колоссальный рынок — по некоторым прогнозам, его мировой объем к 2010 г. достигнет 30 млрд. долл.

Компьютеризация вооружений требует воссоздания в стране собственной полупроводниковой промышленности. Она может быть не нацелена на массовые рынки (т. е. производство может быть мелкосерийным и экспериментальным), но должна обеспечивать потребности силовых и государственных структур. Отсюда следует необходимость создания собственного микропроцессора и компьютеров на нем. Что, собственно, нам и продемонстрировал Китай.

Национальная информационная безопасность диктует неотложность наведения порядка и в используемом силовыми структурами ПО; переход на открытые исходники — один из возможных вариантов.

И наконец, в России, о чем неоднократно говорилось, как не было доктрины развития высоких технологий, так и нет.

Близится время выборов, поэтому, рассматривая кандидатуры своих избранников, задайтесь вопросом, будут ли они способствовать укреплению безопасности страны, или просто ведут борьбу за теплое местечко.

НЕТ ПРОРОКА В СВОЕМ ОТЕЧЕСТВЕ

Взяться за перо меня заставила статья В. Ростковского “Кто и когда стал отцом кибернетики...” (№ 6 за 2000 г.). Уж если восстанавливать историческую правду, то лучше делать это целиком, а не выборочно, иначе получается лишь полуправда.

Не подвергая сомнению приоритет российских ученых в данной области, можно, однако, более внимательно отнестись к выбору “главных героев”. Так, академик РАН Н.Н. Моисеев в своей книге “Алгоритмы развития”(1987) называет, по крайней мере, два имени — П.К. Анохина и А.А. Богданова. Автор, в частности, пишет:

“Еще за 15 лет до Винера П.К. Анохин также утверждал, что наличие отрицательных обратных связей, обеспечивающих устойчивость организмов, — это то самое главное, что присуще жизни, что создает у живых существ целеполагание — стремление к сохранению гомеостазиса, что отличает жизнь от процессов, протекающих в неодушевленной природе. Ученики П.К. Анохина считают именно его зачинателем современной биокибернетики.

Но, по-видимому, ни П.К. Анохин, ни Н. Винер не были правы. Правильную точку зрения первым высказал, скорее всего, А.А. Богданов, который еще в 1911 году занимался проблемами организационных структур. Его книга “Всеобщая организационная наука, или Тектология” написана довольно архаичным языком... Однако если перевести рассуждения А.А. Богданова на современный язык, можно будет сказать, что он утверждал, что для развития организации любой природы необходимы не только отрицательные, но и положительные обратные связи. Любая организованная система, любое живое существо в частности, если присмотреться внимательно к его деятельности, проявляет способности реализовывать оба типа обратных связей”.

Биографическая справка:

АНОХИН Петр Кузьмин (1898 - 1974), российский физиолог, академик АН СССР( 1966) и АМН (1945). Фундаментальные труды по нейрофизиологии — механизмам условного рефлекса и внутреннего торможения, онтогенезу нервной системы и др. Изучал деятельность целостного организма на основе разработанной им теории функциональных систем (начиная с 1935), которая внесла вклад в развитие системного подхода в биологии и кибернетики. Ленинская премия (1972).

БОГДАНОВ (наст. фам. Малиновский) Александр Александрович (1873—1928), политический деятель, врач, философ, экономист. Член Российской социал-демократической рабочей партии в 1896—1909, большевик, с 1905 член Руководства группы “Вперед”. Автор утопических романов “Красная звезда”, “Инженер Мэнни”. С 1918 идеолог Пролеткульта. Основное сочинение — “Всеобщая организационная наука” (т. 1-2, 1913—17). Выдвинул идею создания науки об общих принципах организации — тектологии, предвосхитил некоторые положения кибернетики. С 1926 организатор и директор Института переливания крови; погиб, производя на себе опыт.

(Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2000.)

Добавим к этому, что “тектология” Богданова (если рассматривать ее с позиций сегодняшнего дня) по существу и включала в себя основы кибернетики, системного анализа и синергетики, а в фантастическом романе “Красная звезда” (1908) он впервые описал компьютер (электронный мозг), управляющий космическим кораблем. Для сравнения, у А. Толстого в “Аэлите” (1922—1923) это делалось вручную... К сожалению, идейные разногласия помешали вождю мирового пролетариата разглядеть в творчестве Богданова положительное зерно. Вероятно, в этом и состоит одна из причин долгого забвения данного мыслителя и его частичной “реабилитации” только во второй половине 80-х. Если бы В. Ростковский указал политические взгляды и дату смерти Н.А. Белова, это, возможно, прояснило бы судьбу его работ.

Историко-научные исследования, вроде проведенных В. Ростковским, полезны и необходимы. Однако, поднимая престиж отечественных ученых, совсем не обязательно при этом принижать иностранных.

Хочу подчеркнуть: Норберт Винер никогда не был врагом нашей страны и никогда не пытался присвоить себе чужую славу. Напротив, посетив в 1960 г. СССР, он имел самые дружеские контакты с советскими учеными и высоко оценивал их деятельность. Неоспорим вклад Винера в борьбу за мир в качестве писателя и публициста. Известно, как негативно он относился к “бряцанию оружием” со стороны американских военных и политиков, как осуждал их высокомерное отношение к другим странам и народам. Сам Винер был чужд подобных настроений.

Возможно, читателю интересно будет узнать, что отец Норберта, Лев Соломонович Винер, эмигрировал в Америку в 1880 г. из Белостока (ныне — Польша, тогда — Российская Империя), впоследствии работал заведующим кафедрой славянских языков и литературы в Гарварде и даже перевел на английский язык полное собрание сочинений Л.Н. Толстого. Свои теплые чувства к России он передал и сыну.

Факт ссылки в “Кибернетике” и других работах на А.Н. Колмогорова нельзя рассматривать иначе как положительный. Разумеется, если бы Винер знал о работах других российских предшественников, а тем более как-то использовал их идеи в своей работе, он сослался бы и на них. Очевидно, он о них просто не знал. Нелишним будет напомнить, что в 1912 г., когда Н.А. Белов делал свой доклад в Париже, Винеру было всего 17 лет, он учился в Гарварде и ни о какой кибернетике еще не задумывался. Когда же дошла очередь до нее... Ну можно ли всерьез требовать от математика знакомства с трудами конференции врачей по сравнительной патологии 35-летней давности?! Скорее, уместнее задаться вопросом, почему за все это время высказанные идеи не получили должного внимания и практического развития, и прежде всего — в своем родном Отечестве.

В. Ростковский сетует на то, что молодежь одурманена иностранной пропагандой. Нельзя отрицать, что многие молодые люди лучше знают своих западных кумиров, чем великих людей собственной страны. Однако к вопросу об отцах кибернетики это замечание никакого отношения не имеет, скорее, напротив. Ведь и предыдущие поколения практически ничего не знали о российских предшественниках Винера!

Вероятно, о них не знали даже советские ученые 50—60-х, иначе непременно сообщили бы ему, и в переизданиях “Кибернетики” появились бы новые ссылки. Безусловно, советская власть имела достаточно времени и возможностей, чтобы официально установить приоритет отечественных ученых (как это было сделано во многих других областях науки), но почему-то не захотела. Возможно, потому, что это значило бы также признать свое историческое упущение.

Теперь о работах Н.А. Белова. Следует подходить с осторожностью к такому термину, как “закон”, поскольку он открывает широкие возможности для интерпретаций и игры слов. Сравним, к примеру, словосочетания: закон Ньютона, закон диалектики и закон бутерброда... Насколько можно понять из статьи В. Ростковского, то, что открыл Белов, сегодня мы назвали бы “триггерным эффектом”. Такой эффект действительно наблюдается во многих системах — живых и неживых, однако возводить его в ранг закона лично мне кажется преувеличением.

Читал ли М.А. Бонч - Бруевич опубликованную в 1912 г. работу Белова, прежде чем создать в 1918-м свой электронный триггер, или причинно-следственной связи тут нет, а есть лишь хронологическая последовательность независимых друг от друга событий, из статьи В. Ростковского понять невозможно. Кстати, триггер вовсе не является обязательным элементом вычислительных машин, даже электронных, хотя бы потому, что, наряду с цифровыми ЭВМ, существуют (и раньше более активно использовались) аналоговые машины; не будем также забывать про машины механические, гидравлические и т.п.

В любом случае, никакая наука не может быть построена на одном открытии, одном законе, одной формуле. Попытка объяснить ВСЕ чем-то ОДНИМ, конечно, представляет собой большое искушение, но, скорее, способна завести в тупик, нежели открыть истину. Подобный взгляд зачастую приводит к отбрасыванию или искажению всех фактов, не укладывающихся в схему. Не будем также забывать, что представления о научной строгости, экспериментальной и теоретической обоснованности концепций не только различаются в зависимости от того, о какой научной дисциплине идет речь, но и существенно меняются от эпохи к эпохе.

Норберт Винер действительно не оставил после себя какой-то ОДНОЙ, универсальной, формулы. Напротив, наследие Винера чрезвычайно разнообразно, и есть МНОГО вещей в науке, связанных с его именем: винеровский процесс, уравнения Винера-Хопфа и т.д. Следует отметить, что вопросы нейрофизиологии были для Винера вторичны: начинал он с задач управления зенитными комплексами во время войны и в дальнейшем живые организмы рассматривал в основном как прототипы для создания более совершенных машин, систем связи и т.п.

Что касается загадочной “формулы Белова” для человеческого организма, то она, по определению, не может быть универсальной, но лишь приближенной эмпирической. Хотя бы потому, что каждый из нас уникален, у каждого своя цепочка ДНК, определяющая развитие организма от рождения до смерти, располагающая к одним болезням, предотвращающая другие и т.п. В начале века об этом, конечно, еще ничего толком не было известно.

В заключение остается посетовать: до каких пор приоритет наших ученых будут доказывать историки, а не практики? Почему передовые идеи отечественных ученых обнаруживаются на пожелтевших страницах в пыльных архивах, а не в реальных делах, массовом применении, повышении уровня жизни граждан, так, чтобы и вопросов никаких не возникало? И ведь продолжается это не один век...

Как всё начиналось.

Согласно статьи “История IT: с глубокой древности до наших дней”

журналаPC WEEK_RU

Человечество придумывает новое.	За три тысячи лет до н. э.: Изобретение счета – эпохальное событие средств вычисления.
Процедуру счета хорошо бы автоматизировать.	500 лет до н. э.: появление абаков – счетов с косточками в направляющих пазах.
Возникает вопрос: а нельзя ли эти операции формализовать (описать символами?).	350 лет до н. э.: введение Диофантом (409 – 325 гг. до н. э.) знака равенства и символического языка алгебры. Примерно в тоже время Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.) создаёт основы математической логики. 200 лет до н. э.: Эратосфен (276 – 175 гг. до н. э.) разработал метод нахождения простых чисел. 800 г. н. э.: в Китае используется цифра “0” и отрицательные числа (китайцы взяли на вооружение идеи индийских математиков) Тогда же Мухаммед ибн Муса Аль Хорезми пишет свой бестселлер “Арифметика”.
Раз мы умеем считать то, пора научиться учитывать.	1494 г.: итальянец Лука Пачиоли (1415 – 1517 гг.) вводит письменные приёмы счета при помощи арабских цифр и издает первый в истории учебник бухгалтерского учета.
От автоматизации простого к познанию сложного	1612 – 1617 гг.: введение понятия “десятичная запятая” создание таблицы логарифмов, использование простейших приспособлений для умножения – палочек шотландца Дж. Нейпера (John Naiper)
Гениальная идея колеса позволяет усилить физическую мощь человека. А как усилить мощь интеллекта?	1673 – 1674 гг.: немец Г. Лейбниц создает первую вычислительную машину для четырех арифметических действий “+” “-” “” “:” на основе ступенчатого валика. 1769 г.:* Вольфганг фон Кемпелен разрабатывает свой автомат для игры в шахматы.
Ха! На этом можно заработать деньги.	1774 г.: Филипп Матхауз Хан догадывается продавать счетные машины клиентам. Его по праву можно считать первым дистрибьютором ЭВМ на мировом рынке. 1821 г.: Француз К. Томас выбрасывает на рынок первую крупную партию арифмометров – IBM это ещё не снилось.
Ну разве это автоматизация? А нельзя ли целиком заменить человека? Пусть вычисления производит машина – это же так просто.	1830 – 1842 гг.: англичанин Ч. Бэббидж разрабатывает вычислительную машину общего назначения с программным устройством. Ада Августа – дочь поэта лорда Дж. Г. Байрона пишет для этой АВМ первые программы. Вывод 1: первый программист – это женщина! Вывод 2: История подтверждает – все радости и беды от женщин.
Что делать, если костры или кони не способны передавать информацию на большие расстояния?	1858 г.: прокладка первого телеграфного кабеля через Атлантический океан.
Валик – хорошо, но колесо, учитывающее системы счета, - лучше решил	в 1870 – 1875 гг.: россиянин П. Л. Чебышев и запатентовал один из базовых элементов вычислительной машины – зубчатку с переменным числом зубцов. Лучина тоже неплохо, но силно чадит, вторит ему соотечественник, А. Н. Лодыгин, изобретая и патентуя лампу накаливания. Тогда она ещё работала на угле.
Писать гусиным пером? Неудобно	1874 г.: появилась клавиатура пишущей машинки, а спустя каких – то 4 года – клавиша Shift. 1875 г.: американец Фельт создает первую суммирующую машину с клавиатурным набором. 1896 г.: Г. Голлерит в Нью – Йорке регистрирует фирму CTR, которая занялась выпуском перфокарт и счетно – перфорационных машин. В 1924 году эта компания была реарганизована в фирму IBM.
А нельзя ли передавать изображение без бумаги?	1907 г.: россияне Борис Розинг и Владимир Зворыкин патентуют электронно – лучевую трубку и первую в мире электронную систему воспроизведения телевизионного изображения.
Фантастика или реальность? Где грань?	1917 г.: чех К. Чапек придумывает слово “робот”. 1920 г.: начало трансляции регулярных передач коммерческих радиостанций (станция KD – KA Westinghouse Electric). 1927 г.: лаборатория А. Белла (США) впервые представляет возможности телевидения, а в Массачусетском технологическом институте изобретена первая аналоговая вычислительная машина. 1933 г.: создание первой электрической печатной машинки.
Всё хорошее начинается с плодотворной концепции	1936 г.: англичанин А. М. Тьюринг и американец Э. Пост разрабатывают концепцию абстрактной универсальной вычислительной машины. 1938 – 1941 гг.: С. А. Лебедев из Института злектротехники АН УССР (Киев) приступает к конструированию ЭВМ, работающей в двоичной системе счисления. В 1941 году работа прерывается и возобновляется только в 1947 году. 1943 – 1944 гг.: в исследовательском центре города Блетчли (Великобритания) А. М. Тьюринг и Х. А. Ньюман создают первую ЭВМ Colossus работающую на электронных лампах. 1946 г.: В Нью – Йорке (США) появилась первая кредитная карта. 1947 г.: Норберт Винер ввёл в оборот термин “кибернетика”: часто полезно вспомнить что – то из хорошо забытого старого. 1948 г.: в Кембриджском университете (Великобритания) М. В. Уилкс создаёт ЭВМ с хранимой программой ЭДСАК. Она работает на 3 тысячах электронных ламп и в 6 раз производительнее своих предшественниц. Тогда же IBM выпускает первые магнитные накопители, а фирма Xerox – первый в мире копировальный аппарат Model A.
А что дальше? Пора автоматизировать разум!	1950 г.: Алан Тьюринг предсказывает, что компьютеры смогут имитировать человеческий интеллект. 1952 г.: начало серийного выпуска первого лампового компьютера IBM – 701, который был способен выполнять 2,2 тыс. операций в секунду. Тогда же в СССР вводится в эксплуатацию электронно – вычислительная машина БЭСМ – самая быстродействующая в Европе (8 – 10 тыс. операций в секунду). 1954 – 1957 гг.: появление первых матричных принтеров и прототипов винчестеров (IBM, США), а также хорошего языка программирования FORTRAN.
Лампы - это очень слишком горячо!	1958 – 1964 гг.: прекращение производства ламповых ЭВМ, начало и серийное производство первых универсальных ЭВМ 2 – го поколения на транзисторах. 1964 г.: присвоение первой в США учёной степени в области компьютерных наук Ричарду Виксельблату в университете Пельсильвания. 1970 г.: начало продаж мини – ЭВМ Super Nova, компании Data Gentral (США).
Было фантастикой стало реальностью	1973 г.: появление промышленных роботов фирмы Unimation (США).
И в революции бывают революции	1976 г.: Стив Джобс и Стивен Возняк в родительском гараже создают первый персональный компьютер Apple. 1980 г.: Microsoft и IBM договариваются о независимом от компьютеров распространении операционной системы MS DOS. После этого соглашения она получила название OS DOS. 1981 г.: создание рабочей станции Star, оснашенной мышью и графическим пользовательским интерфейсом.
ЭВМ – человек?	1982 г.: журнал “Тайм” назвал ПЭВМ “человеком года”. 1985 г.: Apple вводит в обиход клавиши управления курсором и отдельный блок с цифровыми клавишами.
Тогда почему не болеет?	1988 г.: появление первого компьютерного вируса “Червь Морриса”. 1989 г.: создан первый специализированный шахматный компьютер Deep Thought (на базе станции Sun 4), ставший чемпионом среди собратьев со счетом 5:0 (разработчики Кемпбелл и Су), вошедший в сотню лучших гроссмейстеров планеты, но разгромленный чемпионом мира среди людей Гарри Каспаровым (СССР). 1991 г.: студент университета Хельсинки Линус Торнальд становится автором идеалогии ядра операционной системы Linux. 1994 г.: Microsoft выпускает свою операционную систему Windows 95.
И в информатике есть путы, которые надо разрезать	1996 г.: Президент США подписывает акт о телекоммуникациях, снимающий многие ограничения на пути развития систем связи.
Что ещё?	1997 – 1998 г.: Айзек Чуанг из IBM и Нейл Гершенфелд из Массачусетского технологического института создают первый в мире квантовый компьютер с использованием двух атомов молекулы хлороформа (атом водорода и атом углерода). 2000 г.: в декабре опубликована очередная версия списка Top – 500 самых высокопроизводительных вычислительных систем: чуть меньше половины – 43% из этого списка произведены фирмой IBM, 18% фирмой Sun – фирмой Gray. 2002 г.: компания Sun планирует выпуск микропроцессора Ultra Sparc V с тактовой частотой 1,5 Ггц, изготовленного по 0,07 – микронной технологии компании Texas Instruments; 1 октября – начало шахматного матча Каспаров – “Дип Джуниор”; 4 октября – начало шахматного матча Крамник – “Дип Фритц”.

Электромеханические компьютеры - накануне

века электроники.

Предшественниками ЭВМ были электромеханические вычислительные машины, сочетавшие свойства механической вычислительной техники (выполнение операций с помощью перемещения в пространстве некоторого физического объекта, например зубчатого колеса) с одним из признаков электронной вычислительной техники (выполнение операций с помощью изменения тока или напряжения в электрических цепях). Рабочим элементом в этих машинах было электромагнитное реле, изобретенное в 1831 г. (В 1831 г. Джозеф Генри (США) и Сальваторе даль Негро (Италия) независимо друг от друга создали электромагнитный прибор с якорем, перемещающимся между полюсами магнита.). Время широкого применения электромагнитных реле охватывает первую половину XX века.

Впервые электромагнитное реле было применено в вычислительной технике американским изобретателем Германом Голлеритом (1860 - 1929). В 1887 г. Голлерит изобрел электромеханический табулятор. специальном устройстве - перфораторе. Идея применения перфокарт возникла у Голлерита при поиске способов ускорения обработки результатов переписей населения. Небезынтересно, что на эту идею Голлерита натолкнула пробивка компостером проездных билетов при их проверке на железнодорожном транспорте. Аналогичным образом, решил Голлерит, надо зафиксировать результаты переписи населения, а их обработку осуществить с помощью специального суммирующего устройства - табулятора.

С 1890 г. табуляторы эффективно использовались в США для подсчета результатов переписей населения. Первая Всеросийская перепись населения (1897 г.) также осуществлялась с помощью табуляторов Голлерита. В связи с этим изобретатель специально приезжал в Петербург.

В дальнейшем табуляторы и сопутствующие им машины (перфораторы, контрольники, сортировальные машины и др.) стали широко применяться в бухгалтерском учете, и к 1930 г. общее число счетно-аналитических комплексов (состоящих из табуляторов и сопутствующих устройств), установленных в США и в других странах, достигло 6-8 тыс. В 1931 г. фирма IBM начала выпуск табуляторов, приспособленных для выполнения операции умножения (в дополнение к операциям сложения и вычитания), а в 1934 г. - алфавитно-цифровых табуляторов.

На основе табуляторов в середине 30-х годов был создан прообраз первой локальной информационно-вычислительной сети. В универмаге г. Питтсбурга (США) была установлена система, состоящая из 250 терминалов, соединенных телефонными линиями с 20 табуляторами и 15 пишущими машинками. С терминалов передавались данные, отперфорированные на ярлыках, которыми снабжались продаваемые товары. Эти данные наносились на перфокарты, которые использовались для выписки счетов за покупки.

В 1934 - 1936 гг. немецкий инженер Конрад Цузе пришел к идее создания универсальной вычислительной машины с программным управлением и хранением информации в запоминающем устройстве. Только в 1937 г. ему стало известно, что эту основополагающую для вычислительной техники идею впервые выдвинул за сто лет до того английский ученый и изобретатель Чарльз Бебидж (1791 - 1871). Однако проект, разработанный Бебиджем, не был реализован, поскольку изобретатель располагал лишь механическими средствами. Конрад Цузе имел в своем распоряжении электромеханические средства, которые уже несколько десятилетий применялись в вычислительной технике (например, табуляторы), автоматических телефонных станциях и многих других технических системах. В 1939 - 1941 гг. Цузе, пользуясь финансовой поддержкой Германского авиационного исследовательского института, сконструировал машину Z - 3, которой суждено было стать первой программно-управляемой цифровой вычислительной машиной.

Машина, полностью выполненная на релейных схемах, работала в двоичной системе счисления и имела небольшую память емкостью 64 числа по 22 разряда каждое. Операция сложения выполнялась за 0,3 с, операция умножения - за 4 - 5 с.

Независимо от Цузе (и также не зная о проекте Бебиджа) к аналогичным идеям в 1937 г. пришел американский ученый Говард Айкен (1900 - 1973). В 1939 г. его проект получил финансовую поддержку корпорации IBM и в 1944 г. машина, получившая название MARK - 1, была построена. Мощность ее превышала мощность Z - 3, а скорость выполнения операций (но над 23 - разрядными десятичными числами, а не 22 - разрядными двоичными, как в Z - 3) была приблизительно такой же (0,3 с - сложение, 5,7 с - умножение). Машина весила 5 т, содержала около 760 тыс. компонентов, а общая длина проводников, соединяющих отдельные ее устройства и элементы, составляла около 800 км. MARK - 1 отличалась большой надежностью и эксплуатировалась в Гарвардском университете до 1959 г.

В 1945 г. Говард Айкен приступил к строительству машины MARK - 11, и в 1947 г. она была введена в строй. В машине использовалось 13 тыс. 6 - полюсных реле, она оперировала 10 - разрядными десятичными числами и выполняла их сложение за 0,2 с, а умножение - за 0,7 с.

Одновременно с Айкеном другой американский конструктор Джордж Стибиц, работавший в компании Bell, создал серию релейных вычислительных машин. Первая из них, Bell - I, была введена в эксплуатацию в 1940 г. и предназначалась для операций с комплексными числами. Машина была сконструирована из 400 телефонных реле. Она получила известность благодаря тому, что с ней в сентябре 1940 г. был проведен первый в мире эксперимент по управлению вычислениями на расстоянии. Из Ганновера (штат Нью - Хэмпшир) в Нью - Йорк, где была установлена машина, по телеграфу передавались два комплексных числа, которые затем автоматически вводились в Bell - I и перемножались; результаты вычислений передавались из Нью-Йорка по телеграфному каналу и воспроизводились в Ганновере печатающим устройством.

В 1943 г. была введена в эксплуатацию машина Bell - II, которая успешно работала до 1961 г. С ее помощью решались задачи интерполяции, некоторые задачи гармонического анализа, дифференциальные уравнения и т. д. . В 1944 г. была построена Bell - III, находившаяся в эксплуатации до 1958 г. Наиболее важная особенность этой машины - 100%-ный встроенный контроль ошибок. Машина имела перфоленточное управление, содержала множительное устройство, средства автоматического просмотра таблиц (записанных на бумажную перфоленту) и запоминающее устройство емкостью 10 десятичных пятиразрядных чисел.

Перечисленные малые машины серии Bell были специализированными. В 1946 г. Стибиц завершает постройку универсальной машины Bell - V (второй экземпляр был изготовлен в 1947 г.). Машина оперировала с 7 - разрядными десятичными числами и выполняла сложение и умножение (с плавающей запятой) за 0,3 и 1,0 с соответственно. В состав машины входило 9 тыс. реле, а весила она 10 т.

В то время когда продолжали создаваться машины на электромеханических реле, начались исследования в области электронной вычислительной техники. В 1930 - 1931 гг. К. Винн - Вильямс из Кавендишской лаборатории (Великобритания) разработал первые счетчики импульсов на тиратронах, предназначенные для устройств, регистрирующих заряженные частицы. В 1939 г. Дж. Атанасов (США) начал постройку первой ЭВМ. Однако эта работа, близкая к завершению, была прервана в 1942 г. из-за вступления США во Вторую мировую войну и переориентации Атанасова на военную тематику. В 1943 г. в Великобритании была построена узкоспециализированная ЭВМ Colossus, предназначенная для расшифровки перехваченных сообщений вермахта, закодированных с помощью немецкой шифровальной машины Enigma. Естественно, что работы по проекту Colossus, в которых принимал участие известный математик Алан Тьюринг, были строго засекречены.

Засекречен был и проект первой универсальной ЭВМ ENIAC, который в 1943 г. начала разрабатывать группа инженеров во главе с Дж. Маучли и Дж. Эккертом по заданию Армии США для составления артиллерийских таблиц. Машина вступила в строй в 1945 г., а ее первая публичная демонстрация и, соответственно, полное рассекречивание проекта имели место 10 февраля 1946 г.

В 1946 г. известный американский математик и физик Дж. фон Нейман предложил новый тип структуры универсальной ЭВМ, и с тех пор все машины строятся по этому типу. Фоннеймановская структура ЭВМ базируется на нескольких принципах, важнейшими из которых являются хранение машинной программы в запоминающем устройстве и последовательное выполнение команд в порядке, зафиксированном в программе. Первая ЭВМ с фоннеймановской структурой - EDSAC (конструктор М. В. Уилкс) была создана в Великобритании в 1949 г. Вслед за ней были введены в строй ряд машин подобного типа в США ив 1951 г. - первая советская ЭВМ МЭСМ (конструктор С. А. Лебедев).

В условиях появления первых ЭВМ разработка машин на электромеханических реле казалась уже неэффективной. Тем не менее их продолжали создавать, причем с применением электронных ламп. Такой, например, была гигантская лампово - релейная машина SSEC, построенная фирмой IBM в 1948 г. и содержащая 21,4 тыс. электромеханических реле и 13 тыс. электронных ламп. Благодаря большей емкости памяти эта машина была более пригодна для решения ряда задач, чем электронная машина ENIAC.

Еще некоторое время электромеханические реле продолжали привлекать внимание конструкторов из-за более высокой по сравнению с электронными лампами надежности.

Пример тому - последний крупный проект в области электромеханической вычислительной техники, выполненный в Советском Союзе. Его автором был Н. И. Бессонов (1906 - 1963) - специалист в области счетно - аналитических машин, внесший ряд усовершенствований в конструкцию табулятора. Машина, созданная по проекту Бессонова, получила название РВМ - 1 (релейная вычислительная машина). Ее разработка была начата в 1954 г., т.е. уже после создания в СССР ряда ЭВМ (МЭСМ, БЭСМ, М - 1, М - 2, "Стрела" и др.). Тем не менее проект РВМ - 1 был настолько удачен, что в некоторых случаях (при решении задач малой размерности, требующих для своего выполнения от 200 тыс. до 2 млн. арифметических операций) машина могла конкурировать с ЭВМ.

Особенно удобно было использовать РВМ - 1 при решении экономических задач, для которых характерны большой объем обрабатываемой информации и относительно малое число операций над данными. Кроме того, РВМ - 1 была очень надежной, в то время как ламповые ЭВМ надежностью, как известно, не отличались.

Машина эксплуатировалась в течение восьми лет - с 1957 по 1965 г., что делает честь ее конструктору (за это время появились более мощные и надежные ЭВМ). Из работ, выполненных на РВМ - 1, можно отметить пересчет цен на товары в связи с денежной реформой 1961 г.

Что же представляла собой РВМ - 1? Она содержала 5500 электромеханических реле и обладала очень высоким для релейных машин быстродействием. Так, операция умножения двух 33 - разрядных (27 разрядов - мантисса и 6 разрядов - порядок) двоичных чисел с плавающей запятой выполнялась за 50 мс. Быстродействие РВМ - 1 было на уровне быстродействия первых малых ЭВМ (МЭСМ, 1951 г. - 50 операций/с; "Урал". 1954 г. - 100 операций/с; М - 3, 1957 г. - 30 операций/с). Ускорению решения задач существенно способствовало наличие постоянной памяти, в которой были широко представлены табличные функции и константы. Некоторые усовершенствования, внесенные Бессоновым в проект машины РВМ - 1, были позднее использованы им при проектировании ЭВМ.

Машину РВМ - 1 можно рассматривать как созданную на пределе возможностей электромеханических реле. Электронные лампы и другие электронные приборы обладали колоссальным преимуществом - они обеспечивали очень высокую скорость вычислений. Это обстоятельство оказалось решающим в переходе от электромеханических вычислительных машин к электронным.

Игорь Апокин

Глава 1. Artificial Intelligence-социальный заказ человечества.

БЕСПРЕДЕЛЕН ЛИ ЧЕЛОВЕК?

Думающий человек не может не ощутить трепета, пытаясь заглянуть в будущее. Должен признаться, что для меня эмоционально привлекательна картина будущего в духе советских писателей-фантастов типа Ивана Ефремова: на Земле вечно пребывают существа красивые, умные, добрые, здоровые, счастливые и, главное, неизменно похожие на Меня; с каждой следующей эпохой они чувствуют тоньше, мыслят глубже, поступают благороднее, выглядят привлекательнее, и все — в полном согласии со сложившимися у Меня эталонами блага и красоты.

К сожалению, такая эгоцентрическая футурология имеет не больше научных оснований, чем геоцентрическая астрономия. Приходится признать, что этот мир строился не мной и не по моим проектам, а его реальное развитие — не “восхождение ко Мне” (по Ж.-П. Сартру), но восхождение через Меня из прошлого в будущее. Будущее же, как и прошлое, чревато качественно новыми реалиями. Предвидеть их, ориентировать в пространстве альтернатив, предотвращать шоки, фрустрации, импульсивные решения — задача научной прогностики.

XXI век, вероятнее всего, станет последним веком собственно человеческой истории, — то есть стадии универсальной эволюции, определяющим субъектом которой является человек в его качественной определенности, — и вопрос лишь в том, чем эта история завершится. Попробуем без экзальтации представить возможные сценарии дальнейшего развития человечества.

По большому счету таких сценариев три.

Первый, самый простой,— физическое самоуничтожение, замыкание планетарного эволюционного цикла. Этот сценарий отнюдь не фантастичен и может осуществиться по целому ряду конкретных вариантов: тотальный ядерный конфликт, глобальная экологическая катастрофа (связанная, в частности, с неконтролируемым ростом населения), генетическое вырождение... Сегодня наступление негативных тенденций настолько опережает созревание позитивных, что некоторые серьезные исследователи считают иллюзорной надежду на выживание планетарной цивилизации в горниле XXI века.

Второй сценарий не намного соблазнительнее — возврат цивилизации к доиндустриальным формам существования на фоне религиозного ренессанса. Это предполагает затяжную войну, в которую были бы так или иначе вовлечены едва ли не все регионы планеты, но применения новейших боевых средств удалось бы избежать (как обошлось без взаимных химических атак во Второй мировой войне). В такой войне от оружия, голода, эпидемий население Земли сократилось бы не менее чем на 90 процентов. Последнее неизбежно еще и потому, что доиндустриальное хозяйство не способно прокормить больше народа, и потому, что в развитых странах столетиями ограничивался естественный отбор, население было поставлено в сильную зависимость от современной медицины, жизненных стандартов и так далее. Впрочем, этот сценарий наименее правдоподобен — вероятнее всего, он рано или поздно свелся бы к предыдущему.

Наконец, третий сценарий, наиболее привлекательный, но тоже очень далекий от идиллии. Это сценарий “прогрессивный”, и как таковой он концентрированно воплощает все пороки прогрессивного развития: будучи средством выживания природы и общества, прогресс всегда создает больше новых проблем, чем решает прежние.

Что значит на сей раз, “прогресс”, “вперед”? Что может ждать человечество в том случае, если оно избежит военного, экономического, генетического коллапса?

Увы, при всех раскладах грядущим счастливцам не светит то безоблачное будущее, что рисовалось вдохновенными идеологами Нового времени и нашей фантастикой. Сегодня можно в некоторых чертах “просчитать” те трудные проблемы, какие непременно встанут перед людьми в случае, если удастся направить события по оптимальному руслу. Но прежде позволю себе краткий (хотя и очень далекий) исторический экскурс, дабы еще раз сконцентрировать ваше внимание на одном нетривиальном свойстве прогрессивного развития как такового.

Прежде всего, следует отметить, что все прежние эволюционные кризисы в отношениях между природой и обществом разрешались очередным расширением дистанции между ними. Соответственно исторически сменявшие друг друга типы цивилизаций последовательно удаляли человека от естественного состояния. Присваивающее хозяйство палеолита (охота, собирательство) естественнее производящего, земледелие и скотоводство естественнее промышленности, индустриальное производство естественнее информационного. Сказанное относится, конечно, не только к способам хозяйствования, но и ко всей системе нашего бытия. Таким образом, отношение людей к миру все более опосредовалось усложнявшимися материальными технологиями, организационными связями и мыслительными процедурами и становилось все более “искусственным”.

Признав данный факт, некоторые ученые стали утверждать, что поздние гоминиды с непропорционально развитым мозгом, механически невыгодным положением тела и так далее вообще противоестественны. В известном смысле с этим можно согласиться. Но вот выводить отсюда, будто человек — патология природы, “червь в плоде”, ошибка эволюции, ее позор и прочее в том же духе, станет только тот, кто не дает себе труда заглянуть подальше и поглубже.

Если под “естественным” понимать наиболее вероятное (по сути — энтропийное) состояние вещества, то оказывается, что уже сам по себе живой организм — крайне маловероятная, внутренне асимметричная молекулярная организация, активно сохраняющая неравновесие с внешней средой,— достаточно противоестествен. И мысленно поднимаясь по лестнице геологических эпох, мы на каждой ступени обнаруживаем все более разнообразные, сложно организованные, далекие от равновесия с физическим миром формы жизни. Миллиарды лет биосфера последовательно удалялась от наиболее “естественного”, равновесного состояния. До тех пор пока в ней не образовалась экологическая ниша для субъекта, так же радикально противопоставившего себя при помощи искусственных средств (культуры) остальной природе, как сама живая природа противостоит “косной” среде.

Тогда, может быть, правы те, кто считает самое жизнь патологией, признаком старения и болезни Вселенной, “раковой опухолью на теле Материи”?

Но давайте заглянем еще дальше. Геофизики утверждают, что и до возникновения жизни эволюция двигалась “по пути все большего удаления природных минеральных объектов (по составу и структуре) от усредненных по земной коре” (В. С. Голубев). Формировалась подвижная зона оруднения с признаками устойчивого неравновесия относительно окружающей среды и соответствующими механизмами защиты от уравновешивающего внешнего давления. Иначе говоря, здесь также прослеживается вектор изменений от более вероятной к менее вероятной организации вещества.

Отбросим сразу и подозрения в адрес Земли как “аномального” космического объекта. Задолго до рождения нашей планеты в недрах звезд первого поколения синтезировались маловероятные, но устойчивые композиции атомов, составляющие основу органических молекул (по словам одного известного английского астрофизика, “наши тела состоят из пепла давно угасших звезд...”). Наконец, согласно “стандартной” космологической модели — это наиболее принятая в сегодняшней космологии версия истории Метагалактики,— уже в первые секунды после Большого Взрыва начался синтез нуклонов из “моря кварков”. Трудно себе представить, что даже атомарность вещества — не единственное из возможных состояний Мироздания, хотя только оно могло обеспечить существование во Вселенной органических молекул и всего, что с ними связано.

Зная все это, примем ли мы постулаты об одряхлении Вселенной, о патологичности жизни, цивилизации, технологического пути развития? Чуть ли не с момента своего возникновения наш мир становился все более невероятным, а эволюционный вектор “удаления от естества” настолько универсален, что легче поверить в наличие предвечного замысла, нежели выставить человека вселенским выродком. Поразительно, например, совпадение физических свойств Вселенной, каждое из которых абсолютно необходимо для эволюции в сторону белково-углеводных форм жизни. Пытаясь понять причины этого обстоятельства, астрофизики в числе прочих обсуждают “сильный вариант” антропного космологического принципа: Метагалактика — грандиозная лаборатория, искусственно созданная каким-то Сверхинтеллектом для экспериментальных задач.

Я вспомнил об этой телеологической версии, чтобы показать, что наличие сквозного эволюционного вектора с элементами “денатурализации” бросается в глаза не только философам, но и профессиональным естествоиспытателям. Большинство астрофизиков, конечно, стараются обойтись без допущений об экспериментирующем Сверхинтеллекте, продолжая работать в рамках научной парадигмы. Но при различии концептуальных решений сам антропный принцип, утверждающий предрасположенность физической Вселенной к развитию жизни и разума, общепринят в новейшей космологии.

Коль скоро вектор “удаления от естества” пронизывает историю общества, живой природы. Земли и Вселенной в ретроспективе, то логично распространить его и на перспективу. С этих же позиций приходится рассматривать и обозримое будущее цивилизации на крутом эволюционном витке. Тогда мы легче поймем, чем предстоит на сей, раз расплачиваться человеку за новые достижения прогресса.

Многие исследователи отмечают как одну из глобальных проблем экспоненциальное накопление генетического груза. Среди причин, запустивших и поддерживающих этот необратимый процесс, едва ли не главная — эффективная забота общества о каждой человеческой жизни. Однако вряд ли сейчас найдутся откровенные сторонники восстановления в правах естественного отбора с упразднением медицины, намеренным снижением жизненных, гигиенических стандартов, обречением слабых, больных на произвол судьбы. Но тогда люди могут противопоставить тенденции генетического вырождения только дальнейшее совершенствование технологий.

А это — генная инженерия, трансплантация и искусственные органы, количественное и качественное регулирование демографического воспроизводства, прогноз и отбор генотипов на предзачаточной стадии, вспомогательные, в том числе внеутробные, средства вынашивания плода... Уже ведется речь о таких способах продления активной индивидуальной жизни, как консервация клеток юного организма с последующей имплантацией в постаревший организм, в перспективе — о переносе “мэонных реплик сознания” на искусственно выращенные органические структуры (аналог бессмертия души?) и о многом другом.

Некоторые из обсуждаемых и разрабатываемых средств настоятельно необходимы для выживания рода; другие выглядят как “роскошь”, которая всего через сотню лет может стать такой же повседневностью, какими для нас с вами являются современная медицина, транспорт, электронные средства связи. Не обходится, наверное, и без фантастики, хотя кто способен вынести окончательный вердикт? Во всяком случае, дальнейшее развитие цивилизации сопряжено с углубляющимся вторжением интеллекта в стихию природных процессов, теперь уже вплоть до самых интимных основ бытия.

То, что такая перспектива чрезвычайно увеличивает опасность ошибок, злоупотреблений и требует адекватного совершенствования социального контроля, роста индивидуальной ответственности, не нужно специально доказывать. Однако у данной проблемы имеется и другая сторона. Человек впервые становится существом, способным целенаправленно созидать свою телесную основу. И кто знает, в какой мере и, до каких пор обладатель организма, освобождающегося от диктата генетических программ, по своим внешним и, главное, душевным качествам будет отвечать нашему с вами представлению о “человеке”...

И это, судя по всему, не единственная коллизия, с которой предстоит столкнуться нашим потомкам в том случае, если события станут развиваться по оптимальному — “прогрессивному” — сценарию. Еще более трудная коллизия связана с тем, что в жизнеобеспечении стремительно усложняющегося, динамичного, технологически могущественного общества будет, неуклонно расти роль автоматизированных систем хранения и переработки информации. Их внедрение во все сферы социальной активности — необходимое условие для того, чтобы коренным образом повысить удельную эффективность производственных технологий, предотвращать и смягчать потенциальные политические конфликты, блокируя кровопролитные формы их разрешения. В целом эта усиливающаяся тенденция образует мощный антиэнтропийный фактор, стержневую предпосылку преодоления глобальных кризисов, в перспективе — очередной прорыв в вечной борьбе разума против разрушения и смерти. Но и стоить эта победа будет недешево...

Еще на заре кибернетики крупнейший математик Дж. фон Нейман теоретически доказал, что количественное наращивание мощности и быстродействия ЭВМ рано или поздно приведет к непредсказуемым, а потому и неподконтрольным качественным эффектам. А в середине 80-х гг. немецкий ученый В. Циммерли, обобщив опыт развития информационных технологий, заметил, что эта тенденция принимает уже вполне реальные очертания:

контроль за функционированием компьютерных сетей может быть обеспечен лишь посредством еще более сложных систем, и, таким образом, искусственный интеллект неуклонно обособляется от естественного.

Имеются и более специальные аргументы за то, что самообучающаяся система с рефлексивной семантической моделью мира, квазипотребностными механизмами автономного целеполагания, способная оценивать успешность действий, отношение между общими и частными задачами, испытывать аналоги удовлетворенности и неудовлетворенности и так далее, не вечно будет оставаться “машиной” в привычном понимании этого слова. Вполне реальна и перспектива внедрения в электронную конструкцию специально выращиваемых генетиками белковых молекул (биочипов), что ускорит искусственное формирование сенсорных механизмов.

Профессиональные программисты по-разному оценивают складывающуюся ситуацию. Одни уверены в том, что компьютерная программа всегда останется не более чем орудием, средством общения, усовершенствованным письмом. Другие говорят, что, чуть ли не любая операция ЭВМ уже является “мышлением”. Третьи — как, например, крупный специалист по мобильным работам из университета Карнеги (США) — заявляют: “Недалек тот час, когда наши механические рабы обретут душу”. Едва ли кто-либо способен в точности указать момент, когда у искусственного творения человеческого ума обозначится собственное субъектное качество — суверенное отношение к миру и к человеку.

Каким бы термином мы ни зафиксировали это новое качество, его формирование ознаменует начало совершенно нового этапа в развитии цивилизации, разума, Вселенной. Переход к информационной цивилизации — очередной и, как всегда, небезболезненный шаг на последовательном (бесконечном?) пути “удаления от естества”. И носителем такой цивилизации по мере ее развития будет становиться все более “странный” субъект. Нарастающее теперь противоречие между человеком и искусственной средой — логическое продолжение оформившихся на прежних стадиях противоречий между живой и неживой природой, между цивилизацией и биосферой.

О том, что высокоразвитые космические цивилизации могут иметь искусственное происхождение, неоднократно писали такие авторитетные ученые, как И. С. Шкловский, Н. С. Кардашев и другие. При этом, однако, выступление на эволюционную арену производных форм разума полагалось делом очень далекого будущего. Между тем темпы развития нынешних тенденций заставляют говорить не о “миллионах лет”, а о десятилетиях. Судя по всему, отношение между естественным и искусственным интеллектом — новое испытание человека на терпимость — станет одной из ключевых проблем уже XXI века.

Остается надеяться, что поколения, успевшие пройти через горнило нынешних кризисов, будут готовы к такому повороту событий. Человек, растущий как личность в постоянном контакте с компьютерами, сознающий, что само формирование его здорового организма не обошлось без участия лазерного луча, что его телесный комфорт и жизненная перспектива обеспечиваются чутким контролем технологических систем, станет психологически восприимчивее к необходимости субъектных отношений с искусственной средой. А встречное развитие поступательных тенденций — “денатурализация” живого тела (генная и прочие технологии) и включение биотических компонентов в компьютерные сети, дальнейшее освобождение человеческого мышления от диктата природных программ и “психологизация” искусственного интеллекта, ассимиляция им духовного опыта человечества — должно обеспечить становление симбиозных типов цивилизации с перспективой их последующей динамики...

Итак, реалистические сценарии сопряжены с катаклизмами, которые, возможно, приведут к завершению эволюционного цикла на планете. Впрочем, и варианты нереалистические, но все же опирающиеся на данные современной науки, мало обнадеживают.

Палеонтологи утверждают: более 99 процентов существовавших на Земле зоологических видов по разным причинам вымерли еще до появления человека. Продолжительность существования любого вида ограничена генетическими законами и обратно пропорциональна морфологической сложности организма. По расчетам академика Н. П. Федоренко и профессора Н. Ф. Реймерса, если отвлечься от влияния разумной деятельности на будущие события (в этом и состоит элемент нереалистичности), то виду неоантропов теперь “за сорок” и в лучшем случае предстоит срок жизни порядка 30—40 тысяч лет. Имеется, впрочем, и более жесткий расчет, который построен на посылке, что непропорционально развитый неоантроп представляет собой “ошибку природы”, и оставляет ему от 20 до 50 поколений жизни.

Да и биосфера в целом, как теперь выяснилось, подчинена конечному геологическому циклу. Думать, будто все ее беды проистекают от человеческих действий, значит профанировать реальное положение вещей. Тенденция к глобальному экологическому коллапсу началась около 100 миллионов лет назад, когда человека не существовало и в помине: с затуханием вулканической активности планеты стало сокращаться содержание углекислоты в атмосфере, и продуктивность биоты стала падать. Падение продуктивности до нуля должно произойти в пределах последующих трех-четырех миллионов лет. По планетарным масштабам, это мизерный срок, так что, говоря словами известного эколога М. И. Будыко, появление человека на Земле застало “последние геологические секунды” умирающей биосферы...

Таким образом, мысленно отсекая неизбежное вмешательство интеллекта в ход событий, мы видим весьма тусклую перспективу и для всей жизни на планете. То, что интеллектуальное вмешательство способно приблизить катастрофу, сегодня очевидно для всех. Вместе с тем только оно дает шанс освободить эволюционный процесс от пределов, навязанных естественными законами, обеспечить безграничную перспективу развития.

А теперь задумаемся: какая из задач способна вдохновить в большей степени человечество — временная отсрочка неминуемого конца или перспектива практически безграничного развития ценой перерастания истории в новое, “послечеловеческое” качество? Вопрос сей отнюдь не риторический, ибо в нынешнем состоянии человечество вряд ли дотянет до своей “естественной смерти”, во всяком случае, такой путь сопряжен с мучительными катастрофами.

Современная наука, выявляя сквозные векторы развития и раскрывая механизмы творчества, дает основание считать перспективы цивилизации потенциально беспредельными. Временные ограничения, накладываемые на ее существование естественными законами биологии, геологии и космологии — от сотен до сотен миллиардов лет! — снимаются тем обстоятельством, что развитие Вселенной происходит по вектору “удаления от естества”. Соответственно прогнозы, построенные на сугубо физикалистических экстраполяциях, хотя сами по себе интересны и полезны, но недостоверны по существу, поскольку игнорируют решающее влияние на ход событий “привходящего” интеллектуального фактора. Теоретически положительное решение вопроса о возможности бесконечного развития цивилизации предельно заостряет другой вопрос: сумеет ли наша земная цивилизация этой потенциальной возможностью воспользоваться?

Ядро цивилизации при любых метаморфозах составляет духовная культура, а ее действительное содержание образуется совокупным опытом миллиардов живших и живущих людей. Пока длится культура, в ее смысловом поле присутствует каждый, кто как-то действовал, думал, страдал, радовался и творил. Со смертью культуры прекратится бытие не только современников Апокалипсиса, но и всех предшествующих поколений. Неограниченное продолжение цивилизации, культуры, разума — какие бы трасформации ни претерпевали они по мере развития — единственно реальный путь к бессмертию личности. Рискну утверждать, что нет такой цены, какой бы эта цель не заслуживала...

Глава 2. ПРОТОТИПЫ

ПРОЕКТ “ВЕЛЗИ”

6 марта 1962 года в небольшом городке Ливермор - Фолс, штат Мэн, лаборатория кибернетики Янсфилда приступила к выполнению особого проекта по заказу правительства США. Проект ставил перед собой амбициозную цель - создание искусственного интеллекта. Тогда, в 1962 году, казалось, что научить мыслить электронно-вычислительные машины, пробудить в них сознание - дело ближайших лет.

У фирмы “Харсфилд” была приобретена последняя модель ЭВМ новой, передовой архитектуры “гамма - четыре”, позволявшей, по утверждению разработчиков, многократно увеличить производительность вычислительной системы и, при необходимости, масштабировать саму ЭВМ.

Возглавляли проект доктор Властимил Ерничек, чешский эмигрант, и Леонард Зарков. Поэтому вместо длинного, неудобопроизносимого и засекреченного названия проекта в обиходе пользовались - аббревиатурой “Велзи”.

Для программирования ЭВМ использовался специально созданный язык “лингво”, способный при написании программ оптимизировать преимущества новой архитектуры.

Задачей номер один - по очередности, а не по значимости - было прохождение испытания Тьюринга. Испытание (тест) заключалось в следующем: в ряде диалогов “человек - человек” и “человек - ЭВМ” собеседник не должен был отличить ЭВМ от человека.

Обучить машину человеческой речи (вернее, письму, диалог проводил в письменной форме) оказалось не самой сложной задачей. Гораздо труднее было смоделировать сам процесс человеческого мышления.

Поначалу ЭВМ выдавала всяческую чушь, обрывки из произведений классиков, которыми обильно потчевали машину. Затем настал черед “детского лепета”, где в ответ на вопросы машина отвечала коротенькими, плохо согласованными, но все-таки осмысленными предложениями.

Переломным этапом эксперимента “Велзи” считают 18 декабря 1962 года, когда машина стала оперировать понятием “я”.

“Я должна быть больше” и “Я должна знать больше” - этими двумя фразами машина завершала ответ на любой вопрос.

Ерничек и Зарков решили, что машине для дальнейшего развития требуются новые блоки, о чем она и пытается сообщить.

Каждый килобайт памяти в 1963 году стоил изрядно, но проект имел приоритет развития - отставая от СССР в освоении космоса, США старались закрепить свое преимущество в области кибернетики. Дополнительные ассигнования поступили вовремя. Закупка необходимого оборудования утолила аппетит “Велзи” (название проекта перешло на саму ЭВМ), и машина смогла пройти “испытание Тьюринга”. По заключению специалистов, она вела диалог на уровне, соответствующем интеллекту тринадцатилетнего подростка.

Следующим этапом проекта было создание “электронного советника”. Машина должна была обрабатывать информацию в какой-либо определенной области и давать заключение простым, доступным языком. Сначала в машину вводили информацию спортивного характера, пытаясь получить предсказания исхода боксерских поединков и бейсбольных матчей. Первые результаты обескураживали. Никто бы не смог сделать состояние в тотализаторе, используя данные “Велзи”. Анализируя причины ошибок, сама машина пришла к выводу о неполной своей информированности. Ей требовалась, помимо антропометрических сведений, данных о состоянии здоровья спортсменов, результатов спортивных тестов и т.п., информация частного характера. Например, машине нужны были тексты телефонных разговоров спортсменов и их менеджеров. Подобное требование означало, что “Велзи” самостоятельно пришла к выводу о существовании коррупции в спортивном мире!

Разумеется, разрешение на прослушивание было получено - в начале 1963 года права человека в Америке блюлись куда менее рьяно, чем 20 лет спустя. Хотя, во избежание скандала, прослушивали телефоны только третьестепенных боксеров. В итоге, верно, был предсказан итог одиннадцати поединков из двенадцати!

Подобный успех помог выбить новые дополнительные ассигнования на работу над проектом. Что любопытно - ЭВМ сама указала на свои слабые места. Четыре миллиона долларов (а миллион 10 февраля 1963 года был куда больше миллиона нынешнего) выделили под новое задание, заказчиком на сей раз, являлось ЦРУ. Лаборатории предлагалось составить программу, с помощью которой можно было бы предсказывать поведение людей. Разведчиков интересовали не люди вообще, а конкретная личность, Фидель Кастро.

Машине “скармливали” многочасовые речи кубинского лидера. Обработав их, “Велзи” сочла необходимым изучение эмоциональной составляющей выступлений, для чего был создан и подключен звуковой анализатор речи. Сотрудники лаборатории регулярно беседовали с — Велзи”, которая, сопоставляя интонации и содержание бесед с данными детектора лжи (согласно правилам, к детектору сотрудники подключались только с их согласия), создавала базу данных человеческого поведения. Микрофоны установили и во всех помещениях лаборатории для постоянного сбора образцов человеческой речи.

В мае 1963 года “Велзи” составила психологический портрет лидера кубинской революции, в котором Кастро описывался в степенях самых превосходных, а на графиках его показатели интеллекта, убежденности в правоте дела, настойчивости и способности управлять страной занимали верхние позиции (разумеется, в сравнении с сотрудниками лаборатории).

Следующее задание было помечено грифом “особая секретность”. В нем предлагалось разработать сценарии ликвидации Фиделя Кастро. И здесь эксперимент вышел из-под контроля. “Велзи” обрабатывала информацию — планы резиденции Кастро, графики его перемещения, тексты и записи его новых речей (благо радио Гаваны транслировало их регулярно). Изучалась история покушений, начиная с Юлия Цезаря, рассчитывались баллистические данные, методы охраны государственных лиц и пути ее преодоления.

Одновременно с этим сотрудники лаборатории, и, прежде всего Ерничек и Зарков, стали получать от машины особые поручения, которые выполняли, не фиксируя их в соответствующих документах. Как, почему они пошли на это, стало ясно позднее.

Одно из заданий - создание в лаборатории тотализатора (“боксерской кассы”). Используя прежние навыки, машина выдала ряд предсказаний по поводу боксерских матчей, анализируя радио - и телеинтервью боксеров и их менеджеров, а сотрудники лаборатории делали ставки - и весьма успешно. Затем машина расширила круг обследуемых. В лабораторию сотрудники приводили членов семей, друзей и знакомых и, под предлогом проведения психологических экспериментов и социологических опросов, подключали их к детектору лжи и снимали электроэнцефалограмму во время письменного диалога с “Велзи”. При этом никто не подозревал, что диалог ведет ЭВМ. Машина поглощала массу газет, центральных и местных, изучала юридическую литературу и прочие, казалось бы, далекие от поставленного задания области.

Соображения ЭВМ по поводу ликвидации Фиделя вышли неутешительными. Машина заверяла, что вероятность успешного осуществления покушения не превышает пятнадцати процентов, вероятность же разоблачения причастности спецслужб Соединенных Штатов была практически стопроцентной. В последнем не было ничего удивительного - Куба любую неприятность объясняла происками американского империализма. Удивительными были сценарии покушения, более напоминавшие сюжеты боевиков. Предлагалось угостить Фиделя Кастро отравленной сигарой, подарить ему зараженного бешенством кота, создать радиоуправляемого робота-мышонка, который бы в себе нес шприц с цианистым калием... Эксперты ЦРУ не скрывали разочарования и предложили своему ведомству прекратить дальнейшее финансирование программы. “Толковый оперативник стоит дюжины вычислительных машин, да и аналитик из нее аховый”, - сказал Владимиру Ерничек, представитель заказчика.

Без ассигнований спецслужб Велзи” могла продолжить существование самое незавидное. Тем не менее руководители лаборатории не испытывали пессимизма, напротив, все окружающие отмечали исключительную бодрость духа и высокую работоспособность всех участников проекта. Мысль о закрытии лаборатории просто не приходила им в голову. Они проводили на службе по 10 - 12 часов без праздников и выходных дней. Работа щедро оплачивалась из “боксерского фонда”, и потому домашние стойко переносили трудоголизм работников лаборатории Янсфилда, продолжая, по мере необходимости, участвовать в различных тестах.

Более того, к тестированию стали приглашать все больше и больше как жителей Ливермор - Фолса, так и обитателей других регионов Америки. Люди приглашались для “составления психологического портрета нации”. Лаборатория оплачивала дорогу и проживание, а также небольшой гонорар - все из “боксерской кассы”. Одни проводили в специальной “опросной комнате” полчаса - час, другие долгие часы, третьи задерживались на несколько дней.

К последним относился и житель Техаса, проведший в лаборатории пять дней и получивший за это, помимо оплаты счетов и некоторых иных расходов, сто семьдесят долларов - впрочем. 16 ноября 1963 года это были приличные деньги для скромного служащего школьного книгохранилища.

22 ноября 1963 года этот служащий, Ли Харви Освальд, выстрелами из винтовки смертельно ранил президента Соединенных Штатов Америки Джона Ф. Кеннеди и серьезно задел губернатора штата Техас Джона Б. Коннали. После стрельбы, спрятав винтовку, он зашел домой, переоделся и вновь вышел на улицу, на сей раз вооруженный пистолетом. Его странный вид првлек внимание полицейского Дж. Типита, который остановил Освальда намереваясь справиться о его здоровье. В ответ Освальд произвел четыре выстрела, уложив полицейского наповал, и попытался скрыться в близлежащем кинотеатре, где и был задержан.

Через два дня Ли Харви Освальд был убит на глазах у миллионов телезрителей владельцем ночного клуба Джеком Руби.

Следствие, исследуя прошлое обоих убийц, установило, что каждый из них посещал находящийся на другом конце страны городок Ливермор - Фолс. В следовательской группе, отрабатывающей, среди прочих, и “кубинский след”, оказался эксперт, дававший оценку проекта “Велзи”. Ему и пришло в голову связать Освальда, Руби и лабораторию Янсфилда воедино.

Сотрудникам следственной комиссии не составило труда добыть свидетельства о том, что оба, и Освальд, и Руби, посещали лабораторию. Следователь 0'Коннел посетил лабораторию, где ему были представлены данные психологических тестов и продемонстрирована сама процедура тестирования. По возвращении 0'Коннел написал рапорт, в котором утверждал, что случившееся - чистое совпадение, и ни Освальд, ни Руби не имеют к лаборатории никакого отношения.

Тем не менее, один из руководителей следственной комиссии, Рей Брэдли, счел рапорт неполным. Во главе группы спецагентов он без предупреждения нагрянул в лабораторию и первым делом попытался отключить “Велзи” от питания.

Сотрудники лаборатории оказали сопротивление, представителям власти, открыв стрельбу из револьверов и убив двух специальных агентов. В ходе следующего штурма все они, включая руководителей проекта Ерничека и Заркова, застрелились.

Тщательно исследовав оставшуюся документацию, группа Брэдли пришла к потрясающему выводу: убийство президента Соединенных Штатов Америки спланировала и провела электронная вычислительная машина “Велзи”!

Получив задание устранить Кастро, искусственный интеллект всесторонне изучил проблему, и сделал вывод, что это - преступное деяние, направленное не только против независимого государства Куба, но и противоречащее законам самих Соединенных Штатов. Следующим выводом электронного мозга было то, что правительство США проводит политику, противоречащую интересам народа, и потому должно быть свергнуто. В соответствии с этим “Велзи” подготовила покушение на президента и провела его в жизнь.

В ходе диалогов с участниками программы, сотрудниками лаборатории, членами их семей, а также привлекаемыми волонтерами машине удавалось осуществить то, что сейчас называется нейролингвистическим программированием. Машина подчинила себе волю разум всех участников проекта, начиная от Ерничека и Заркова и кончая Освальдом и Руби.

Материалы, полученные группой Брэдли, были сенсационными, скандальными и - политически неприемлемыми. Получалось, что бесстрастный электронный разум вынес приговор не только правительству, а и всему строю Соединенных Штатов Америки. Потому их утаили от общественности, и комиссия Уоррена приняла версию, будто убийство Кеннеди - дело рук фанатика - одиночки.

Смерть сотрудников лаборатории представили как массовое самоубийство сектантов, абсолютно не связанное с выстрелами в Далласе.

Последствия оказались фатальными для развития кибернетики. Наука получила - сокрушительный удар. Были отвергнуты высокоуровневые языки программирования типа “лингво” и вычислительные устройства сложной архитектуры “гамма - четыре”, разорена фирма “Харсфилд”. Напротив, зеленый свет получили примитивнейшие решения типа “альфа” и “х86” - налоговые льготы и протекционистская политика привели к тому, что именно эти процессоры доминируют на рынке.

Сегодня уже никто не помышляет всерьез об искусственном интеллекте, поскольку современные Процессоры, при всем их фантастическом быстродействии, способны мыслить не больше, чем арифмометр или утюг. Любопытно, что после известного покушения на Л. Брежнева в 1969 году проектирование ЭВМ в Советском Союзе было взято под особый контроль, и, в конце концов, многообещающие отечественные многопроцессорные ЭВМ “Эльбрус”, “БЭСМ - 6” и другие оказались “похоронены”.

Соломон НАФФЕРТ

Компьютерные психотехнологии -

кульминация

развития человечества

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ сегодня проникают в самые разные области человеческой деятельности. Добрались они и до нашей психики. Главный редактор PC Week/RE Эдуард Пройдаков и обозреватель Сергей Бобровский — знакомят читателей с директором Института психотехнологий, академиком Российской академии естественных наук Игорем Викторовичем Смирновым — человеком, которого на Западе окрестили "отцом психотропого оружия".

PC WEEK: Игорь Викторович, расскажите, пожалуйста, о направлениях исследований вашего института.

ИГОРЬ СМИРНОВ: Мы занимаемся разными вещами, среди которых можно выделить два основных направления — компьютерные психотехнологии и психоэкология. Психотехнологии — это инструменты, а психоэкология — научная часть наших работ. В этом году выйдет расширенное издание книги "Психоэкология", она выложена на нашем сайте www.psyror.ru

PC WEEK; А вы могли бы немного пояснить, что такое компьютерные психотехнологии? И. С.: Я считаю, что компьютеры именно для психологии и предназначены. У человека есть память — набор семантичеcких элементов, как и в компьютере или книге, только на бумаге она неизменна, а в человеке нелинейна, нестационарна, динамична, многомерна. За свою историю человечество пыталось с этой памятью как-то работать — путем психоанализа, медитативных психотехник... И только с появлением компьютеров что-то стало более-менее удаваться. За рубежом этим занималась группа Н. Shevrin в Мичиганском университете, а у нас — изначально в лаборатории психокоррекции 1-го Медицинского института им. И. М. Сеченова, которую я возглавлял. Тогда все чиновники возмущались, — какой страшный термин! Потом появились и другие: "психотехнология", "психоэкология", придуманные мною в свое время. Сейчас в нескольких местах этими направлениями занимаются бывшие мои сотрудники, а в Интернете идет спор об авторстве терминов.

Психотехнологии — это инструментальные, аппаратные способы залезть человеку в душу, что-то оттуда вынуть, что-то узнать, прочитать и, с другой стороны, что-то туда вложить, причем в обход сознания. Я знаю, компьютерщики нередко склонны к мистике, но здесь все это предельно просто — наши исследования основаны на общеизвестном бихевиоральном принципе "стимул — реакция".

Первое наше направление в психотехнологиях называется "психозондирование". Человеку предъявляется множество семантических символов (слов или образов), и регистрируется эквивалентное им количество быстрых реакций, например реакций мозга и ряда других. Фиксация медленных реакций не подходит по техническим причинам. Важно, что это делается в обход сознания, как пациента, так и врача, благодаря чему устраняется его искажающее влияние и добываются объективные сведения. Потом выполняется несложный статистический анализ, и в результате мы получаем информацию о сущности данного биообъекта. Вот передо мной распечатка короткой и простой процедуры исследования нашей пациентки.

Работающим с ней специалистам было интересно ее отношение к некоторым сферам бытия — к компьютеризации, криминалу, наркотикам, к собственной личности и т. д. Список таких вопросов назначается врачом. В результате мы выясняем, что для пациента подсознательно сверхзначимо такое понятие, как, например, любовь. С точки зрения психоанализа это означает дефицит любви. Так же можно узнать отношение к конкретному преступлению. Задаем утверждение "я тогда-то украл столько-то денег" — и получаем соответствующую реакцию, по которой можно судить о причастности или непричастности человека к преступлению.

Отсюда возникают сразу две практические области применения психозондирования. Первое — это психоаналитическое направление. Если обычный врач, психоаналитик или психолог, как правило, долго, говорит с пациентом, проделывает разные изощренные процедуры, чтобы добыть истину, понять суть болезни, то теперь достаточно провести всего одну получасовую процедуру с помощью компьютера. Объем информации, который мы вынимаем из головы, примерно эквивалентен объему, получаемому врачом за три месяца ежедневной кропотливой работы.

PC WEEK: Существуют популярные наборы психологических тестов - насколько их идея схожа с вашими подходами?

И. С.: Ничего общего здесь нет. Например, тест MMPI был создан в 1947 г. для опроса сельских жителей штата Миннесота. Американцы официально от него давно отказались, а у нас он до сих пор продается по 100 долларов. Сама идея подобных тестов нелепа, — ведь вопросы пропускаются через сознание испытуемого, и выходит ложь. Такого рода опросники при тестировании одного человека гарантированно и всегда дают разный результат. А когда информация получается, минуя сознание, уже не выйдет выглядеть лучше или хуже в глазах врача или самого себя. Что касается наших подходов, то есть несложные способы проверки валидности применяемых методов, убеждающие в их корректности, а вот тесты проверить никак нельзя.

PC WEEK: Как защититься от психозондирования?

И. С.: Вы не можете от него защититься, потому что стимульная информация, передаваемая человеку с помощью наших технологий, тщательно скрыта от его сознания. Дело в том, что психозондирование индивидуально, и этим оно отличается от таких стандартных походов, как психометрия. Психозондирование эффективно, когда вы решаете конкретную задачу, — например, хотите выяснить, как пациент относится к своему лечащему врачу. Есть конкретные вопросы и очень конкретные ответы.

Наша многолетняя практика показывает, что психологи, психиатры, психоаналитики наиболее сильно сопротивляются таким подходам, поскольку мы перечеркиваем их опыт. Хотя лет через 50 все равно все будет иначе. С нашей помощью уже вылечено много больных, — на это закрыть глаза нельзя. Но наш инструмент подразумевает штучную работу и очень ответственное отношение к больному. Ведь каждую последующую процедуру психозондирования надо планировать на основании результатов предыдущих — идет тестирование, настройка вопросов на конкретную личность.

Психозондирование выполняется на обычных персоналках. Нужна еще специальная кнопка, которая подключается к СОМ - порту и, конечно, наше программное обеспечение. Этого достаточно, в частности, для выявления преступника по конкретному преступлению. Надо просто провести опрос подозреваемых и получить ответ, кто виновен. Психоаналитические задачи, конечно, сложнее — их решению с применением самых совершенных технологий надо учиться всю жизнь.

Второе направление в психотехнологиях — это психокоррекция. Сейчас создается ажиотаж вокруг так называемого психотронного оружия: якобы, через СМИ, Интернет нас облучают, что-то внушают... Я думаю, что никто ничего никому не внушает. Было несколько таких попыток, все они общеизвестны и закончились санкциями вплоть до судебных. Хотя технически (не технологически!) сделать это не очень сложно. Можно, например, использовать наши методы инверсии речевого сигнала, который в результате воспринимается как шум, но содержит скрытое внушение. Эти технические методы широко применяются (см. сайт www.loreley.com, где на их основе предлагается средство для подготовки скрытых внушений). В США огромный спрос на подобные услуги. У них это называется подпороговое мультипрограммирование, им пользуются для помощи желающим отказаться от курения и т.п.

У нас же, к сожалению, законов об информационно-психологической безопасности нет и никакого контроля за подобными разработками не ведется (тогда как в США на этот счет есть развитое законодательство. —Прим. ред.).

Третье направление наших работ — психообратная связь. Разработаны конкретные алгоритмы, задуманы проекты, но их реализация зависит от финансирования. Так, система семантического резонанса дает возможность человеку заточить предлагаемое нами программное средство под решение своей задачи (исцеление от определенной болезни). В этом плане роль врача становится уже менее значимой, чем сегодня. Данная система создается пока в рамках научной задачи, хотя мы нацелены на коммерческое распространение психотехнологий. Конечно, имеются определенные ограничения, мы не продаем всем желающим средства, позволяющие внушить что угодно, например, по обычному акустическому каналу типа телефонного.

Мы продаем наши продукты только эксклюзивным пользователям и обычно интересуемся историей предполагаемого заказчика.

PC WEEK: Расскажите, пожалуйста, про диск "Омофор".

И. С.: Это одна из любимых моих разработок. Мы до сих пор его делаем. "Омофор" содержит закодированную формулу внушения, записанную моим голосом и ориентированную на конкретного пациента. Однажды я в программе "Человек и закон" предложил приз тому, кто расшифрует эту формулу. Никто сделать этого не смог — физически это невозможно, это не инвертированный звук, а так называемая психомузыка. На диске записано 74 мин разной музыки, в которую вмонтирован мой голос с использованием всех трех наших алгоритмов кодирования. Музыкальное произведение полностью переписывается, причем один аккорд, одна нота в нем (чтобы не повредить композицию) заменяется на форманту моего голоса. Это очень тонкая работа. Фабула внушения сложно иерархизована, нарастает от начала к концу и в значительной степени ориентирована на ментальность русского человека.

Ни при каких условиях человек не может распознать, что именно ему внушается. Бывали редчайшие случаи угадывания, когда пациент приходил, и говорил:

"Доктор, я видел вас во сне, и вы говорили то-то и то-то". Вот пример. В начало композиции вмонтированы два слова. Вы можете слушать записи сколько угодно и никогда ничего не распознаете. Но когда я эти слова произнесу, то через промежуток от нескольких секунд до пяти минут в ходе прослушивания вы эти два слова ("внутренний голос") распознаете и далее всегда будете в данном месте слышать мой голос (PC Week/RE: подтверждаем — в первый раз слышно только бульканье, а потом — явственно слова "внутренний голос").

Данный промежуток очень индивидуален. Мы пытаемся эту особенность учитывать в психозондировании. Процедуру приходится подстраивать под конкретного человека — у разных людей на осознание информации уходит разное время.

"Омофор" был очень удачным решением, пока его не украли. Он широко продавался, даже через телемагазины, хотя мы с этого не имели ни копейки. "Омофор" все еще можно найти на рынках у пиратов. Но неоднократная перезапись сигнала на алюминиевых дисках повреждает акустический спектр, в том числе и речевой, который вмонтирован в музыкальную композицию. Да и вообще непонятно, что там записано и для кого предназначалось.

Сейчас "Омофор" мы не продаем, потому что не очень хорошие коммерсанты и, кроме того, не размениваемся по мелочам. Хотя по результатам пиратских продаж многие к нам обращались, и что интересно, не только никакого вреда он не причинил, но и было немало хвалебных отзывов — люди, звонили нам, благодарили. Я не против того, чтобы выпустить этот продукт в продажу, но сил на все не хватает.

PC WEEK: А существует ли вообще опасность компьютерной зависимости?

И. С.: Сейчас активно говорят о компьютерных наркоманах. Да, такие бывают, но крайне редко. Обычно напуганные общественным мнением родители приводят своих подростков на проверку. Мы, наоборот, поощряем компьютерные увлечения. Я сам увлекаюсь компьютерными технологиями, — вот недавно переустанавливал Windows 2000 и получил огромное удовольствие. Серьезной зависимости от компьютеров, сопоставимой с наркотической, не бывает. Это увлечения, которые постепенно проходят.

PC WEEK: Вы упоминали психоэкологию, расскажите, пожалуйста, об этом направлении.

И. С.: Психоэкология — это наука о состоянии и поведении человека как информационного существа в информационной среде его обитания. Можно дома постоянно выключать телевизор и радио, но даже пока едешь на работу, приходится общаться с очень большим числом людей. Объем получаемой нами информации сегодня явно превосходит разумные пределы. Что касается техногенных воздействий, скрытых закладок, то от них вообще не заблокироваться. Для организации акустического воздействия требуется спектр всего три килогерца. Такой сигнал можно встроить, например, в шум компьютера.

Но обучать решению задач психоэкологии в поточном режиме, к сожалению, весьма трудно и далеко не всегда возможно. Механически этому научить нельзя, в такие занятия душу надо вкладывать. Технологиям психозондирования исполнилось 22 года. Первые решения вообще были аппаратными, а не программными. И все это время я учусь каждый день, но порой чувствую себя слепым котенком. Поэтому пока многие наши инструменты мало кому доступны. Вот решать с их помощью конкретные задачи проще. Мы недавно успешно помогали выявить, кто из 23 сотрудников крупного банка украл деньги, оформив "левый" кредит.

Мы специализируемся на двух аспектах психоэкологии. Первое направление: помощь жертвам сект, которых в России только официально зарегистрировано более 14 тыс. Под влиянием родителей приходит девочка, психически больной человек, но считает себя здоровой и лечиться не хочет. Такие проблемы стандартными медицинскими методами решить невозможно. Второе направление — анализ информационных потоков на наличие скрытых закладок. Есть так называемые диспарантные закладки, которые обычным путем выделить нельзя (в отличие от технологии 25-го кадра, на компьютерах практически не работающей).

Но даже когда есть программа, этого недостаточно, надо долго учиться, ею пользоваться. Поэтому мы не очень охотно идем на контакты и не очень охотно раскрываем наши секреты, так как я всегда рассматривал психотехнологии как средство двойного назначения. Можно внушить человеку отказ от наркотиков с заменой на что-то социально приемлемое — спорт, любовь. А можно — на покупку колбасы или голосование за определенного кандидата.

PC Week: В заключение расскажите, пожалуйста, о ваших планах.

И. С.: Планов у нас много. Есть задачи, которые стандартным путем решить нельзя, требуются серьезные математические идеи. С этой целью мы наладили контакты с рядом российских вузов. Нас интересуют системы съема биологической информации и дистанционного управления, основанные на психофизиологических реакциях. Собираемся использовать различные перспективные разработки, например шлемы для пилотов боевых самолетов, которые создавались для управления аппаратурой на основе анализа ритмов мозга. Мы приглашаем к сотрудничеству хороших специалистов-математиков, хотя, к сожалению, какие-то особые финансовые условия предложить не можем.

Психотехнологии — это кульминация всего, чем до сих пор занималось человечество. Это гораздо серьезней, чем атомная бомба и космические полеты. Это — средство доступа к собственной бессмертной душе. Сейчас мы создали только "каменный топор", хотя и им уже можно делать хирургическую операцию. Мы получили инструментальные способы доступа к подсознанию и коррекции его определенных сфер. А все остальное — уже частные приложения. На компьютерах можно порносайты рассматривать, деньги считать, в игры играть, — но наивысшая кульминация применения компьютеров вообще — это психотехнологии!

От нейрона к нейрокомпьютеру.
А. И. Масалович

Идея создания нейрокомпьютеров, работа которых основана на использовании принципов функционирования мозга, возникла еще на заре компьютерной эры. В начале 40-х годов была разработана модель базового "процессорного элемента" мозга - нейрона, и были сформулированы основные принципы новой науки - нейроматематики. Однако уровень развития электроники в то время не позволял построить даже модель нервной системы муравья (примерно 20 тыс. нейронов), не говоря уже о мозге человека, этом сложнейшем продукте эволюции, содержащем более 100 млрд. нейронов.

Сегодня мы становимся свидетелями второго рождения нейроматематики. Прогресс микроэлектроники, с одной стороны, и кризис "нисходящего" подхода к построению систем искусственного интеллекта, с другой, обусловили новый взлет интереса к нейронным сетям и вычислительным системам на их основе. Современные нейрокомпьютеры способны распознавать речь и управлять самолетами, предсказывать изменения биржевых курсов и обнаруживать пусковые площадки ракет, а также решать множество других сложных задач. Из закрытых лабораторий университетов и военных фирм нейронные сети выходят в мир коммерческих систем, принося разработчикам миллионные прибыли.

Нейроматематика, нейронная сеть, нейрокомпьютер

Несмотря на впечатляющие успехи электронной индустрии остается довольно большое число задач, в решении которых самые быстродействующие компьютеры заметно уступают человеку и даже многим животным. Человек легко узнает лица и предметы, понимает речь, ориентируется в пространстве, анализирует динамические сцены.

Создание системы, способной не только эффективно решать перечисленные задачи, но и обладающей возможностями традиционных компьютеров, произвело бы настоящий переворот во многих прикладных областях. Особенно хорошо это понимают военные и промышленники, щедро субсидирующие перспективные разработки в данной области.

Работы по воспроизведению возможностей человеческого мозга традиционно ведутся по двум основным направлениям.

Сторонники так называемого "нисходящего" подхода, или символисты, концентрируют внимание на способах представления знаний и алгоритмах логического вывода. Это научное направление принято называть искусственным интеллектом (ИИ). Приверженцы "восходящего" подхода, или коннекционисты (от connection - соединение), изучают и стремятся воплотить в технических системах принципы организации естественных нейронных систем. К настоящему моменту в этой области знаний сложился некоторый набор моделей, называемых нейронными сетями. Наука, изучающая свойства таких сетей, называется нейроматематикой. Необходимо сразу подчеркнуть, что понятие "нейронная сеть" не подразумевает безусловного копирования биологических прототипов. Естественные нейронные системы рассматриваются как объект для подражания лишь в той мере, в которой это необходимо для эффективного решения тех или иных прикладных задач.

Наконец, нейрокомпьютер - это вычислительная система, реализующая какой-либо вариант нейронной сети. В последнее время появились также понятия нейроБИС, или нейрочип (реализация нейронной сети в виде интегральной микросхемы), и нейроплата (то же на печатной плате).

Теоретические основы нейроматематики были заложены в начале 40-х годов. В 1943 году У. Маккалох (U. Makkaloh) и его ученик У. Питтс (W. Pitts), которому в ту пору было 18 лет, сформулировали основные положения теории деятельности головного мозга. Ими были получены следующие результаты:

• разработана модель нейрона как простейшего процессорного элемента, выполняющего вычисление переходной функции от скалярного произведения вектора входных сигналов и вектора весовых коэффициентов;

• предложена конструкция сети таких элементов для выполнения логических и арифметических операций;

• сделано основополагающее предположение о том, что такая сеть способна обучаться, распознавать образы, обобщать полученную информацию.

Несмотря на то что за прошедшие годы нейроматематика ушла далеко вперед, многие утверждения Маккалоха остаются актуальными и поныне. В частности, при большом разнообразии моделей нейронов принцип их действия остается неизменным.

Подробнее о первых шагах нейроматематики можно прочесть в книге "Artificial Intelligence", (Amsterdam: Time-Life Books, 1986).

Модели нейрона

Нейронная сеть представляет собой совокупность большого числа сравнительно простых элементов - нейронов, топология соединений которых зависит от типа сети. Чтобы лучше понять структуру отдельного нейрона, обратимся к его прототипу - биологическому нейрону (рис.1, а). Биологический нейрон имеет тело, совокупность отростков - дендритов, по которым в нейрон поступают входные сигналы, и отросток - аксон, передающий выходной сигнал нейрона другим клеткам. Точка соединения дендрита и аксона называется синапсом.

В мозгу человека число "соседей" нейрона, соединенных с его дендритами, может достигать 10 тыс. Общее же число нейронов мозга превышает 100 млрд.

Упрощенно функционирование нейрона можно представить следующим образом (рис.1, 6):

1. Нейрон получает от дендритов набор (вектор) входных сигналов.

2. В теле нейрона оценивается суммарное значение входных сигналов. Однако входы нейрона неравнозначны (и это, пожалуй, самое важное наблюдение для понимания принципов действия нейронной сети). Каждый вход характеризуется некоторым весовым коэффициентом, определяющим важность поступающей по нему информации. Таким образом, нейрон не просто суммирует значения входных сигналов, а вычисляет скалярное произведение вектора входных сигналов и вектора весовых коэффициентов.

3. Нейрон формирует выходной сигнал, интенсивность которого зависит от значения вычисленного скалярного произведения. Если оно не превышает некоторого заданного порога, то выходной сигнал не формируется вовсе - нейрон "не срабатывает".

4. Выходной сигнал поступает на аксон и передается дендритам других нейронов.

Время срабатывания нейрона составляет примерно 1 мс, чуть меньше тратится на передачу сигнала между двумя нейронами. Таким образом, биологический нейрон - чрезвычайно медленно работающий процессорный элемент, уступающий по быстродействию современным компьютерам в миллионы раз. Тем более удивительно, что мозг в целом способен за доли секунды решать задачи, которые "не по зубам" даже суперкомпьютерам. Например, он может узнать лицо человека, показанное в непривычном ракурсе, и т.п.

Модель нейрона - процессорного элемента нейронной сети, представлена на рис.2, а. В соответствии с вышеизложенным нейрон имеет набор входов, на которые поступают входные сигналы (Si,...,Sn). Входы характеризуются вектором весовых коэффициентов (W1,...,Wn). На рис.2,6 показаны некоторые возможные виды переходной функции f, вычисляемой от суммы взвешенных входных сигналов: пороговая, сигмовидная, псевдолинейная.

В зависимости от вида переходной функции нейроны делятся на два класса: детерминистские и вероятностные.

Различают два типа детерминистских нейронов:

Нейрон, в теле которого вычисляется скалярное произведение, (полностью соответствует рис.2, а). Это наиболее широко используемый тип нейрона. Он применяется в нейронных сетях для решения задач классификации и прогнозирования, а также для создания моделей ассоциативной памяти.

2. Нейрон "с ближайшим соседом", вычисляющий расстояние между входным вектором и вектором весовых коэффициентов и передающий полученное значение на выход. Такие нейроны применяют в нейронных сетях для решения задач квантования векторов, кластеризации, составления кодовых книг и т.д.

Вероятностный (стохастический) нейрон формирует выходное значение по следующему правилу:

у=1 с вероятностью Р(х)=1/(1+ехр(-ЬА)), у=0 с вероятностью 1 - Р(х).

Здесь х - вектор входных сигналов, А - скалярное произведение вектора входных сигналов и вектора весовых коэффициентов, у - выходной сигнал.

Вероятностные нейроны используют в моделях ассоциативной памяти и в нейронных сетях для решения задач классификации.

Подробнее о биологических нейронах можно прочесть в книге Дейхофф (J. Dayhoff) "Neural Network Architectures" (New York: Van Nostrand reinhold, 1990), а о моделях нейронов в нейронных сетях - в трудах конференции "Neural Computing" (London: IBC Technical Services, 1991).

Нейронные сети и алгоритмы их обучения.

Нейронная сеть (НС) - это совокупность нейронов, соединенных определенным образом. Она характеризуется типом используемых нейронов, их числом, топологией межсоединений (в том числе так называемой "слойностью" - числом уровней в иерархической структуре), а также принятым набором алгоритмов настройки (обучения).

Одной из наиболее простых НС является перцептрон, принципы построения которого предложены Ф. Розенблаттом (F. Rosenblatt) в 1958 году. Первоначально перцептрон представлял собой однослойную структуру с жесткой пороговой функцией процессорного элемента и бинарными или многозначными входами. Первые перцептроны были способны распознавать некоторые буквы латинского алфавита. Впоследствии модель перцептрона была значительно усовершенствована. На рис.3 представлен пример трехслойного перцептрона.

Помимо перцептрона существует несколько десятков разновидностей НС, наиболее известными из которых являются следующие:

• сеть Хопфилда - Коонена (Hopfield/Kohonen network) - модель ассоциативной памяти, представляющая собой однослойную сеть процессорных элементов с бинарными входами и жесткой пороговой функцией. Каждый процессорный элемент соединен со всеми соседями. Настройка весовых коэффициентов межсоединений производится по правилам Хеббиана (Hebbian rules);

• машина Больцмана (Boltzmann machine) -многослойная или случайным образом связанная НС. Настройка весовых коэффициентов производится на основе распределения Больцмана с использованием так называемого "температурного" параметра для определения кривизны вероятностной функции;

• НС с обратным прохождением (back propagation network), принцип действия которой базируется на вычислении отклонений значений сигналов на выходных процессорных элементах от эталонных и обратном "прогоне" этих отклонений до породивших их элементов с целью коррекции ошибки;

• неокогнитрон (neocognitron) - одна из наиболее сложных моделей НС. Это многослойная иерархическая сеть с двухсторонним прохождением сигналов, содержащая процессорные элементы двух видов: S-ячейки, выполняющие основную функцию сети, и С - ячейки, позволяющие корректировать позиционные ошибки во входных последовательностях. Неокогнитрон способен распознавать даже сильно зашумленные выборки.

Функционирование большинства НС (в частности, перцептрона) происходит в две стадии. На стадии настройки, или обучения, на вход НС подаются эталонные обучающие выборки и производятся вычисления в процессорных элементах промежуточных и выходного слоев сети. Затем проводят коррекцию и минимизацию ошибок путем перенастройки весовых коэффициентов (часто для этого данные "проводят" по сети в обратном направлении). На рис.4 в упрощенном виде приведен алгоритм обучения перцептрона. В житейских терминах, обучение НС сводится к следующему: "права" процессорных элементов, "нелояльных" к навязываемым сети решениям, впоследствии ограничиваются (знакомая картина, не так ли?). На стадии функционирования сети в рабочем режиме, соответствующем решению прикладных задач, дальнейшей настройки, как правило, не происходит. Однако возможны повторные сеансы обучения для улучшения характеристик сети либо для их адаптации к новым классам объектов.

Перечисленные выше типы НС нашли свое отражение в многочисленных реализациях нейроплат, нейроБИС и нейрокомпьютеров. Архитектура нейронных сетей подробно обсуждается в статье Р. Хёхт - Нилсена (R. Hecht - Nielsen) "Neuro - computing: picking the human brain" (IEEE SPECTRUM. -1988. - Vol.25, N 3. - P. 36-41).

Нейроплаты и нейроБИС

На современном рынке изделия, основанные на использовании механизма действия НС, первоначально появились в виде нейроплат. В качестве типичного примера нейроплаты можно назвать плату MB 86232 японской фирмы Fujitsu. На плате размещены процессор цифровой обработки сигналов и оперативная память емкостью 4 Мбайт, что позволяет использовать такую плату для реализации НС, содержащих до 1000 нейронов. Есть и более совершенные платы.

Основными коммерческими аппаратными изделиями на основе НС являются и, вероятно, в ближайшее время будут оставаться нейроБИС. Сейчас выпускается более двадцати типов нейроБИС, параметры которых порой различаются на несколько порядков. Среди них - модель ETANN фирмы Intel. Эта БИС, выполненная по микронной технологии, является реализацией НС с 64 нейронами и 10240 синапсами. Ее цена - 2000 дол.

К числу самых дешевых нейроБИС (41 дол.) относится модель MD 1220 фирмы Micro Devices. Эта БИС реализует НС с 8 нейронами и 120 синапсами.

Среди разрабатываемых в настоящее время нейроБИС выделяются модели фирмы Adaptive Solutions (США) и Hitachi (Япония). НейроБИС фирмы Adaptive Solutions, вероятно, станет одной из самых быстродействующих: объявленная скорость обработки составляет 1,2 млрд. соединений/с (НС содержит 64 нейрона и 262 144 синапса). НейроБИС фирмы Hitachi позволяет реализовать НС, содержащую до 576 нейронов. Эти нейроБИС, несомненно, станут основой новых нейрокомпьютеров и специализированных многопроцессорных изделий.

Нейрокомпьютеры

Большинство сегодняшних нейрокомпьютеров представляют собой просто персональный компьютер или рабочую станцию, в состав которых входит дополнительная нейроплата. К их числу относятся, например, компьютеры серии FMR фирмы Fujitsu. Такие системы имеют бесспорное право на существование, поскольку их возможностей вполне достаточно для разработки новых алгоритмов и решения большого числа прикладных задач методами нейроматематики. Однако наибольший интерес представляют специализированные нейрокомпьютеры, непосредственно реализующие принципы НС. Типичными представителями таких систем являются компьютеры семейства Mark фирмы TRW (напомню, что первая реализация перцептрона, разработанная Розенблаттом, называлась Mark I).

Модель Mark III фирмы TRW представляет собой рабочую станцию, содержащую до 15 процессоров семейства Motorola 68000 с математическими сопроцессорами. Все процессоры объединены шиной VME. Архитектура системы, поддерживающая до 65 000 виртуальных процессорных элементов с более чем 1 млн. настраиваемых соединений, позволяет обрабатывать до 450 тыс. межсоединений/с. Mark IV - это однопроцессорный суперкомпьютер с конвейерной архитектурой. Он поддерживает до 236 тыс. виртуальных процессорных элементов, что позволяет обрабатывать до 5 млн. межсоединений/с. Компьютеры семейства Mark имеют общую программную оболочку ANSE (Artificial Neural System Environment), обеспечивающую программную совместимость моделей. Помимо указанных моделей фирма TRW предлагает также пакет Mark II - программный эмулятор НС.

Другой интересной моделью является нейрокомпьютер NETSIM, созданный фирмой Texas Instruments на базе разработок Кембриджского университета. Его топология представляет собой трехмерную решетку стандартных вычислительных узлов на базе процессоров 80188. Компьютер NETSIM используется для моделирования таких моделей НС, как сеть Хопфилда - Коонена и НС с обратным прохождением. Его производительность достигает 450 млн. межсоединений/с.

Фирма Computer Recognition Systems (CRS) продает серию нейрокомпьютеров WIZARD/CRS 1000, предназначенных для

обработки видеоизображений. Размер входной матрицы изображения 512х512 пикселей. Модель CRS 1000 уже нашла применение в промышленных системах автоматического контроля.

Сегодня на рынке представлено немало моделей нейрокомпьютеров. На самом деле их, видимо, гораздо больше, но наиболее мощные и перспективные модели по-прежнему создаются по заказам военных. К сожалению, не имея достаточной информации о моделях специального назначения, трудно составить представление об истинных возможностях современных нейрокомпьютеров.

Исчерпывающий обзор по нейрокомпьютерам дан в статье Ф. Треливена (Р. Trelieven), "Neurocomputers" (London: University College, 1989).

Потенциальные применения нейрокомпьютеров

Вероятно, у многих читателей уже возник вопрос: "Могут ли нейрокомпьютеры и нейроматематика помочь в решении их задач?" Чтобы облегчить ответ на этот вопрос, перечислю основные признаки прикладных задач, для решения которых целесообразно использовать НС:

• отсутствует алгоритм или не известны принципы решения задачи, но накоплено достаточное число примеров;

• проблема характеризуется большими объемами входной информации;

• данные неполны или избыточны, зашумлены, частично противоречивы.

• разведка залежей минералов по данным аэрофотосъемок;

• анализ составов смесей;

• управление процессами.

Военная промышленность и аэронавтика:

• обработка звуковых сигналов (разделение, идентификация, локализация, устранение шума, интерпретация);

• обработка радарных сигналов (распознавание целей, идентификация и локализация источников);

• обработка инфракрасных сигналов (локализация);

• обобщение информации;

• автоматическое пилотирование.

Промышленное производство:

• управление манипуляторами;

• управление качеством;

• управление процессами;

• обнаружение неисправностей;

• адаптивная робототехника;

• управление голосом.

Служба безопасности:

• распознавание лиц, голосов, отпечатков пальцев. Биомедицинская промышленность:

• анализ рентгенограмм;

• обнаружение отклонений в ЭКГ. Телевидение и связь:

• адаптивное управление сетью связи;

• сжатие и восстановление изображений.

Таким образом, НС хорошо подходят для распознавания образов и решения задач классификации, оптимизации и прогнозирования. На рис.5, а показано распределение прикладных систем на базе НС по областям применения, на рис.5, б - распределение источников финансирования их разработок (по данным Т. Шварца (Т. Schwartz)).

Ниже приведен перечень возможных промышленных применений НС, на базе которых либо уже созданы коммерческие изделия, либо реализованы демонстрационные прототипы. Перечень составлен по материалам фирмы MIMETICS и докладу Ф. Фогельман Сулье (F. Fogelman Soulie) "Neural Networks, State of The Art"//"Neural Computing", (London:

IBC Technical Services, 1991).

Банки и страховые компании:

• автоматическое считывание чеков и финансовых документов;

• проверка достоверности подписей;

• оценка риска для займов;

• прогнозирование изменений курсов валют. Административное обслуживание:

• автоматическое считывание документов;

• автоматическое распознавание штриховых кодов. Нефтяная и химическая промышленность:

• анализ геологической информации;

• идентификация неисправностей оборудования;

Представленный перечень далеко не полон. Ежемесячно западные средства массовой информации сообщают о новых коммерческих продуктах на базе НС. Так, фирма LIAC выпускает аппаратуру для контроля качества воды. Нейросистемы фирмы SAIC находят пластиковые бомбы в багаже авиапассажиров. Специалисты инвестиционного банка Citi - comp (Лондон) с помощью программного нейропакета делают краткосрочные прогнозы колебаний курсов валют. На рис. б приведены результаты такого прогнозирования на 1990 год. Результаты применения нейронных сетей впечатляют, не правда ли?

Перспективы нейроматематики в нашей стране

А каковы достижения в области нейроматематики в нашей стране? На первый взгляд, положение удручающее. Попытки создать оригинальную нейроплату, предпринятые специалистами Москвы и Казани, окончились не совсем удачно: по сравнению с зарубежными аналогами первый образец платы выглядит примерно так же, как ЕС-1840 рядом с компьютером IBM AT/386. Вопрос о создании конкурентоспособной отечественной нейроБИС, а тем более нейрокомпьютера всерьез не обсуждается. Немногочисленные пока специалисты в области нейроматематики для моделирования нейронных сетей используют транспьютерные системы, а то и просто персональные компьютеры. Коммерческих программных систем (за исключением нескольких демонстрационных пакетов) практически нет.

Тем не менее, нейроматематика - одна из немногих областей, в которых советские ученые могут сказать сегодня новое слово. Во-первых, это область знаний, где отставание в технологии не так критично для исследователя. Если для моделирования торнадо, например, ученому не обойтись без суперкомпьютера, то модель нейронной сети можно исследовать и на сравнительно дешевой транспьютерной системе. При этом можно довольно точно оценить параметры и возможности будущей сети. Во-вторых, основные проблемы создания прикладных систем на базе нейронных сетей концентрируются сегодня вокруг научных задач, а не в сфере реализации. Проще говоря, если кто-либо из советских ученых сможет успешно применить нейроматематику для решения, например, задачи идентификации подписи, то он легко найдет западную фирму, готовую воплотить его идеи в промышленное изделие.

В-третьих, из-за того, что "первая волна" исследований в данной области дошла до СССР с опозданием на 8-10 лет (т.е. в 70-х годах), многие участники этих разработок еще ведут активную научную деятельность и, в принципе, могут принять участие в становлении нейроматематики. Наконец, несмотря на то что исследования в области нейронных сетей находятся у нас в начальной стадии, уже есть некоторые разработки, которые могут представлять интерес для мировой науки.

Об одной из таких разработок стоит рассказать подробнее. Речь идет о попытке модифицировать модель нейрона, основанной на использовании новых достижений отечественной нейрофизиологии, в первую очередь результатов проф. В. Б. Вяльцева. В мировой науке неоднократно предпринимались попытки использовать результаты биомедицинских исследований для усовершенствования нейронных сетей. Первоначально нейробиологи и нейроматематики работали сообща, и предложенные в 40 - х годах модели нейрона и нейронной сети устраивали и тех, и других. Однако довольно скоро пути двух наук разошлись. Например, нейрофизиологи считают, что в деятельности мозга участвует примерно 14 тыс. различных химических реакций. Построить модель мозга, адекватно учитывающую такое число реакций, нереально не только сегодня, но и в обозримом будущем.

Тем не менее сегодня нейробиологи готовы предложить новую, модифицированную модель нейрона и нейронной сети, которая более адекватна их представлениям и сравнительно легко поддается реализации. Можно назвать следующие принципиальные отличия новой модели:

1. Базовый элемент системы - нейрон - сложнее и универсальнее, чем в сегодняшних моделях, организация сети -проще.

2. Нейрон имеет как возбуждающие, так и тормозящие входы, причем последние преобладают. Обучение сети таких нейронов сводится преимущественно к настройке тормозящих входов.

3. В сети присутствуют нейроны двух четко различающихся типов: один с большим числом входов и высоким порогом срабатывания (назовем его "ответственный") и другой, "безответственный" - с низким порогом срабатывания и малым числом входов.

4. Существенной частью системы является усложненная модель синапса. Настройка (обучение) синапсов позволяют моделировать механизм так называемой кратковременной памяти.

5. Действие каждого стимула вызывает в нейросистемах реакции двух видов: срабатывание на передний фронт сигнала и реакцию на его задний фронт (получившую название "офф - реакции"). Последняя оптимизирует поведение сети при поступлении повторяющихся сигналов.

6. Сеть работает в колебательном режиме. При отсутствии возбуждающих импульсов на вход подается ритмический фоновый сигнал.

7. Сеть реализует как прямое распараллеливание подзадач, так и иерархическую декомпозицию задачи.

Как утверждается, построенная на этих принципах модель будет значительно ближе к реальным нейронным системам, образовавшимся в процессе тысячелетней эволюции. Реализация такой модели "в кремнии" может привести к рождению нового поколения нейрокомпьютеров, способных решать гораздо более интеллектуальные задачи по сравнению с существующими. Так что не исключено, что в основе завтрашних нейрокомпьютеров будут лежать новые концепции нейронных сетей, разработанные нашими учеными.

История нейронных сетей

основные вехи и некоторые

1943 г. У. Маккалох и У. Питтс предлагают модель нейрона и формулируют основные положения теории деятельности головного мозга.

1958 г. Ф. Розенблатт разрабатывает принципы построения перцептрона, первого технического воплощения нейронных сетей.

1960 г. Ф. Розенблатт создает первый перцептрон - систему Mark I. способную распознавать некоторые буквы.

1960-1968 гг. Период активных разработок в области теории нейронных сетей и их технических воплощений.

1969 г. М. Минский (М. MInsky) и С. Пейперт (S. Papert) издают книгу "Perceptrons", где доказывают принципиальную ограниченность возможностей перцептронов. Падение интереса к перцептронам и нейронным сетям. Переключение внимания исследователей на "нисходящий" подход к построению систем искусственного интеллекта.

1970-1976 гг. Активные разработки в области перцептронов в СССР (основные заказчики - военные ведомства).

1982 г. Дж. Хопфилд предлагает усовершенствованную модель нейронной сети и указывает новые пути моделирования функций мозга в электронных схемах и программном обеспечении. Возобновление интенсивных разработок в области нейронных сетей.

1987 г. Первые представители нового поколения нейронных сетей выходят на рынок. Годовой объем их продаж - 7 млн. дол. Правительства и военные ведомства США, Японии и Западной Европы начинают крупномасштабное финансирование разработок в этой области.

1988 г. Японские фирмы Nihon Denki и Fujitsu выпускают на рынок первые модели персональных нейрокомпьютеров Neuro-07 и FMR 50.

1989 г. Нейронные сети становятся одним из самых быстро растущих секторов рынка (за два года объем продаж вырос в пять раз). Разработки и исследования в области нейронных сетей ведутся практически всеми крупными электронными фирмами.

1990 г. Гиганты электронной индустрии выпускают на рынок целый ряд готовых изделий: AT&T анонсирует нейроплату, IBM - нейросканер, Philips - нейроБИС, и т.д. В США Управление перспективного планирования НИР военного применения (Defense Advanced Research Projects Agency - DARPA) финансирует 47 проектов 60 компаний на общую сумму 15 млн. дол. Появляются первые признаки активности советских исследовательских организаций в области нейронных сетей.

1991 г. Годовой объем продаж на рынке нейронных систем приближается к 140 млн. дол. Создан целый спектр программных и аппаратных коммерческих систем на базе нейронных сетей как специального, так и общего назначения. Работы по данной тематике разворачиваются в Минске, Москве, Новосибирске, Санкт - Петербурге. В Москве и Таганроге создаются Центры нейрокомпьютеров.

ЖУРНАЛ Д-р A. ДOББA 1/1991

Т9000 Транспьютерная революция продолжается!

М. А. Маркин, В. А. Лопатин

Оригинальная архитектура транспьютера позволяет эффективно использовать его для реализации одной из моделей параллельных вычислений - модели взаимодействующих последовательных процессов (ВПП). В этой модели параллельная программа рассматривается как совокупность обычных последовательных программ, выполняемых параллельно на нескольких процессорах, обменивающихся сообщениями по синхронным информационным каналам [Pountain D. Virtual Channels: The Next Generation of Transputers//BYTE. -1990. - N 4. - P. E&W3 - E&W12].

К сожалению, аппаратные и программные средства современных транспьютеров позволяют реализовать модель ВПП только частично. Число процессов и информационных каналов, которые может поддерживать программа, выполняемая на одном транспьютере и имитирующая параллелизм благодаря использованию режима разделения времени, зависит от емкости имеющейся памяти, т.е. в большинстве случаев это число практически не ограничено.

Решив распределить процессы между несколькими транспьютерами для достижения реального параллелизма. Вы обнаружите ряд ограничений, связанных с тем, что каждый транспьютер имеет только четыре физических канала (линка). Это обстоятельство существенно ограничивает возможности написания параллельных программ и приводит также к потере некоторых преимуществ модели ВПП.

Разработчики современных параллельных суперкомпьютеров учли эти недостатки архитектуры транспьютеров, выбрав в качестве основной топологии современных мультипроцессорных систем топологию N - мерного гиперкуба, потому что в этом случае удается минимизировать время обмена сообщениями между процессорами. Но даже для четырехмерного гиперкуба требуется шесть каналов связи на один процессор. Для гиперкубов большей размерности требуется еще большее число каналов на один процессор.

До настоящего времени реализация топологии N - мерного гиперкуба в транспьютерных системах требовала использования в каждой вершине нескольких транспьютеров только для того, чтобы получить необходимое при такой топологии число каналов, связывающих эти вершины.

Главный козырь фирмы INMOS

Аппаратные средства транспьютера нового поколения - Т9000, о планах выпуска которого в IV квартале 1991 г. фирма INMOS (Великобритания) официально объявила на международной конференции "Transputing 91", проходившей в апреле в Саннивейле (США), будут усовершенствованы для достижения более высокой скорости вычислений и поддержки более сложных операционных систем, чем это обеспечивают существующие транспьютеры. Следует особо подчеркнуть, что транспьютер Т9000 имеет средства, позволяющие решить проблему недостаточности числа каналов связи в существующих транспьютерах. С этой целью фирма INMOS могла бы, конечно, добавить еще несколько линков в новом транспьютере, но их общее число все же должно оставаться достаточно небольшим из-за ограничений в технологии изготовления СБИС.

Вместо этого фирма приняла радикальное решение: добавить в транспьютере Т9000 аппаратные средства мультиплексирования, чтобы его линки могли одновременно использоваться сразу несколькими процессами. Фирмой INMOS разработана также СБИС маршрутизации С104, которая должна обеспечивать эффективное информационное взаимодействие между удаленными транспьютерами благодаря использованию протоколов, аналогичных применяемым в системах связи с коммутацией пакетов.

Каналы межтранспьютерной связи при использовании транспьютера Т9000 становятся виртуальными; это позволяет реализовать столько программных каналов, сколько требуется Вашей программе. Виртуальные каналы могут устанавливаться даже между теми транспьютерами, которые не имеют прямых связей через физические каналы; при этом требуемая эффективность передачи сообщений в указанный адрес обеспечивается с помощью СБИС маршрутизации. Для существующих транспьютеров возможности организации взаимодействия процессов через линки ограничены наличием лишь четырех линков. Так как для каждого программного канала в транспьютере назначается физический канал, то при необходимости доставки сообщения в удаленный транспьютер приходится делать несколько таких назначений. При этом программа становится зависимой от топологии транспьютерной системы.

При использовании транспьютера Т9000 для обмена сообщениями между двумя любыми процессами можно использовать программный виртуальный канал, а выбор конкретного физического маршрута прохождения сообщений обеспечивают аппаратные средства транспьютера и СБИС маршрутизации. При этом разрабатываемая программа становится независимой от топологии сети транспьютеров и может переноситься на другие многотранспьютерные системы практически без изменений. Транспьютер Т9000 имеет четыре физических канала, но он также содержит коммуникационный контроллер, обеспечивающий установление множества виртуальных каналов благодаря разбиению сообщений на пакеты и передаче пакетов от нескольких сообщений по одному физическому каналу.

Линки транспьютера Т9000 по быстродействию (100 Мбит/с в дуплексном режиме) в пять раз превосходят линки современных транспьютеров. Кроме того, система с коммутацией пакетов обеспечивает более эффективное использование физических каналов, так что скорость передачи сообщений увеличивается несмотря на использование режима разделения физического канала.

Реализация обмена сообщениями

В транспьютере Т9000 сообщение произвольной длины разбивается на последовательность пакетов длиной 32 байта каждый совершенно иначе, чем во всех других транспьютерах, которые передают сообщения по каналу байт за байтом. Для смешивания пакетов, принадлежащих разным сообщениям (т.е. разным виртуальным каналам), необходимо, чтобы каждый пакет содержал заголовок, предназначенный для идентификации виртуального канала, по которому этот пакет передается. Последний символ в каждом пакете специальный -Конец Пакета (End - Of - Packet), за исключением последнего пакета передаваемого сообщения, где это символ Конец Сообщения (End - Of - Message). Пакет имеет следующий формат:

<3аголовок> <0...32 байта данных> <ЕОР/ЕОМ>

Для обеспечения синхронизации связи процесс, принимающий сообщения (приемник), должен подтверждать получение каждого пакета; посылаемый приемником пакет подтверждения - это обычный пакет, не содержащий данных. Каждый виртуальный канал является дуплексным, т.е. содержит два подканала, по одному из которых передаются пакеты данных, а по другому принимаются пакеты подтверждений. Передающий процесс не может продолжить свою работу до тех пор, пока не получит подтверждения приема последнего переданного пакета данных. Это подтверждение посылается сразу после получения первого байта пакета, что позволяет обеспечить непрерывную передачу сообщений, если приемник готов к приему.

Запросы на передачу ставятся в очередь на каждом физическом канале, так что центральный процессор не должен находиться в состоянии ожидания во время передачи пакета. В случае, если принимающий процесс не готов к приему пакета, транспьютер Т9000 обеспечивает буферизацию одного пакета для каждого из виртуальных каналов. По той же причине современные транспьютеры осуществляют буферизацию одного байта принимаемого сообщения во внутреннем регистре. В транспьютере Т9000 буферизация осуществляется в памяти, а не в регистре, так что при наличии достаточного объема памяти в одном транспьютере можно реализовать любое число виртуальных каналов.

СБИС маршрутизации С104

Для эффективного использования виртуальных каналов необходимо использовать СБИС маршрутизации С104. Эта СБИС представляет собой электронный коммутатор с коммутацией пакетов, реализованный на одном кристалле. По своим функциям СБИС С104 близка к учрежденческим АТС: она содержит 32 физических транспьютерных канала и может осуществлять маршрутизацию сообщения от любого из 32 транспьютеров Т9000 к любому другому. Следует подчеркнуть, что не обязательно подключать все 32 транспьютера к СБИС С104; можно, например, вместо этого подключить восемь транспьютеров, используя все их линки. Такое подключение не влияет на число виртуальных каналов, которые могут быть скоммутированы, так как каждый физический канал может поддерживать установление любого числа виртуальных каналов. Однако при таком соединении пропускная способность увеличивается в четыре раза.

В ряде случаев можно присоединить некоторые из каналов СБИС С104 к другим аналогичным СБИС, для того чтобы образовать более крупную и более сложную коммутируемую многотранспьютерную систему. СБИС С104 содержит полнодоступный коммутатор 32х32, обеспечивающий соединение между любыми двумя каналами, а также сравнительно простую логическую схему для определения пункта назначения каждого принятого сообщения. Разработанная специалистами фирмы INMOS схема маршрутизации позволяет обходиться без использования в СБИС С104 процессора или значительного объема оперативной памяти. Для большинства программистов механизм маршрутизации будет полностью прозрачным, при этом многотранспьютерная система будет представляться программисту таким образом, что можно будет посылать сообщения от любого транспьютера любому другому даже при отсутствии между ними прямых соединений.

Развитие языка Оккам 2

Применение пакетной коммутации позволяет снять ряд ограничений в языке Оккам 2, используемом для программирования транспьютеров. Текущая версия языка Оккам 2 представляет собой статический язык программирования, в котором все используемые программой ресурсы должны быть определены на стадии компиляции; поэтому Оккам - программы во время выполнения не могут порождать новых параллельных процессов на удаленных транспьютерах. Более того, топология программ, распределенных по нескольким транспьютерам, существенно ограничена тем, что каждому процессу доступно только четыре канала. При написании программы программист должен в явном виде устанавливать соответствие каждого программного канала физическому каналу транспьютера и не может менять эти связи без повторной компиляции.

Появление транспьютера Т9000 и СБИС маршрутизации С104 позволит реализовать полную версию языка Оккам - Полный Оккам (называемую также Оккам 3). Эта версия будет выглядеть точно так же, как и текущая версия языка, но Вам. например, больше не нужно будет использовать оператор PLACE для установления соответствия между программными и физическими каналами. Можно будет объявлять в программе любое необходимое число каналов, а обеспечение соответствующих соединений возьмет на себя система маршрутизации сообщений, реализованная с помощью СБИС С104. Отпадет необходимость в предварительном размещении процессов по транспьютерам, так как компилятор будет их размещать самостоятельно. Такие программы могут быть перенесены на любую многотранспьютерную систему с достаточным числом транспьютеров.

Следующим этапом может быть разработка Динамического Полного Оккама. В этой версии языка Оккам ограничения. связанные с размещением процессов на стадии компиляции, будут полностью устранены, появится возможность реализации рекурсивных процедур, динамического назначения процессоров и т.п. Архитектура транспьютера Т9000 содержит ряд усовершенствований, делающих разработку такого языка возможной.

Хотя механизм взаимодействия с помощью виртуальных каналов, конечно же, является наиболее интересным свойством нового транспьютера, в транспьютере Т9000 имеется ряд других усовершенствований, облегчающих жизнь разработчикам операционных систем, а также улучшающих поддержку таких языков программирования, как Си и Ада. Например, важным усовершенствованием является добавление новых команд, обеспечивающих возможность взаимодействия многих программных каналов с одним физическим каналом. Этим усовершенствованием целесообразно пользоваться в том случае, когда нескольким процессам необходимо предоставить возможность разделения общего программного кода, причем более эффективно, чем это возможно при использовании конструкции ALT в языке Оккам 2.

Особенности архитектуры нового транспьютера

Поданным фирмы INMOS, пиковая производительность транспьютера Т9000 при внутренней тактовой частоте 50 МГц будет достигать 200 млн. операций/с при выполнении обычных операций и 25 млн. операций/с при выполнении операций над числами с плавающей точкой (25 MFLOPS). Увеличения производительности на порядок по сравнению с производительностью существующих транспьютеров удалось достичь не только благодаря совершенствованию технологии изготовления транспьютера, но и благодаря использованию специальных системных решений, обеспечивающих одновременное выполнение нескольких команд за один цикл работы процессора. Для выполнения команд используется пятиступенчатый конвейер:

первая ступень может выбирать одновременно две локальные переменные,

вторая - заново вычислять производные адреса переменных, что необходимо для работы с индексированными массивами или нелокальными переменными,

третья ступень позволяет выбирать одновременно две нелокальные переменные или два элемента массива,

четвертой ступенью является арифметико - логическое устройство (АЛУ) или устройство обработки чисел с плавающей точкой (FPU - floating-point unit), последняя ступень конвейера отвечает за запись результата операции в память или выполнение команд условного перехода. Блок-схема такого конвейера приведена на рисунке.

Основы быстродействия

В транспьютере имеется специальное устройство, группирующее поток входных команд, чтобы обеспечить наибольшую загрузку конвейера. В одну группу объединяются команды, обрабатываемые различными блоками конвейера, что позволяет в установившемся режиме обеспечивать выполнение процессором за один такт всей группы команд (загружать в каждом цикле процессора новую группу команд). При создании управляющего (группирующего) устройства и выборе блоков конвейера фирма INMOS проанализировала структуры кода, вырабатываемого компиляторами языков высокого уровня, что позволило построить процессор таким образом, чтобы он эффективно выполнял наиболее типичные сочетания команд.

В описании транспьютера Т9000 [The Т9000 Transputer. Products overview. Manual. - INMOS. - 1991] приводится следующий пример, поясняющий процедуру группировки команд и работу конвейера.

Пусть необходимо вычислить выражение a[i+1] = b[j+15]+c[k+7].

1-я группа IdI j [1]

IdI b [2]

wsub [2]

IdnI 15 [2] [3]

2-я группа IdI k [1]

IdI с [1]

wsub [2]

IdnI 7 [2] [3]

add [4]

3-я группа IdI i [1]

IdI a [ 1]

wsub [2]

stnI 1 [2] [5]

Справа в квадратных скобках приведены номера блоков конвейера, которые используются при выполнении каждой из команд. С учетом того, что блоки 1, 2 и 3 могут одновременно обрабатывать две команды, произведена группировка команд. Получилось три группы команд. Таким образом, использование конвейера позволяет транспьютеру Т9000 вычислить данное выражение за 3 такта. Для сравнения: вычисление аналогичного выражения на транспьютере Т805 занимает 25 тактов.

Кроме того, применение в транспьютере Т9000 дополнительных аппаратно реализованных устройств позволило сократить число тактов процессора, необходимых для выполнения арифметических и логических операций. В таблице приведены времена выполнения (в тактах процессора) некоторых логических и арифметических операций транспьютерами Т805 и Т9000:

Транспьютер

Тип операции

Т805 Т9000

multiply 38 2-5

fractional multiply 35-40 3-6

divide 39 5-12

remainder 37 6-13

long add, long substract 2 1

long sum, long diff 3 1

long multiply 33 3-6

long divide 35 15

reverse bit In word 36 1

Особенности управления

Если для инициализации существующих транспьютеров и управления ими предусматривалось использование трех сигналов (Reset, Analyse, Error), то в новом транспьютере для этого предусмотрены два специальных канала, аналогичных линкам. Они обеспечивают двунаправленный обмен информацией и позволяют связать все транспьютеры отдельной сетью управления. Все элементы (узлы) сети могут быть соединены последовательно, а для сетей с большим числом транспьютеров или более сложной конфигурацией управляющие линки могут коммутироваться с помощью СБИС С104. Наличие таких линков, для которых определен специальный протокол управляющих команд, существенно расширяет возможности управления транспьютерами Т9000. Управляющий процесс может посылать команды по линкам в виде специальных управляющих пакетов и принимать ответы от удаленных транспьютеров, расположенных в управляемой сети.

Принимаемое сообщение может содержать информацию, переданную в ответ на содержавшийся в команде запрос, или просто подтверждать прием и выполнение команды.

Имеющийся набор команд позволяет управлять режимами загрузки транспьютера и запуска прикладной программы, вызывать останов прикладной программы, выполнять инициализацию транспьютера, считывать или модифицировать содержимое отдельных ячеек памяти и конфигурационных регистров транспьютера. Последние управляют режимами работы коммуникационного процессора виртуальных каналов, кэш памятью, программируемым интерфейсом памяти и линками транспьютера.

Память

В новом транспьютере предусмотрена внутренняя быстродействующая память емкостью 16 Кбайт (в транспьютерах предыдущего поколения - 4 Кбайт). При инициализации транспьютера можно задать один из трех режимов ее использования: вся память отводится под кэш память для быстрого доступа к наиболее часто используемым данным и фрагментам программы; вся память используется как быстродействующее внутреннее ОЗУ, расположенное в адресном пространстве транспьютера; половина памяти используется как кэш-память, а вторая половина как внутреннее ОЗУ Кроме указанного блока кэш-памяти в транспьютере для быстрого доступа к локальным переменным предусмотрена кэш-память для верхних 32 слов рабочей области транспьютера (workspace). Этот блок памяти аналогичен блоку регистров общего назначения в других микропроцессорах.

В транспьютере Т9000 реализован механизм управления доступной программе пользователя памятью, позволяющий контролировать ее поведение при возникновении ошибочных ситуаций. Для этого процесс пользователя запускается с помощью специального управляющего процесса.

При возникновении в процессе пользователя ошибочных ситуаций, таких, как обращение к памяти по несуществующему адресу или выполнение привилегированной команды, происходит прерывание выполнения процесса пользователя и управление передается управляющему процессу для корректной обработки данной ситуации.

С точки зрения процесса пользователя, вся область физического адресного пространства делится на четыре логические области. Для каждой из этих областей может быть задан размер страницы памяти от 256 до 2 байт и могут быть определены программные сегменты и установлены права процесса пользователя по записи. Эти области могут быть использованы для хранения программ, данных, стека и организации пула свободной памяти при реализации Unix-подобных операционных систем.

Среди других особенностей нового транспьютера отметим наличие специального блока управления внешней памятью. В отличие от существующих транспьютеров, у которых разрядность внешней магистрали данных совпадает с внутренней разрядностью, в новом транспьютере интерфейс управления памятью позволяет настраиваться на внешнюю память с различной длиной слова: от 8 до 64 разрядов. Все адресное пространство внешней памяти может быть разбито на четыре области, и в каждой из них интерфейс может быть настроен на используемую память независимо от соседних областей. Интерфейс позволяет работать с 8 -, 16 -, 32 - и 64 - разрядной статической памятью и 32 - и 64 - разрядной динамической памятью.

С учетом того, что основная область применения существующих транспьютеров - встраиваемые системы, можно эффективно строить компактные управляющие вычислительные системы с минимальным числом дополнительного оборудования, например использовать помимо транспьютера только одну микросхему 8 - разрядного ПЗУ для хранения управляющих программ. Интерфейс управления внешней памятью позволяет без дополнительных логических элементов подключать к транспьютеру Т9000 динамическое ОЗУ емкостью до 8 Мбайт.

Ключ к будущему успеху

Благодаря совместимости по системе команд транспьютера Т9000 с существующим поколением транспьютеров значительная часть имеющегося на рынке прикладного и инструментального программного обеспечения может быть использована в вычислительных системах на базе этого транспьютера.

О новых программных средствах, разработанных для транспьютера Т9000, будет подробно рассказано в следующих номерах "Журнала д-ра Добба". В первую очередь мы расскажем об операционной системе CHORUS, которую фирма INMOS выбрала в качестве основной операционной системы для своего нового поколения транспьютеров.

СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ В МИРЕ И В НАШЕЙ СТРАНЕ

Советский суперкомпьютер - возможен ли он сегодня?

А. И. Масалович

...философские соображения, сколь бы важными они ни представлялись, не должны помешать нам искать пути применения новой техники. Если это удастся, то будущее наше будет лучше, чем можно себе вообразить. Если же нет, то у нас вообще может не быть будущего.
Д. Миш, директор института им. А. Тьюринга (Глазго)

До суперкомпьютеров ли нам сегодня, в голодной отсталой стране, истерзанной многолетним экономическим экспериментированием? В стране, где увеличением объема производства может похвастаться лишь Гознак. Да и можно ли всерьез говорить о суперкомпьютерах, отстав от мирового уровня развития электроники на 6-10 лет (по другим оценкам - навсегда)? Разумеется, было бы наивно полагать, что отечественная наука и промышленность способны своими силами создать действительно конкурентоспособную быстродействующую ЭВМ. Однако, как ни парадоксально, именно сегодня у насесть реальный шанс включиться в европейские и мировые разработки в этой области. Основания для столь оптимистического заявления дает анализ современного состояния и тенденций развития индустрии суперкомпьютеров, составляющий предмет данной статьи. Что же касается вопроса: "Зачем это нам сегодня?", то наилучший ответ на него содержится в эпиграфе. Образно говоря, индустрия суперкомпьютеров - это локомотив прогресса, призванный доставить человечество в XXI век.

И если мы уже сегодня не позаботимся о билетах, то рискуем просто остаться на перроне.

Для того чтобы определить возможные место и роль советской индустрии суперкомпьютеров относительно мировой, необходимо предварительно ответить на три вопроса: "Что собой представляют современные суперкомпьютеры? Для чего они создаются? К чему стремятся их создатели?"

К суперкомпьютерам (часто употребляется также термин суперЭВМ) принято относить наиболее производительные вычислительные машины, быстродействие которых во много раз превышает возможности так называемых "коммерческих" ЭВМ, представленных в данный момент на рынке.

Быстродействие ЭВМ (performance) обычно измеряют в миллионах операций в секунду (MIPS), миллионах операций с плавающей точкой в секунду (MFLOPS), а также в единицах, характеризующих скорость выполнения определенных стандартных тестов. Сегодня применяется около двух десятков таких тестов, наиболее известны тесты Whetstone, Dhrystone и так называемые "Ливерморские циклы" (Livermore Loops). В качестве характеристик применяют также пиковое (т.е. предельно достижимое) (peak) и среднее (sustained) быстродействие. Такое обилие используемых характеристик вызвано невозможностью однозначно ранжировать ЭВМ по быстродействию. Более быстрые при использовании одних тестов модели могут значительно проигрывать в случае использования других.

Например, по оценкам Д. Кука (D. Cook) (Суперкомпьютерный центр при Иллинойсском университете), из одиннадцати типов компьютеров, представленных в Центре, самым высоким пиковым быстродействием характеризуется модель Hitachi

S - 820, в то время как среднее быстродействие выше у модели Cray Y - MP/832, и многие тесты выполняются на ней быстрее.

Что касается конкретных значений быстродействия суперкомпьютеров, то они, во-первых, колеблются в значительных пределах (сегодня это примерно 250 - 30000 MFLOPS), а во-вторых, в последние годы чрезвычайно быстро растут. Достаточно сказать, что еще пять лет назад Оксфордский словарь по вычислительной технике относил к суперкомпьютерам ЭВМ с производительностью свыше 10 MFLOPS. Сегодня этот рубеж перешагнули многие настольные рабочие станции, а пиковое быстродействие, например, компьютера nCUBE. 2 фирмы nCUBE оценивается в 27 GFLOPS ("гигафлопс" - миллиард операций с плавающей точкой в секунду).

Вообще же самыми быстрыми однопроцессорными компьютерами считаются SX - X фирмы NEC (5.5 GFLOPS) и VP - 2600 фирмы Fujitsu (4 GFLOPS). На роль абсолютного лидера по быстродействию претендуют модели примерно десятка фирм, среди которых Cray Computers, Cray Research, Thinking Machines, BBN, SSI, а также вышеупомянутые nCUBE, NEC и Fujitsu и даже всем известная фирма Intel. Выделить среди них "самую быструю ЭВМ" не представляется возможным по приведенным выше причинам.

Разработка суперкомпьютеров, несомненно, является весьма дорогостоящим делом. Достаточно сказать, что первые десять экземпляров знаменитого суперкомпьютера Сгау - 2 в четырехпроцессорном исполнении были проданы по 20 млн. дол. каждый. Кто платит эти миллионы? И для чего вообще создаются все новые и новые модели сверхбыстродействующих машин?

Можно назвать четыре основные причины. Прежде всего, во все времена были и будут задачи, для решения которых мощности существующих ЭВМ недостаточны. Около десяти лет назад нобелевский лауреат Кеннет Уилсон (K. Wilson) составил список наиболее трудных научных проблем, занимающих умы современных ученых. В ряду этих проблем - прогнозирование глобальных климатических изменений, картографирование человеческого генома и другие. Для решения большинства из них нужны новые суперкомпьютеры. Проиллюстрируем это на примере. В одном из исследовательских центров Лос - Аламоса сейчас проводятся работы по моделированию климатических изменений [В мире науки, март 1991, №3, с. 75]. Используемая модель планетарного слоя атмосферы содержит более полумиллиона четырехгранников - это близко к предельным возможностям используемого компьютера фирмы Thinking Machines.
Однако можно подсчитать, что длина стороны каждого четырехугольника может доходить до 30 км, при этом вычисления требуемых параметров выполняются только в вершинах четырехугольников. Естественно, ученые мечтают о более высокой точности вычислений и, соответственно, о более быстрой ЭВМ. Кстати, в первых рядах заказчиков новых суперкомпьютеров для прикладных нужд традиционно стоят военные. Их аргументы более чем убедительны: например, компьютер, обслуживающий тренажер летчика-истребителя, должен просчитывать все изменения в модели воздушного боя за 1 /50 с (и при этом формировать реалистичную картину на экране и приборной доске!). При обработке радиолокационных данных информация обновляется каждые 0,001 с. Понятно поэтому, что при общем сокращении расходов на оборону военные не скупятся на оплату новейших разработок. В США для этих целей даже создано специальное Агентство перспективных разработок в области обороны Defence Advanced Research Projects Agensy - (DARPA) с многомиллионным бюджетом.

Вторая причина лежит в области политики. Помимо конкретной практической пользы, которую приносят суперкомпьютеры той или иной стране, само их существование дает определенные очки в мировой политической игре, как, скажем, наличие ядерной энергетики или золотого запаса. Сегодня термин "вычислительная мощность государства" используется в одном ряду с другими показателями экономического состояния страны.

Третья причина - философская. Какие-то, не изученные еще до конца мотивы двигают человечеством, заставляя вкладывать огромные деньги в полеты на Луну или создание растрового микроскопа, основанного на использовании туннельного эффекта. Усилия, связанные с разработкой новых Суперкомпьютеров, примыкают к проектам подобного рода, проектам, которые зачастую не дают немедленной отдачи, но тем не менее считаются полезными, поскольку раздвигают границы наших знаний о мире и демонстрируют могущество человека. Кстати, вынесенные в эпиграф слова были сказаны в обоснование одного крупного и дорогостоящего проекта суперкомпьютера для задач искусственного интеллекта.

Наконец, четвертая причина, побуждающая разработчиков браться за новые проекты суперкомпьютеров, - это стремление "проверить на прочность" свежие идеи и технологические новинки. Многие ведущие фирмы, разрабатывающие суперкомпьютеры, были когда-то основаны талантливыми людьми, стремившимися наиболее полно реализовать свои новые идеи (не имея, как правило, конкретных заказчиков). Так было с Сеймуром Крэем (S. Cray), основателем фирмы Cray Research; со Стивом Ченом (S. Chen), ушедшим от Крэя и основавшим фирму Supercomputer Systems Inc. (SSI); с Дэнни Хиллисом (D. Hillis), самым колоритным разработчиком самого быстрого из высокопараллельных компьютеров (фирма Thinking Machines).

Кстати, взгляд на суперкомпьютеры, как на полигон новых научно-технических решений, объясняет "мирное сосуществование" моделей, различающихся по быстродействию более чем в сто раз.
Какие цели ставят сегодня перед собой разработчики суперкомпьютеров? Удивительно, но в последнее десятилетие XX века наблюдается редкое единодушие в формулировке перспективных планов (вспомним разнобой мнений пять лет назад, после обнародования японского проекта ЭВМ пятого поколения). Разработчики говорят: "К концу века должен быть создан компьютер (условно обозначаемый ЗТ) с быстродействием 10¹² операций с плавающей точкой в секунду, памятью 10¹² байт и скоростью передачи данных в 10¹² байт в секунду". Для измерения быстродействия этой гипотетической машины уже придумана единица 1 TFLOPS ("терафлопс" - триллион операций с плавающей точкой в секунду), а Хиллис уже осваивает первые миллионы долларов, вложенные в проект "терафлопной" машины СМ - 3 фирмы Thinking Machines.

"Триллион операций в секунду - это то, что нам надо", - вторят разработчикам специалисты - прикладники. - "Этого достаточно для достоверного решения таких задач, как расчет обтекания фюзеляжа сверхзвукового самолета, моделирование торнадо, а также для большинства других известных задач."

"Это то, к чему стоит стремиться", - добавляют пессимисты, поскольку создание такого компьютера позволит в десять раз превзойти физически достижимые предельные характеристики традиционной вычислительной техники. Достигнув нового рубежа, человечество будет вынуждено совершить переход к принципиально новым вычислительным системам. Возможно, они будут основаны на биомолекулярной технологии, или будут выполнены на оптических переключателях, а может быть, в них будут заложены неведомые еще физические принципы. В любом случае это будет уже другая страница истории науки.

Цель достижения "трех Т" замечательна, но как она соотносится с сегодняшним состоянием электроники в нашей стране? Самые быстрые из советских компьютеров с гипотетической максимальной конфигурацией могут достичь пикового быстродействия 10 GFLOPS. И это предел, причем как в чисто техническом плане, так и в научном. С чем можем мы выйти в мир, где мыслят "терафлопсами" и "гигабайтами" ? Чтобы ответить на этот вопрос, бросим беглый взгляд на советскую индустрию суперкомпьютеров.

А был ли советский суперкомпьютер ?

В сентябре 1991 года в Новосибирском Академгородке под руководством профессора Миренкова проходила Международная конференция "Технологии параллельных вычислений". Судя по всему, иностранные гости остались довольны как организацией, так и научным уровнем конференции. Однако в последний день, после всех докладов, прогулки на теплоходе и экскурсии в Вычислительный центр СОАН СССР один профессор из Великобритании заметил: "То, что вы рассказываете о советских компьютерах, очень интересно. Хотелось бы знать, какие из них существуют на самом деле?"

Вопрос, как говорится, не праздный. Действительно, десятилетиями существовали две точки зрения. Согласно одной из них, в СССР уже давно имеются потрясающе быстрые компьютеры, только они страшно засекречены, поскольку работают на оборону и освоение космоса. Согласно другой, все это миф, и единственный секрет всех наших "ящиков" - уровень отставания от Запада. Интересно, что оба высказывания недалеки от истины.

Поясним это на примере специализированного процессора ЕС - 2720. Если бы сообщение о его возможностях появилось в прессе в начале 80-х годов (когда процессор прошел госиспытания), оно произвело бы эффект разорвавшейся бомбы. Еще бы, кому могло придти в голову, что СССР обладает процессором, который по быстродействию не уступает знаменитой суперЭВМ STARAN, "любимой игрушке" не одного поколения американских военных. Понятно, что появление такой информации в те годы было совершенно невозможно.

Строки, которые вы читаете, - это, вероятно, второе упоминание о ЕС-2720 в открытой печати. И появилось оно благодаря тому, что мне попалось на глаза первое - на английском языке, в книге, изданной в Сингапуре [Parallel Computing Technologies/Ed. by N. N. Mirenkov. -Singapore: World Scientific, 1991. - P. 317] .Что же тут удивляться слухам и разнобою мнений!

Тем не менее время для увлекательного разговора о специализированной вычислительной технике еще не пришло. Поэтому вернемся к компьютерам общего назначения. (Чтобы закончить с ЕС-2720, скажу, что сейчас он мирно доживает свой век в компьютерном центре "Сибирь" СОАН СССР, приводя в восторг сибирских ученых эффективным решением геофизических и иных задач.)

Когда-то давно, на заре компьютерной эры, уровень советской вычислительной техники нисколько не уступал мировому. СССР обладал мощнейшей по тем временам вычислительной системой БЭСМ-6, быстродействие которой достигало 1 MIPS. Эту "рабочую лошадку" до сих пор вспоминают в институтах и лабораториях Академии наук. Операционная система "Дубна" также не уступала другим ОС того периода. Язык программирования РЕФАЛ, разработанный советскими учеными, уже третий десяток лет применяется во всем мире при решении задач искусственного интеллекта.

Однако, начиная с 60-х годов, постепенно наметилось отставание советской компьютерной индустрии от мирового уровня. Различия в быстродействии отечественных и зарубежных процессоров, качестве периферийных устройств, степени интеграции элементной базы становились все заметнее и привели в конечном итоге к утрате конкурентоспособности советских изделий на мировом рынке.

Что послужило причиной отставания? Можно перечислить целый ряд объективных и субъективных факторов, однако наиболее существенными из них представляются два: низкий уровень технологии изготовления основных компонентов компьютеров и ориентация на воспроизведение прототипов. Трудно сказать, какой из этих факторов серьезнее. Одно можно утверждать определенно: принятый четверть века назад курс на копирование зарубежных образцов (наиболее яркий пример - серия ЕС ЭВМ, воспроизводящая модели ряда IBM 360/370) был по сути своей ошибочным, поскольку предполагал неизбежное отставание от прототипа на несколько лет.

Насколько велико отставание сегодня? Чтобы не заниматься гаданием, посмотрим на рисунок, из которого видно, что советский аналог каждой из указанных западных микросхем появлялся на свет на несколько лет позже своего прототипа. В 70-е годы разрыв составлял около 5 лет, в 80-е - вырос до 7-8 лет. Микропроцессоры сегодняшнего дня, такие, как Intel 860 или Motorola 68040, пока в СССР не реализованы.

Если бы производительность компьютеров определялась только быстродействием процессорных элементов. Советский Союз давно уже сошел бы с дистанции в состязании суперкомпьютерных держав. К счастью, это не так. Для повышения производительности существует много путей. В 70-е годы основные усилия тратились на миниатюризацию и создание более быстродействующих элементов, в 80-е - на упаковку и охлаждение, в начале 90-х перспективными считаются распараллеливание обработки данных и интеллектуализация интерфейса с пользователем. И в течение всех этих лет шли эксперименты с архитектурой многопроцессорных суперЭВМ. Например, еще в 1971 году фирма Burroughs выпустила трехпроцессорную ЭВМ В6700 со стековой архитектурой и высоким уровнем машинного языка. А в 1978 году увидела свет советская стековая ЭВМ "Эльбрус-1" (которую шутники почему-то прозвали "Эль - Бэрроуз").

В состав комплекса "Эльбрус-1" могли входить до 10 процессоров производительностью 1-1,5 MIPS каждый. В следующей модели, "Эльбрус-2", при том же числе процессоров производительность каждого из них была увеличена до 10 MIPS.

Другую архитектуру имеют так называемые матричные процессоры, содержащие большое число сравнительно простых процессорных элементов. По известной классификации Флинна (Flynn) они относятся к классу систем типа SIMD (см. словарь на с. 15). Из советских матричных процессоров наиболее известна система ПС - 2000, принятая Государственной комиссией в конце 1980 года. Максимальное число процессорных элементов в системе составляет 64, при этом считается, что может быть достигнута производительность 200 MIPS, хотя при решении реальных задач среднее быстродействие системы составляет примерно 10 MIPS. Как и многие SIMD - системы, ПС-2000 является специализированной ЭВМ, ориентированной на решение задач определенных классов.

Развитием этого направления стала система более широкого применения - ПС-3000, имеющая смешанную архитектуру. В ПС-3000 представлены как универсальные процессоры, использующие общую память в режиме SIMD, так и специализированные векторные процессоры.

В начале 80-х годов в Европе обрела популярность концепция транспьютеров как процессоров, способных непосредственно обмениваться

информацией друг с другом и обслуживать несколько независимых процессов. Естественно, в Советском Союзе, как и в других странах, предпринимались попытки разработать свой оригинальный транспьютер. Наиболее удачной из них была работа над процессором КРОНОС в рамках проекта "МАРС - Т".

Разработка мини-суперкомпьютера "Марс - Т" была начата в середине 80-х годов. В его создании принимали участие специалисты из Сибирского отделения Академии Наук СССР (Новосибирск), Института кибернетики АН Эстонской ССР (Таллинн) и Научно-исследовательского института управляющих вычислительных машин (Северодонецк). Разработка архитектуры нового компьютера базировалась на идее минимизации количества связей путем группирования функциональных модулей в иерархическую систему. Базовым вычислительным модулем компьютера "МАРС - Т" являлся специально разработанный транспьютероподобный процессор "КРОНОС". Число процессоров в системе могло варьироваться от одного до нескольких десятков.

Несмотря на то, что компьютер "МАРС - Т" был полностью оригинальным, на его разработку оказали большое влияние идеи, заложенные в транспьютерах серии Т400 английской фирмы INMOS и в рабочей станции Lilith, разработанной Н. Виртом в Швейцарии. Как и в компьютере Lilith, в компьютере "МАРС - Т" набор команд был ориентирован на эффективную реализацию языка Модула-2. Однако по сравнению с компьютером Lilith "МАРС - Т" обладал рядом серьезных преимуществ:

увеличенной длиной слова, упрощенной выборкой команд, возможностью организации асинхронных связей между процессорами. В наборе команд процессора "КРОНОС", как и в Т400, были средства управления процессами и организации связи между ними по каналам. Программа представлялась как набор принципиально независимых процессов, управляемых от данных, событий или условий.

К сожалению, отличие процессора Т424 от процессора "КРОНОС" было не в пользу последнего. Уровень технологии не позволил реализовать "КРОНОС" на одном кристалле. Процессор занимал целую плату. Одним из следствий этого явилось пятикратное по сравнению с обеспечиваемым процессором Т424 увеличение времени цикла.

Самобытный компьютер "МАРС - Т" и его "сердце" - процессор "КРОНОС", постигла судьба многих талантливых разработок. Компьютер, реализованный на восьми процессорах и успешно прошедший испытания, в серийное производство так к не попал.

Из существующих на сегодняшний день советских суперкомпьютеров можно назвать две модели: "Эльбрус-3" и "Электроника ССБИС". Создатели многопроцессорного вычислительного комплекса "Эльбрус-3" утверждают, что максимальный 16 - процессорный вариант их детища способен показать пиковое быстродействие до 10 GFLOPS (!). Авторы суперкомпьютера "Электроника ССБИС" (который кто-то из иностранцев назвал "Красным Крэем") немного осторожнее в оценках. Производительность каждого из двух векторно - конвейерных процессоров суперкомпьютера они оценивают в 250 MFLOPS.

Вообще-то компьютеры с такими характеристиками могли бы неплохо выглядеть на мировом рынке. Однако этого не наблюдается, так как названные модели проигрывают по сравнению с западными по эксплуатационным и массогабаритным характеристикам, надежности, сетевым и графическим возможностям и ряду других параметров. Главный же недостаток этих моделей (в глобальном смысле) - "выработка ресурса" заложенных в них идей. Нет шансов на то, что дальнейшее развитие архитектуры этих компьютеров приведет к существенному увеличению быстродействия. И это проблема не только для советских суперкомпьютеров, это головная боль всех разработчиков компьютеров с векторно-конвейерной архитектурой. Несмотря на то, что сегодня модели этого типа задают тон на рынке суперкомпьютеров, направление главного удара в борьбе за мегафлопсы находится в другой области.

Куда двигаться дальше?

Мы бросили беглый взгляд на состояние дел в мире суперкомпьютеров. Пришел момент вернуться к обещанным в начале статьи перспективам участия СССР в передовых научно-технических разработках. Для этого предлагается сыграть в игру, когда-то предложенную "Литературной газетой": "Если бы директором был я". Представим себе, что нам в руки попала дирижерская палочка, позволяющая управлять "оркестром" участников современных суперкомпьютерных программ. В первых рядах этого "оркестра" - заказчики во главе с военными, за ними следует компьютерная индустрия, затем - отраслевая и академическая наука, к которой примыкают университеты и вузы. Разберем с каждым участником его партию.

Прежде всего, всем заказчикам, и в первую очередь военным, необходимо провести короткие научно-исследовательские разработки с целью определения оптимальной по критерию производительность/стоимость конфигурации вычислительных средств для решения их задач. Такие НИР (стоимостью не более 200 тыс. каждая) позволят локализовать и объединить области, где применение суперкомпьютеров действительно необходимо, и тем самым сэкономить миллионы рублей. Опыт показывает, что большинство из тех, кто выступает за создание новых суперсистем, в действительности может обойтись существующими мини-суперЭВМ, расширенными одной-двумя специализированными платами.

Во-вторых, предлагается на время вывести из игры в суперкомпьютеры нашу электронную промышленность. "Если Вам по весне захотелось обзавестись возлюбленной, не стоит брать амебу и ждать, пока она революционизирует", - говорил когда-то доктор У. Маккалох. Для создания современных суперкомпьютеров необходимы БИС со степенью интеграции свыше 800 тыс. транзисторов на кристалле. Наша промышленность потратила последние пять лет на то, чтобы освоить в восемь раз меньшую плотность упаковки. Необходимо время для коренного переоснащения отрасли.

Тем временем отраслевая наука может создать современный и вполне конкурентоспособный мини-суперкомпьютер (Да - да!). Представим себе процессорное поле, состоящее из нескольких (от 1 до 16) транспьютеров, например, типа Т805. Пусть каждый из транспьютеров имеет собственную локальную память емкостью до 16 Мбайт и делит ее с быстродействующим математическим сопроцессором (например, типа i860). Управляется процессорное поле локальной сетью 32-разрядных рабочих станций (типа Sun SPARC, RS/6000 и т.д.). Большинство используемой аппаратуры стандартно, свои только системы питания, охлаждения и коммутации. (По такому пути идут сейчас многие мировые фирмы, в том числе широко известная Meiko). Уже разработано несколько советских проектов подобного типа, в их числе "Квант", "Интеркуб", "Парвек" и другие. Такой проект может быть реализован за 1,5-2 года и потребует примерно 3 млн. долларов и 20 млн. рублей, что по европейским меркам немного и вполне по силам любому нашему ведомству.

Большая часть усилий при этом будет потрачена на адаптацию стандартного и разработку нового программного обеспечения.

Возникает резонный вопрос: "А как же быть с правилами Комитета по контролю над экспортом в страны Восточной Европы - пресловутого СОСОМ?" Ведь закупка современных микропроцессоров и любой мало-мальски мощной рабочей станции попадает под запреты этой хмурой организации. Будем реалистами. Запреты СОСОМ в их сегодняшнем виде не лишают нас компьютеров. Они скорее лишают прибылей их создателей. Сотня - другая рабочих станций (чего в принципе будет достаточно для оснащения суперкомпьютерами описанного выше типа всех заинтересованных академий, ведомств и штабов) способна "просочиться" через любые барьеры.

Специалисты по теоретическим аспектам параллельных вычислений имеют сегодня реальный шанс поучаствовать в самых передовых мировых программах разработки суперкомпьютеров. Это связано не только с тем, что достаточно полной теории автоматического распараллеливания вычислений не существует, а потребность в ней огромна- Сегодня мы становимся свидетелями рождения целого "созвездия" новых научных дисциплин, связанных с нейрокомпьютерами, оптоэлектроникой, компьютерами, управляемыми потоком данных (dataflow machine). Сосредоточив усилия на этих направлениях, можно реально приблизить рождение суперкомпьютеров новых типов.

Наконец, для приобщения вузов и университетов к работам над суперкомпьютерами необходимо создавать широкодоступные суперкомпьютерные центры, подобно тому, как это было сделано в США в начале 80-х годов. Когда Национальный научный фонд США принял решение субсидировать пять университетских центров для этих целей, что ознаменовало новую эпоху в разработке и освоении суперкомпьютеров. Тысячи научных работников и аспирантов получили доступ к невиданным доселе вычислительным мощностям. Из числа этих аспирантов вышли Чен, Хиллис, Дэвенпорт (Chen, Hillis, Davenport) - все те, кто задают тон в разработке новейших машин. Если мы хотим, чтобы наших аспирантов ждала такая же судьба, необходимо уже сегодня предоставить им доступ к "Эльбрусу-3", "Электронике ССБИС" - и что там у нас есть еще? И как знать, может быть, к 2000-му году исчезнет с повестки дня вопрос: "На сколько же лет мы отстали?".

benchmarking - оценка производительности вычислительной системы с помощью эталонной тестовой задачи.

concurrency (параллелизм) - параллельное выполнение нескольких процессов. Термин применяется при описании общих принципов организации одновременного выполнения процессов в вычислительной системе.

dataflow machine (компьютер, управляемый потоком данных). Сегодня является предметом интенсивных исследований, поскольку основан на новых принципах управления, отличных от классической фон - Неймановской концепции последовательного потока управляющих команд.

Flynn classification (классификация Флинна) - один из наиболее распространенных способов классификации вычислительных систем. Согласно классификации Флиина, вычислительные системы делятся на четыре категории :

• SISD (Single Instruction, Single Data) - система с одним потоком команд и одним потоком данных ;

• SIMD (Single Instruction, Multiple Data) - система с одним потоком команд и несколькими потоками данных ;

• MISD (Multiple Instruction, Single Data) - система с несколькими потоками команд и одним потоком данных ;

• MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) - система с несколькими потоками команд и несколькими потоками данных. Практически все сегодняшние суперкомпьютеры относятся к категориям SIMD и MIMD, причем в каждой из категорий представлен широкий диапазон архитектур.

MFLOPS (Million Floating-point Operations Per Second) (миллион команд с плавающей точкой в секунду) - одна из основных единиц измерения производительности вычислительных систем.

MIPS (Million Instructions Per Second) (миллион команд в секунду) - одна из единиц измерения производительности вычислительных систем.

multicomputer (многомашинная система) - этим термином обозначают слабосвязанные многопроцессорные системы с распределенными локальными запоминающими устройствами.

neural network (нейронная сеть) - архитектура вычислительной системы, в той или степени моделирующая процесс обработки информации нейронами мозга.

VLSI (Very Large - Scale Integration) (сверхвысокий уровень интеграции) - технология изготовления интегральных микросхем, позволяющая объединять в одном кристалле более 1 млн. транзисторов. Технология VI SI является основой изготовления элементной базы практически всех современных суперкомпьютеров.

Тонкие Энергии

Вот! Над этим, право, стоит задуматься.

С тех пор как современная точная наука включила в круг своих интересов такие “лирические” темы, как психология, явления в обществе и в общественном сознании, возникла практическая потребность в определении причин и побудительных мотивов процессов движения нефизического типа.

Когда два материальных тела, например бильярдные шары, взаимодействуют, тут все ясно (правда, пока их только два. Когда их больше, ситуация резко усложняется: начинают играть роль корреляции, и возникают разного рода коллективные состояния, исследуемые в теориях динамического хаоса). Понятно, что кинетическая энергия шара при столкновении переходит в потенциальную энергию упругости, каковая тут же превращается в кинетическую, — шарик отскакивает.

Нетрудно вообразить целый “мир”, наподобие бильярдного стола, на который так интересно смотреть сверху (божественное занятие, не правда ли?), наблюдая бесчисленные акты взаимодействия - следствия первоначального толчка, начальной порции энергии, первопричины действа. Нетрудно также понять, что обмен энергий при каждом взаимодействии - суть следствие прошлых взаимодействий и одновременно - причина будущих.

То есть, попросту говоря, энергия есть причина будущих взаимодействий, а их характер определяется качеством и типом имеющейся энергии.

Возвращаясь к сказанному ранее о науках, занимающихся исследованием “нефизических” процессов, можно увидеть, что и взаимодействия “участников” этих процессов не протекают без наличия соответствующих причин. Логично поставить им в соответствие некоторые “энергии” (за неимением другого слова воспользуемся пока этим).

Аналогия тут прозрачна: энергия в физике - причина движения и взаимодействия физических объектов; “энергии” в психологии или социальной динамике есть причины “движений” и взаимодействий, соответствующих этим областям и характерных для них.

Кстати сказать, именно эти “нефизические энергии”, получив наукообразное название “тонкие энергии” (то есть нерегистрируемые физическими — “грубыми” — приборами. Ну, все верно - действительно не регистрируемые), прочно прижились в арсенале понятий огромного числа мистических и эзотерических направлений. что естественным образом привело к инстинктивному желанию многих серьезных исследователей держаться подальше от всего “тонко энергетического”. Скажите-ка кому-нибудь из физиков, что вы интересуетесь тонко энергетическими процессами, - увидите, что получится... Да на любого добропорядочного физика эта штука действует, как на быка красная тряпка площадью в пятьсот квадратных километров. Проверено.

Точно так же не стоит ему говорить, что взаимодействие между физическими объектами происходит “по их карме”, хотя именно закон кармы - фундамент мировоззрения Востока - буквально утверждает, что любое явление (движение, взаимодействие, причем везде — хоть “в физике”, хоть “вне физики”) имеет причину. Само является следствием и одновременно причиной следующих взаимодействий. В принципе, законы физики - суть частные формулировки закона кармы для мира физических объектов, но говорить так в компании физиков ни в коем случае не советую.

Тем не менее, именно через строгое математическое описание “тонких энергий” как причин явлений в психологии личности и коллектива, в социальной динамике, в нарождающейся теоретической истории, в таких сугубо практических областях, как управление общественным сознанием, лежит путь исследования нефизического.

За тысячелетия развития практической философии и психологии под глухим покровом тайны (эзотерическое знание - тайное знание, знание не для всех, в отличие от экзотерического; еще бы ему не быть тайным, если обладание им дает возможность властвовать над умами и успешно строить свою жизнь чужими руками. Но все это - не более чем “побочный продукт”, “ядовитые отходы” неудачных попыток овладеть истинной наукой и искусством жизни), - так вот, за тысячелетия было найдено и исследовано большое количество тонких и тончайших энергий - внутренних человеческих мотивов и побуждений, - словом, проделана колоссальная исследовательская работа! Но добытые зерна истины оказались завалены такими пластами заблуждений, домыслов и спекуляций разного рода, что без строгого - математически строгого! — подхода нет надежды расчистить эти завалы и воспользоваться добычей гениальных предков - Адептов тайного знания, Мастеров мудрости.

Обидно тут вот что. До хрипоты спорили два хороших человека...

Спорили о словах...

концепция “умной пыли” (smart-dust).

Берд Киви
[kiwi@computerra.ru]

Четыре года назад американские ученые из военного исследовательского агентства DARPA выдвинули концепцию “умной пыли” (smart-dust). Суть идеи в том, чтобы разбрасывать над зоной боевых действий многие тысячи крошечных сенсоров-радиопередатчиков, которые незаметно для противника станут отслеживать все его перемещения и действия. Предполагалось также, что простенькие по отдельности сенсоры будут самоорганизовываться в наделенную определенным интеллектом сеть, которая уже сможет производить фильтрацию и первичную обработку собранных данных, дабы переправлять командованию лишь существенную информацию.

В момент первой публикации идея “умной пыли” представлялась многим скорее фантастикой или, по крайней мере, делом отдаленного будущего. Однако сама концепция вызвала в компьютерном сообществе большой интерес, породила несколько нетривиальных проектов и множество открытых публикаций о невоенных приложениях технологии. Одной из самых плодотворных разработок в этом направлении стал совместный проект Калифорнийского университета в Беркли и корпорации Intel, в рамках которого созданы умные сенсоры Motes (“пылинки”) с собственной операционной системой TinyOS и базой данных TinyDB (webs, cs.berkeley.edu).

Создатели и сенсоров взяли за основу модель разработки продукта с открытым исходным кодом, так что ныне, по сообщению журнала “ЕЕ Times”, в мире насчитывается больше сотни исследовательских групп, работающих над испытаниями разнообразных прототипов “умной пыли” такого рода.

Что представляет собой базовый прототип “пылинки”, созданной в Беркли? Прежде всего, это микроплата сенсора, ориентированного на то или иное приложение, соединенная с платой контроллера беспроводной связи и вместе с ним заключенная в герметичный корпус. Сейчас уже просматриваются технологические возможности для реализации этой конструкции в одно - чиповом исполнении и упаковки в корпус объемом менее кубического миллиметра. Но пока что исследователям удобнее работать с модульной архитектурой для более гибких манипуляций с отдельными компонентами — сенсорами, связью, интеллектуальной начинкой пылинок-сенсоров и пылинок-шлюзов, питанием и пр.

Помимо поддержки экспертов из Intel, проекту оказывает финансовую помощь DARPA, а официально вся исследовательская программа имеет длинное название Network Embedded Systems Technology Program. В ее рамках по заказу университета Беркли компания Crossbow Technology изготовила для тестирования несколько сотен “умных пылинок” Mote. Вся документация является открытой, так что фирме Crossbow разрешено изготовлять эту аппаратуру для любого заказчика.

Поскольку объем памяти “пылинок” составляет лишь несколько сотен или тысяч байт, то для их совместной работы потребовалась специфическая “крошечная” ОС, или TinyOS, оперирующая файлами размером порядка 200 байт. Операционная система тоже построена по модульному принципу - для повышения надежности и для работы в условиях конкретного приложения отбирается лишь необходимый минимум компонентов.

В основу самоорганизации сети положено принятие решений на основе простых “локальных правил”, приводящих к формированию иерархически структурированной архитектуры. Когда на местности развернуты тысячи сенсоров и сотни шлюзов - маршрутизаторов, то простое правило для каждого сенсора гласит: “Установить связь с ближайшим шлюзом”. Соответственно, группы сенсоров формируют естественные “деревья” вокруг ближайших шлюзов. “Крошечная” база данных, или TinyDB, тоже имеет модульную структуру. При этом, поскольку работа базы заключается в накоплении и анализе данных, а не передаче их в шлюз, связь с маршрутизатором устанавливается лишь в случае необходимости - когда готов окончательный анализ. По сути дела, TinyDB проводит локальную внутрисетевую обработку данных, которая в значительной степени оказывается независимой от приложений, что существенно расширяет пригодность системы для самых разнообразных задач по сбору информации.

Помимо военных и полицейских приложений, самоорганизующиеся сенсорные сети могут использоваться в мирных, гражданских целях - начиная от наблюдения за окружающей средой и заканчивая присмотром за пожилыми или немощными людьми. Фактически создается принципиально новый класс “сильно распределенных” компьютеров, которые лет через десять войдут в фазу зрелости и откроют целый ряд новых, немыслимых прежде перспектив. По крайней мере, так полагают эксперты, работающие в этой области.

почти живой

КОМПЬЮТЕР

Живой организм вынужден постоянно ремонтировать сам себя. Например, при каждом нашем движении лопается какое-то количество кровеносных капилляров, но эти поломки тут же “заштопываются”.

В лаборатории американской фирмы “Хьюлетт - Паккард” работает суперкомпьютер “Терамак”, который ведет себя точно так же. Он исходно сделан из бросовых материалов: из его 864 микропроцессоров три четверти обладают разными дефектами, и фирма-производитель собиралась их выбросить, но подарила “Хьюлетт - Паккарду”. Микропроцессоры соединены самыми дешевыми проводниками, какие только удалось найти, и качество у них соответственное. Зато их очень много, между микросхемами больше соединений, чем в обычном компьютере. При первом испытании свежесобранной машины обнаружилось 220 тысяч дефектов. Но “Терамак” исправно работает. Он будет работать, даже если из его внутренностей вырвать пару микросхем, а несколько кабелей порвать. Возможно, при этом быстродействие компьютера несколько упадет, но работа не прекратится. Все равно “Терамак” работает раз в сто быстрее, чем мощная “персоналка” с совершенно исправным, но единственным микропроцессором.

Весь секрет в специальной программе, которая постоянно проверяет состояние всех деталей и при выявлении неисправностей выбирает обходные пути, исключая из работы дефектные участки. Создатели “Терамака” считают, что можно уничтожить до 90 процентов их детища, а остаток будет действовать.

Зачем создан такой “неисправный” компьютер? Дело в том, что детали микросхем становятся все мельче, и все труднее становится изготовить совершенно бездефектный микропроцессор. Не менее сложно в случае поломки найти и заменить неисправную деталь. Компьютеры близкого будущего смогут справляться со своими проблемами самостоятельно.

Der Spiegel №26,1998.

Лев Бернштейн

преподаватель логики в МГУ

Позвольте полюбопытствовать, что такое, по-вашему, женская логика? Покажите мне определение, если вас не затруднит. Логика бывает многозначная, положительная, диалектическая, интуиционистская, вероятностная, минимальная, символическая... Так что вы сначала определитесь, а потом уж компьютеры создавайте.

Третьего дано.

Слышали ли вы когда-нибудь о нечеткой логике? Нет, я не про ту, которая нечетко работает, а про ту, которой дают на вход нечеткие данные, а она все равно четко работает. Есть такая буква! Назовете слово целиком? Ладно, подсказываю; “fuzzy”. Встречали, разумеется. На стиральных машинах, микроволновках, кондиционерах, видеокамерах. Правда, продавец та к и не мог объяснить вам, что это такое и почему дороже стоит.

С развитием вычислительной техники, которая давным-давно обогнала по быстродействию отдельных логических элементов человеческий мозг, выявился казус: с одной стороны, задачи, которые не под силу решить человеку за приемлемое время, легко выполняются не самыми крутыми микропроцессорами, а с другой - то, с чем легко справляется человек, до сих пор с трудом “переваривают” компьютеры. Проблема в том, что ситуация напоминает разговор глухого со слепым - компьютер и человек оперируют разной логикой. Первый не признает компромиссов: да или нет, ноль или единица. Человек таких ограничений всячески избегает, оставляя путь для отступления на случай неверного ответа. Оно и понятно: если для машины ответ не имеет никакого значения, то для человека он — основа выживания, когда постоянно приходится выбирать меньшее из возможных зол. Собственно, и при определении путей развития компьютеров мы несколько сомневаясь, выбрали цифру вместо аналогового сигнала, и, на тот момент, в ряд ли ошиблись.

Но путь для отступления остался, 1 и, вдоволь наигравшись с тем, что выросло из булевой алгебры, можно оглянуться назад, чтобы с новых позиций оценить идеи, оставленные нами до лучших времен.

Идеи отказа от двоичного представления информации витают в воздухе давно. Помнится, редакция даже получала статьи, описывающие преимущества троичной логики (“да”, “нет”, “не знаю”) перед двоичной, но не сочла возможным публиковать их. Дело не в том, что такой подход к логике невозможен или ошибочен (первые работы по троичной логике появились в 1900 году, ею, в частности, занимался Дональд Кнут), а в том, что за троичной логикой будет (и действительно была) “четверичная”, “пятеричная” и так далее, а между тем довольно давно разработаны более общие принципы построения логических систем, позволяющие оперировать с любой многозначной логикой, в свете которых двоичная или троичная является всего лишь частным случаем. Это так называемая нечеткая логика (fuzzy logic), а принципы ее подобны тем, которыми руководствуется человек, принимая решения. Разумеется, это не панацея и не переворот в компьютерном мире, нечеткая логика не решит тех задач, которые не решаются на основе логики двоичной, но во многих случаях она удобнее, производительнее и дешевле.

Реализация нечеткой логики может быть различной. В самом простом случае ее можно сделать программной эмуляцией на базе существующих процессоров классической архитектуры (и для этого существует немало программных средств, с одним из которых можно подробнее ознакомиться в следующей статье), но для получения реальных преимуществ в быстродействии лучше подходят специализированные аппаратные решения, информация о некоторых из них приведена во врезке.

Если двигаться дальше по пути приближения к принципам работы мозга, а именно каскадировать fuzzy - вычислители, мы получим один из вариантов нейропроцессора или нейронной сети. Во многих случаях эти понятия просто объединяют, называя общим термином “neuro-fuzzy logic”. Углубляться в дебри нейросетевых вычислений мы сейчас не будем - они вполне заслуживают отдельной темы номера, представим лишь две реализации нейровычислителей “в железе” от компании Intel, информация о которых была закрыта Министерством обороны США сразу после их появления. Следует отметить также, что в Интернете, набитом под завязку данными по микроэлектронике, ресурсов по нечеткой логике, fuzzy-процессорам и нейропроцессора м не та к уж и много. Из того, что есть, большинство датировано не позднее, чем 1998 годом, но даже для них три четверти ссылок не работа ют.

Вероятно, этот факт объясняется серьезным интересом военных к подобным разработкам: так, известно, что NASA рассматривает возможность применения (если еще не применяет) нечетких систем для управления процессами стыковки космических аппаратов. Будем надеяться, новые технологи и достанутся не толь к военным, и нам не придется узнавать о них со слов Терминатора..

Некоторые аппаратные fuzzy – процессоры

• ST52 Dualogic (ST Microelectronics) -семейство 8-битовых микроконтроллеров, содержащих в одном корпусе традиционное вычислительное ядро, ядро для fuzzy-вычислений и периферийные схемы. Поддерживает специальный набор инструкций для работы с нечеткой логикой и позволяет определять несколько независимых наборов правил для нескольких различных алгоритмов

• ST62 (ST Microelectronics) - 8-битовый микроконтроллер со встроенной, однократно программируемой памятью для автомобильной промышленности, продолжение семейства Dualogic. Расширенны и температурный диапазон (от -40° до +125°С), гарантированный срок хранения данных для памяти EPROM и EEPROM не менее 20 лет.

• 68НС12 (Motorola) -fuzzy-микроконтроллер, базирующийся на ядре Motorola 68HC11 и содержащий специальные функции нечеткой логики. Предназначен для использования с программным пакетом fuzzy TECH и позволяет увеличить скорость выполнения приложений, созданных в этом пакете, до 15 раз и компактность кода до 6 раз по сравнению с реализацией на обычном ядре 68HC11.

• VY86C570 (Togai InfraLogic) – fuzzy - сопроцессор, 12 - битовое ядро FCA( Fuzzy Corn putationa I Accleration), 4Kx12 бит памяти ОСТО (Observation, Conclusion, &Temporary Data), память RB (Rule Base). и интерфейсная логика в одном корпусе. т SAE 81C99 (Siemens) – fuzzy - процессор. способный выполнять восемь программируемых алгоритмов, обрабатывать 256 входных переменных и формировать до 64 выходных значений максимум по 16384 правилам. Может использоваться как отдельное устройство или в качестве сопроцессора для 8 и 16 - разрядных микроконтроллеров. Скорость работы - 10 миллионов правил в секунду.

Нечеткая логика

Сергей Никольский

[nikolskys@mail.ru]

Первыми на нечеткую логику обратили внимание японские автомобилестроители. В 1991 году компания Nissan впервые применила компоненты нечеткой логики в системе управления пятискоростной автоматической коробкой переключения передач (АКПП), годом позже аналогичная система появилась на автомобилях Honda. Тогда же Mitsubishi Motors представила модель Lancer (каталоги относят ее к 1993 году, но зарубежные компании в таких случаях традицией но забега ют вперед) с системой АБС на основе процессора с нечеткой логикой. Еще годом позже спохватились и американцы: концерн General Motors применил подобную систему для управления АКПП, но угнаться за японцами было не просто ^— к этому времени на том же Nissan была внедрена нечеткая логика в системах управления впрыском топлива для бензиновых двигателей.

Ко второй половине прошлого десятилетия системами с использованием нечеткой логики штатно оснащались машины уже у помянутых Nissan, Mitsubishi и Honda, a BMW, Hyundai, Mazda, Mercedes и Peugeot планировали внедрить такие системы (вели подобные разработки и компании, сами автомобилей не производящие, например Bosh и Nippon Denso). Здесь нужно пояснить, что открытой информации о применении в тех или иных моделях систем с нечеткой логикой на сегодня попросту нет. И дело не только в защите производителями своих секретов. Отношение к самому понятию “нечеткие системы” в разных странах разное. Для японцев, “взрастивших” это направление, понятие “fuzzy” означает передовую технологию и использовании элементов искусственного интеллекта, соответственно само слово фигурирует в технических описаниях и рекламе устройств в качестве их несомненного достоинства.

Для европейцев же фраза типа “тормозная система с использованием нечеткой логики” звучит практически эквивалентно “нечеткой тормозной системе”, что потребитель может воспринять не совсем адекватно. Большинство европейских производителей просто не афиширует применение нечеткой логики, оправдываясь тем, что вся “нечеткость” зашита в микропрограмму управляющего контроллера, и не пристало потребителю интересоваться излишними тонкостями.

Типичный пример системы, хорошо поддающейся реализации с помощью нечеткой логики, — АБС — антиблокировочная тормозная система. Хотя первые подобные устройства были разработаны и внедрены еще в начале 1970-х годов (ну - ка вспомните, какие модели отечественных автомобилей производились в те годы нашим автопромом), высокая стоимость компонентов этих систем (в основном модуля управления) не позволила внедрить их массово. Через десятилетие АБС уже не считалась роскошью, но построение системы управления реального времени с периодом цикла управления в единицы миллисекунд при необходимости серьезной математической обработки или работы с огромными таблицами все равно было делом непростым и недешевым. Реализации АБС существует множество, но в общем случае управление осуществляется по двум входным
Рис.1.

параметрам: проскальзыванию колеса (отношение скорости автомобиля к мгновенной линейной скорости точки на внешнем радиусе колеса относительно его центра) и радиальному ускорению колеса. Оба параметра представляются в виде логических переменных с набором из 5 - 8 термов каждая (например “отсутствует”, “слабое”, “среднее”, “сильное”, “очень сильное”) и т. п.), на основании которых вычислитель, используя набор правил (их количество равно произведению количества термов входных переменных), получает значение давления в тормозном цилиндре, стремясь к поддержанию оптимального проскальзывания (рис.1). Подобная задача, впрочем, решается и классическими вычислителями с помощью трехмерных таблиц, описывающих плоскость выходного значения в зависимости от двух входных.

Возьмем что-нибудь посложнее. Еще один кандидат на “нечеткое управление” - двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Сложность систем управления ДВС в последние годы значительно возросла — как в связи с ужесточением экологических норм и требований к снижению расхода топлива, так и вследствие форсирования двигателей: они стали более “нежными”, требуя такого же нежного с ними обращения (со стороны системы управления, разумеется). Несмотря на то что основных параметров регулирования всего два — подача топлива и момент зажигания, — системы управления типа PID - регуляторов в данном случае не годятся, так как алгоритм управления в значительной степени зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки. Полная математическая модель ДВС слишком сложна, и до сих пор не создана. Из-за этого большинство систем у правления ДВС используют табличную модель, полученную экспериментальным путем на испытаниях и с учетом опыта экспертов.

Серьезный недостаток такой модели - сложность создания многомерных таблиц и большой объем памяти, требуемый для их записи, если выходной параметр формируется в зависимости от трех и более входных. Сегодняшние табличные системы используют в основном регулирование по двум параметрам и, соответственно, трёхмерные таблицы, описывающие поверхности. Памяти под таблицу нужно от 64 Кбайт до 1 Мбайт (иногда и больше), Попытки снизить разрядность входных и выходных переменных (обычно она составляет 6 или 8 бит) и применить интерполяцию не привели к успеху: вычислительной мощности контроллеров оказалось мало для обеспечения требуемого периода регулирования (единицы миллисекунд).

Нечеткая логика позволяет заменить таблицы правилами (несколько сотен) и реализовать управление по большому числу входных параметров, однако вряд ли вы сможете ознакомиться с наборами правил для реальных систем: компании - разработчики тщательно скрывают подобную информацию, так как она содержит ноу - хау, полученное за десятки лет инженерного труда, многочисленных испытаний, проб и ошибок (впрочем, некоторые данные по опытным образцам найти можно).

Один из вариантов системы управления ДВС с использованием нечеткой логики (Nissan) представлен на рис. 2. Основная идея в том, что первым делом определяется состояние двигателя, описываемое лингвистической переменной (назовем ее “состояние”). Для нее можно задать несколько термов, например, как в таблице.

Значение каждого из термов определяют сигналы с датчиков. Теперь, к примеру, ситуация “Двигатель запущен недавно, большая нагрузка, среднее ускорение” можно описать следующей комбинацией термов; {0,9; 0;0;1;0; 0,5}. Принимая значения термов в качестве весовых коэффициентов, отдельные

модули рассчитывают сигнал управления для подсистем впрыска, зажигания и принудительного холостого хода.

Еще одна система - автоматические трансмиссии, ничего не знающие в отличие от водителя об условиях движения, но вынужденные выбирать между экономичностью и динамикой — тоже “клиент” нечеткой логики. Их задача, как и в первых двух случаях, не описывается математически, зато вполне формулируется словами. Вот что необходимо:

• понять, что хочет водитель: спокойного движения в режиме экономии топлива или “спортивной” езды с максимальной динамикой;

• исключить частые переключения передач в условиях из вил истой дороги или спусков-подъемов;

• исключить переключение на низшие передачи, если это не позволит получить большего ускорения.

В задаче с АКПП интересно то, что одним из “входных сигналов” для системы управления является человек. Вернее, его действия в процессе движения, которые позволяют с некоторым приближением понять характер дороги или желания водителя. Частота нажатий на педаль акселератора позволяет судить, к примеру, об извилистости дороги, а амплитуда нажатий - о стиле вождения (можно, конечно, попытаться получить эти данные явно, с помощью кнопки “sport”(включение “спортивного” режима на некоторых моделях АКПП.), но это не совсем спортивно). Рассматриваются и более сложные ситуации, как, например, повторное нажатие педали акселератора в интервале 1 - 1,5 секунды после первого, что расценивается как недостаточное ускорение и вызывает принудительное включение низшей передачи. Система управления в данном случае выполняет функции эксперта, подстраиваясь под явные ил и неявные желания водителя и понемногу двигаясь в сторону искусственного интеллекта.

Имея описанные выше “умные” системы управления разгоном и торможением автомобиля, появляется законное желание объединить их в единый “интеллект” и возложить на него ответственность за поведение автомобиля если не постоянно, то хотя бы на критических участках, например, в виражах на скользкой дороге. Здравая мысль, но не вам первому она пришла в голову. Здесь лидируют немецкие автомобилестроители, и первые плоды их работы - это противозаносные системы, од повременно управляющие АКПП, блокировками дифференциалов трансмиссии и тормозами. Если в случае с той же АБС никто не мешает водителю делать так, как он хочет, лишь “корректируя” усилие торможения, то в данном случае педаль тормоза скорее становится датчиком для “интеллекта”, чем реальным органом управления: вычислитель имеет возможность пользоваться тормозами, даже если водитель не нажимал на педаль, и, наоборот, игнорировать его действия. Водителю же остается только крутить руль, на который автоматика пока не посягает, но уже присматривается через глазки видеокамер.

Впрочем, надеюсь, на наш век неавтоматизированных рулей хватит, и отечественный автопром нам в этом поможет.

Нечеткая логика в системах управления

В последнее время нечеткая технология завоевывает все больше сторонников среди разработчиков систем управления. Взяв старт в 1965 году из работ профессора Лотфи Заде[1], за прошедшее время нечеткая логика прошла путь от почти антинаучной теории, практически отвергнутой в Европе и США, до банальной ситуации конца девяностых годов, когда в Японии в широком ассортименте появились “нечеткие” бритвы, пылесосы, фотокамеры [4, 10]. Сам термин “fuzzy” так прочно вошел в жизнь, что на многих языках он даже не переводится. В России в качестве примера

Сергей и Гриняев — 29 лет, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, имеет более 70 научных публикаций. Профессиональный интерес: методы искусственного интеллекта, управление сложными социотехническими системами при неполной и нечеткой информации, информационная безопасность. Можно вспомнить рекламу стиральных машин и микроволновых печей фирмы Samsung, обладающих искусственным интеллектом на основе нечеткой логики.

Тем не менее, столь масштабный скачок в развитии нечетких систем управления не случаен. Простота и дешевизна их разработки заставляет проектировщиков все чаще прибегать к этой технологии. Бурный рост рынка нечетких систем показан на рис. 1.

После поистине взрывного старта прикладных нечетких систем в Японии [2, 3, 5, 6] многие разработчики США и Европы наконец-то обратили внимание на эту технологию. Но время было упущено, и мировым лидером в области нечетких систем стала Страна восходящего солнца [7, 8], где к концу 1980-х годов был налажен выпуск специализированных нечетких контроллеров, выполненных по технологии СБИС [9]. В такой ситуации Intel нашла поистине гениальное решение. Имея большое количество разнообразных контроллеров от MCS - 51 до MCS - 96, которые на протяжении многих лет успешно использовались во многих приложениях, корпорация решила создать средство разработки приложений на базе этих контроллеров, но с использованием технологии нечеткости. Это позволило избежать значительных затрат на конструирование собственных нечетких контроллеров, а система от Intel, получившая название fuzzy TECH, завоевала огромную популярность не только в США и Европе, но и прорвалась на японский рынок.

Немного теории

Нечеткая логика основана на использовании таких оборотов естественного языка, как “далеко”, “близко”, “холодно”, “горячо”. Диапазон ее применения очень широк — от бытовых приборов до управления сложными промышленными процессами. Многие современные задачи управления просто не могут быть решены классическими методами из-за очень большой сложности математических моделей, их описывающих. Вместе с тем, чтобы использовать теорию нечеткости на цифровых компьютерах, необходимы математические преобразования, позволяющие перейти от лингвистических переменных к их числовым аналогам в ЭВМ.

На рис. 2 показаны области наиболее эффективного применения современных технологий управления. Как видно, классические методы управления хорошо работают при полностью детерминированном объекте управления и детерминированной среде, а для систем с неполной информацией и высокой сложностью объекта управления оптимальными являются нечеткие методы управления. (В правом верхнем углу рисунка приведена еще одна современная технология у правления с применением искусственных нейронных сетей, но мы не станем столь глубоко вдаваться в достижения ученых.)

Вернемся к теории и кратко рассмотрим такие понятия, как “нечеткие правила”, “нечеткий вывод” да и сам термин “нечеткое управление”.

Классическая логика развивается с древнейших времен. Ее основоположником считается Аристотель. Логика известна нам как строгая и сугубо теоретическая наука, и большинство ученых (кроме разработчиков последнего поколения компьютеров) продолжают придерживаться этого мнения. Вместе с тем классическая или булева логика имеет один существенный недостаток - с ее помощью невозможно описать ассоциативное мышление человека. Классическая логика оперирует только двумя понятиями: ИСТИНА и ЛОЖЬ, и исключая любые промежуточные значения. Аналогично этому булева логика не признает ничего кроме единиц и нулей. Все это хорошо для вычислительных машин, но попробуйте представить весь окружающий вас мир только в черном и белом цвете, вдобавок исключив из языка любые ответы на вопросы, кроме ДА и НЕТ. В такой ситуации вам можно только посочувствовать. Решить эту проблему и призвана нечеткая логика. С термином “лингвистическая переменная” можно связать любую физическую величину, для которой нужно иметь больше значений, чем только ДА и НЕТ.

В этом случае вы определяете необходимое число термов и каждому из них ставите в соответствие некоторое значение описываемой физической величины. Для этого значения степень принадлежности физической величины к терму будет равна единице, а для всех остальных значений — в зависимости от выбранной функции принадлежности. Например, можно ввести переменную ВОЗРАСТ и определить для нее термы ЮНОШЕСКИЙ, СРЕДНИЙ и ПРЕКЛОННЫЙ. Обсудив с экспертами значения конкретного возраста для каждого терма, вы с полной уверенностью можете избавиться от жестких ограничений логики Аристотеля.
Получившие наибольшее развитие из всех разработок искусственного интеллекта, экспертные системы завоевали устойчивое признание в качестве систем поддержки принятия решений. Подобные системы способны аккумулировать знания, полученные человеком в различных областях деятельности. Посредством экспертных систем удается решить многие современные задачи, в том числе и задачи управления. Однако большинство систем все еще сильно зависит от классической логики.

Одним из основных методов представления знаний в экспертных системах являются продукционные правила, позволяющие приблизиться к стилю мышления человека. Любое правило продукций состоит из посылок и заключения. Возможно наличие нескольких посылок в правиле, в этом случае они объединяются посредством логических связок И, ИЛИ. Обычно продукционное правило записывается в виде: “ЕСЛИ (посылка) (связка) (посылка)... (посылка) ТО (заключение)”.

Главным же недостатком продукционных систем остается то, что для их функционирования требуется наличие полной информации о системе.

Нечеткие системы тоже основаны на правилах продукционного типа, однако в качестве посылки и заключения в правиле используются лингвистические переменные, что позволяет избежать ограничений, присущих классическим продукционным правилам.

Целевая установка процесса управления связывается с выходной переменной нечеткой системы управления, но результат нечеткого логического вывода является нечетким, а физическое исполнительное устройство не способно воспринять та кую команду. Необходимы специальные математические методы, позволяющие переходить от нечетких значений величин к вполне определенным. В целом весь процесс нечеткого управления можно разбить на несколько шагов: фаззификация, разработка нечетких правил и дефаззификация.

Рассмотрим подробнее эти шаги на примере поставляемой с пакетом fuzzy ТЕСН модели контейнерного крана. Пусть вам, как маститому крановщику, необходимо перегрузить контейнер с баржи на железнодорожную платформу. Вы управляете мощностью двигателя тележки крана, заставляя ее двигаться быстрее или медленнее. От скорости перемещения тележки, в свою очередь, зависит расстояние до цели и амплитуда колебания контейнера на тросе. Вследствие того, что стратегия управления краном сильно зависит от положения тележки, применение нестандартных контроллеров для этой задач и весьма затруднительно. Вместе с тем математическая модель движения груза, состоящая из нескольких дифференциальных уравнений, может быть составлена довольно легко, но для ее решения при различных исходных данные потребуется довольно много времени. К тому же исполняемый код программы будет большим и не поворотливым.

Нечеткая система справляется с такой задачей очень быстро — несмотря на то, что в место сложных дифференциальных уравнений движения груза весь процесс движения описывается терминами естественного языка:

“больше”, “средне”, “немного” и т. п. То есть так, будто вы даете указания своему товарищу, сидящему за рычагами управления.
Фаззификация

(переход к нечеткости)

Точные значения входных переменных преобразуются в значения лингвистических переменных посредством применения некоторых положении теории нечетких множеств, а именно - при помощи определенных функций принадлежности.

Рассмотрим этот этап подробнее. Прежде всего, введем понятие “лингвистической переменной” и “функции принадлежности”.
Лингвистические переменные

В нечеткой логике значения любой величины представляются не числами, а словами естественного языка и называются ТЕРМАМИ. Так, значением лингвистической переменной ДИСТАНЦИЯ являются термы ДАЛЕКО, БЛИЗКО и т. д.

Конечно, для реализации лингвистической переменной необходимо определить точные физические значения ее термов. Пусть, например, переменная ДИСТАНЦИЯ может принимать любое значение из диапазона от 0 до 60 метров. Как же нам поступить? Согласно положениям теории нечетких множеств, каждому значению расстояния из диапазона в 60 метров может быть поставлено в соответствие некоторое число, от нуля до единицы, которое определяет СТЕПЕНЬ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ данного физического значения расстояния (допустим, 10 метров) к тому или иному терму лингвистической переменной ДИСТАНЦИЯ. В нашем случае расстоянию в 50 метров можно задать степень принадлежности к терму ДАЛЕКО, равную 0,85, а к терму БЛИЗКО - 0,15. Конкретное определение степени принадлежности возможно только при работе с экспертами. При обсуждении вопроса о термах лингвистической переменной интересно прикинуть, сколько всего термов в переменной необходимо для достаточно точного представления физической величины.

В настоящее время сложилось мнение, что для большинства приложений достаточно 3 - 7 термов на каждую переменную. Минимальное значение числа термов вполне оправданно. Такое определение содержит два экстремальных значения (минимальное и максимальное) и среднее. Для большинства применений этого вполне достаточно. Что касается максимального количества термов, то оно не ограничено и зависит целиком от приложения и требуемой точности описания системы. Число же 7 обусловлено ем костью кратковременной памяти человека, в которой, по современным представлениям, может храниться до семи единиц информации.

В заключение дадим два совета, которые помогут в определении числа термов:

• исходите из стоящей перед вами задачи и необходимой точности описания, помните, что для большинства приложений вполне достаточно трех термов в переменной;

• составляемые нечеткие правила функционирования системы должны быть понятны, вы не должны испытывать существенных трудностей при их разработке; в противном случае, если не хватает словарного запаса в термах, следует увеличить их число.

Функции принадлежности

Как уже говорилось, принадлежность каждого точного значения к одному из термов лингвистической переменной определяется посредством функции принадлежности. Ее вид может быть абсолютно произвольным. Сейчас сформировалось понятие о так называемых стандартных функциях принадлежности (см. рис.3).

Стандартные функции принадлежности легко применимы к решению большинства задач. Однако если предстоит решать специфическую задачу, можно выбрать и более подходящую форму функции принадлежности, при этом можно добиться лучших результатов работы системы, чем при использовании функций стандартного вида.

Подведем некоторый итог этапа фаззификации и дадим некое подобие алгоритма по формализации задачи в терминах нечеткой логики.

Шаг 1. Для каждого терма взятой лингвистической переменной найти числовое значение или диапазон значений, наилучшим образом характеризующих данный терм. Так как это значение ил и значения являются “прототипом” нашего терма, то для них выбирается единичное значение функции принадлежности.

Шаг 2. После определения значений с единичной принадлежностью необходимо определить значение параметра с принадлежностью “О” к данному терму. Это значение может быть выбрано как значение с принадлежностью “1” к другому терму из числа определенных ранее.

Шаг 3. После определения экстремальных значений нужно определить промежуточные значения. Для них выбираются П - или Л - функции из числа стандартных функций принадлежности.

Шаг 4. Для значений, соответствующих экстремальным значениям параметра, выбираются S - или Z - функции принадлежности.

Если удалось подобным образом описать стоящую перед вами задачу, вы уже целиком погрузились в мир нечеткости. Теперь необходимо что-то, что поможет найти верный путь в этом лабиринте. Таким путеводителем вполне может стать база нечетких правил. О методах их составления мы поговорим ниже.
Разработка нечетких правил

На этом этапе определяются продукционные правила, связывающие лингвистические переменные. Совокупность таких правил описывает стратегию управления, применяемую в данной задаче.

Большинство нечетких систем используют продукционные правила для описания зависимостей между линг-

КРАСОТА КАК ПОБОЧНЫЙ ПРОДУКТ НЕРВНЫХ СЕТЕЙ

Два специалиста по поведению животных — Энтони Арек из Archway Esgeneeriag Ltd (Англия) и Магнус Энквист из University of Stockholm (Швеция) пришли к выводу, что реакция на потенциального полового партнера по критерию “красоты” неравносильна выбору по критерию целесообразности. Построив эволюционный ряд компьютерных моделей нервной сети, ведающей зрительным восприятием самки павлина, ученые (в совместном эксперименте) предъявляли этим моделям для опознавания графические образы (паттерны) из ключевых элементов силуэта самца того же вида. Опыты показали, что в основе “эстетических чувств” самки лежит специфика ее нервного механизма: некоторые явно предпочитаемые формы имели мало общего со стандартным образом павлина-самца! Арек экстраполирует данный феномен и на род человеческий:

“По всей видимости, то, что мы находим прекрасным, попросту воздействует на скрытые пристрастия и причудливые выверты систем опознавания... Красота — в техническом смысле — лишь артефакт нейронных сетей, побочный продукт нашей нервной деятельности”.

Роскошный павлиний хвост впечатляет, однако практически мыслящие люди все же склонны недоумевать: зачем птице столь яркая часть тела? Какая от нее польза?

Классик Чарлз Дарвин объяснял эволюционное развитие этих длинных, переливчатых перьев (равно как и призывных криков, песен, специфической окраски и разнообразных ритуалов других животных) половым отбором, в основе которого лежит “индивидуальное эстетическое чувство”, свойственное данному виду. Другие биологи полагали, что роль подобных аксессуаров — подчеркнуть достоинства самца:

только сильные особи способны преуспевать, несмотря на хищников, при столь заметной демаскировке, как яркая окраска, разворачивающийся веером хвост и пронзительные крики! Согласно этой теории в процессе эволюции самцы — для соблазнения самок — развивают все более “преувеличенные” внешние характеристики.

В прошлом году бихейвиористы (от behaviour — “поведение”) Арек и Энквист экспериментально подтвердили, что предпочтение самками павлина прекрасных длинных хвостов может иметь мало общего с поиском идеального партнера,— обнаружив специфические особенности нервного механизма опознавания.

Исследователи создали компьютерную модель зрительной системы самки павлина, копирующую обработку информации различными группами нервных клеток (нейронов). Модель (имитация нервной сети) представляет собой “сеть”, включающую 36 светочувствительных элементов, которые передают визуальную информацию на 10 обрабатывающих “клеток”; те, в свою очередь, посылают сигналы (в виде цифровых последовательностей) на оконечную “клетку” системы. Если выходной сигнал последней имеет достаточно большое численное значение, это свидетельствует, что опознание произошло.

Установлено, что для выбора самца своего вида самке необходимо опознать несколько ключевых характеристик (самых броских особенностей внешнего облика):

именно они возбуждают нервные клетки в “правильной” комбинации и в “правильных” пропорциях. Самке, однако, приходится разглядывать потенциального партнера с различных углов зрения и не только при идеальных условиях видимости. Поэтому ее нервный механизм способен обобщать нечеткие или размытые (fuzzy) образы; и эта особенность, замечает Арек, оставляет поле деятельности для эволюции.

Совместно с Энквистом он занялся эволюционным развитием исходной модели, предъявляя ей для опознания, набор крестообразных форм, символизирующих самцов различных видов (горизонтальная перекладина креста изображает крылья, верхний конец — хвост, нижний — ноги птицы). Для образа павлина ученые избрали главной ключевой характеристикой длинный верхний конец креста (т.е. пресловутый хвост). Мутации компьютерной сети инициировались изменением коэффициентов, определяющих взаимозависимость ее элементов. В каждом “поколении” экспериментаторы отбирали модификацию, отдающую наибольшее предпочтение кресту указанного вида по сравнению с другими возможными формами (типа, скажем, креста с коротким верхним концом или с равновеликими концами). Они продолжили процесс селекции до тех пор, пока не получили компьютерную сеть (базовую модель), которая безошибочно делала правильный выбор.

На втором этапе эксперимента базовой модели предъявлялись для опознания только символические образы павлина - самца, но это были совершенно новые, “мутантные” формы: они отличались от стандарта более длинными, короткими, широкими или искривленными хвостами, более длинными или широкими крыльями — и тому подобное. “Мы позволили нервной сети и визуальным образам мутировать совместно... Многие новые формы вызывали более сильные отклики опознавания, чем исходная, и кончилось тем, что некоторые из “преувеличенных” паттернов стали предпочитаемым выбором. Они могут не ассоциироваться с качественными отличиями самца, а являться артефактом потребности самки в опознании самцов своего вида”,— резюмировали Арек и Энквист.

Собственно, главный результат эксперимента таков. Модель нервной сети, специально натренированная на 100-процентное опознавание стандартного образа самца, продолжая сохранять данное качество, дает более мощные (в численном значении) отклики на определенные мутантные формы, часть из которых (например, с широкими крыльями) весьма далека от оригинала. Поскольку в природе выбор самки зависит от силы ее нервного отклика, то следует вы-вод: специфика нейронных сетей оказывает на этот выбор определенное давление. Причем, как полагают биологи, это справедливо не только для “брачных” сигналов и не только для визуальной системы восприятия!

Специалист в области эволюционной биологии Марк Киркпатрик (Техасский университет) заметил: “Теперь доказано, что система, которая эволюционировала или была обучена опознавать определенные стимулы, способна откликаться на новые, измененные и даже необычные стимулы, качественно отличные от тех, с которыми ей прежде приходилось иметь дело”.

Итак, не исключена возможность, что великолепный хвост павлиньего самца является не признаком оптимального производителя... а всего лишь ухищрением, вызывающим наибольший отклик нервной системы партнерши. Нейробиолог Уолтер Вилжински (коллега Килпатрика) высказал оригинальное мнение: “Самцы просто натолкнулись на способ эксплуатации системы опознания самок! И дурочки выбирают их, будучи рабынями причуд собственных нейронных сетей...”

Арек и Энквист заявили, что намерены продолжить исследование — с целью четко определить влияние специфики нервной системы на выработку эстетических стандартов: “Бихейвиористика, изучающая поведение животных, буквально наступает на пятки эстетике... Мы предлагаем новые идеи, которые могут и должны повлиять на традиционный образ мыслей”.
Nature, Science News

Положимся на случай

Какие особенности нервной деятельности определяют творческие способности человека? Точный ответ на этот вопрос науке пока что неизвестен, но вот в Кембриджском университете не так давно сделано открытие, которое его авторы рассматривают и как возможный шаг к разгадке феномена творчества.

Нейрофизиологи Кембриджа обнаружили, что нервные клетки всегда не одинаково реагируют на одно и то же возбуждение, явно демонстрируя случайность поведения. Как поясняет открытие руководитель исследовательской группы Роджер Карпентер (Roger Carpenter), впечатление такое, что в нейронах мозга имеется встроенный рандомизатор, некое подобие рулетки.

Ранее необъяснимую переменчивость реакций клеток мозга пытались объяснять наличием незаметных “шумов” в поступающем раздражителе. Однако самые последние, точные и аккуратные эксперименты убедительно демонстрируют, что “шумы” здесь ни при чем. Поскольку схожие результаты получены для нейронов весьма различных животных (кошек, жаб, медуз), то, похоже, что случайность реакции является внутренне присущим, фундаментальным свойством нервной системы и мозга. Группой кембриджских ученых также установлено, что каждый небольшой блок клеток мозга вносит собственный элемент случайности, реагируя на один и тот же раздражитель по - разному.

Возможно недетерминированный, случайный характер реакций нервной системы помогает организмам выживать в нашем сложном и полном опасностей мире. Но, как предполагают в Кембридже, заложенная в мозг непредсказуемость реакции может быть и глубинным источником творчества человека, поскольку случайность приводит к новым типам поведения, к интересным комбинациям идей, а ведь именно это и лежит в основе процесса открытия нового. - Б.К. (Как тут не вспомнить о квантовом сознании? - Г.Б.)

Интеллект – понятие относительное.

Что такое интеллект? Считается, что именно им мы выгодно отличаемся от животных. Можно ли, и как создать думающий компьютер? Об этом написано много разных трудов. Но если за дело берутся прагматики математики, да еще вооруженные компьютерными моделями, то возникает, по крайней мере, неординарная точка зрения.

По мнению Джозефа Вэйклинга (Joseph Wakeling) и Пи Бека (Per Bak) из Имперского лондонского колледжа, интеллект - понятие, неотделимое от окружающих условий, включая физическое тело его носителя. Умнее тот, кто находит лучшее решение проблем, которые ставит перед ним среда. В этом смысле мы ничем принципиально не отличаемся от бактерии, случайно блуждающей в поисках пищи. Просто среды и задачи у нас разные. К такой точке зрения ученые пришли в результате анализа простейшей компьютерной модели естественного отбора в нейронных сетях.

Водители часто стараются выбрать из двух дорог домой менее загруженную. В такой же игре участвовала пара сотен нейронных сетей, двадцать тысяч раз подряд выбиравших из двух вариантов. Выбор считался удачным, если его предпочитало меньшинство. В процессе игры каждая нейронная сеть, которую авторы называли “мини-мозгом”, самообучалась, сохраняя те связи между нейронами, которые вели к удачному выбору. Количество нейронов в каждом мини - мозге определяло уровень его “интеллекта” и объем памяти о предыдущих раундах игры. Модель позволяла проследить, как эти параметры влияют на успешность действий в окружении себе подобных.

Оказалось, что если все участники игры имеют близкие способности, то возникает “эффект толпы”. Ни одной из нейронных сетей не удавалось научиться действовать умнее “болвана”, который использует для принятия решения простое подбрасывание монетки. Однако если в среде нейронных сетей заводился единственный “жулик”, который заметно превосходил остальных объемом памяти, и обладал достаточной мощью “интеллекта”, то ему почти всегда удавалось научиться делать правильный выбор. Тем самым для “жизненного” успеха важен не сам “ум”, а то, как он соотносится со способностями остальных

Авторы делают вывод, что традиционные философские представления, разделяющие материю и сознание и приписывающие человеку “магические” способности думать, понимать и постигать мир в некоторой рациональной абстрактной форме и, наконец, стремиться к “фундаментальной истине”, порочны. По - видимому, в своей основе они содержат религиозные заблуждения, которые сегодня заметно тормозят прогресс в создании “искусственного интеллекта”, требуя от “умных” машин не конкретных решений ясно поставленных задач, а абстрактной способности решать любые проблемы. — Г.А.

Почему ползает червь?
S. L. McIntire et al., “Nature”, 1993, v. 364, p. 334,337

Нейрофизиологи давно мечтают разобраться в поведении хотя бы простейшего организма на клеточном уровне — узнать, какую функцию выполняет тог или иной нейрон. Если нервная система человека состоит из 10 клеток (а число связей между ними во много раз больше), у моллюсков — порядка ста тысяч, то у нематоды C. elegans всего 302 нейрона, и полная схема их соединения между собой была описана в 1986 году.

Нейроны нематоды связаны с разными медиаторами, 26 из них регулируются гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). Исследователи из Бостона выяснили роль каждого из 26 этих нейронов (за исключением одного). Они лазерным микролучом убивали отдельные клетки, а также вызывали мутации в генах, ответственных за синтез ГАМК (тем самым, нарушая работу таких нейронов), и смотрели, как измененится поведение червя.

Оказалось, что 19 нейронов регулируют расслабление (а ГАМК - зависимые нейроны, как правило, — тормозные) спинных и брюшных мышц, которое, чтобы червь мог ползти, должно идти в противофазе. Если эти клетки повреждали, то червь начинал ерзать на месте. Четыре нейрона сходным образом ограничивают движения головы при поиске пищи, а два — заведуют дефекацией.

Когда станут, известны функции остальных 277 нейронов нематоды, ее нервную систему можно будет полностью смоделировать компьютерной программой или электронной схемой.

Юрий Морзеев
Зачем компьютеру зрение

Часть 1. История развития технологии компьютерного зрения

Немного теории

Технология компьютерного зрения по праву может считаться одной из самых передовых и перспективных на данном этапе развития глобальных цифровых компьютерных технологий. К сожалению, в современной популярной литературе можно с трудом отыскать информацию по данной тематике. Большинство существующих публикаций на тему компьютерного зрения лишь приоткрывают завесу, оставляя за рамками повествования многие важные и интересные вопросы. Как правило, все сводится к описанию того или иного приложения либо группы приложений, что является не более чем вершиной айсберга технологий. Именно этот пробел мне и хотелось бы восполнить, ознакомив широкий круг читателей с этим инновационным направлением и сделав входящие в него технологии более понятными, привычными и доступными.

Вот уже на протяжении нескольких десятилетий проблема компьютерного зрения занимает умы не только исследователей, но и всех тех, кто связан с современным высокотехнологическим производством. Совершенствование персональной вычислительной техники, увеличение производительности персональных компьютеров и появление на рынке дешевых устройств ввода видеоинформации стимулирует развитие компьютерных технологий. И не случайно многие современные разработки в области компьютерного зрения реализуются в расчете на персональные компьютеры. При этом уже сейчас становится ясно, что от успешного решения ряда сложных и неоднозначных задач компьютерного зрения зависит автоматизация множества процессов и операций, которые до этого управлялись и контролировались только человеком.

Термин “компьютерное зрение” имеет много синонимов: машинное зрение, распознавание зрительных образов, анализ изображений и т.д. Однако смысл, скрывающийся за всеми этими определениями, один — это попытка научить компьютер видеть мир глазами человека, воспринимать его как человек и выполнять в связи с этим различные действия так же, как делал бы это человек, тем самым, подменяя или полностью, исключая последнего. Необходимость в этом возникает в ситуациях, связанных с риском для жизни, и бывает обусловлена особенностями человека как живого организма, которому свойственно быстро утомляться, пропускать через себя ограниченный объем информации, а также обрабатывать данные с относительно низкой скоростью. Процесс компьютерного зрения представляет собой сложную технологическую цепочку, включающую получение цифрового изображения, обработку изображения с целью выделения значимой информации на изображении и анализ этого предобработанного изображения для решения определенной задачи.

Конечно, идеальным представляется создание универсальной самообучающейся системы, которая бы “росла” и “зрела” так же, как это с рождения происходит с любым человеком. Руководствуясь столь высокими целями, разработчики в области компьютерного зрения сегодня решают непростые задачи. Можно сказать, что область компьютерного зрения имеет недолгую по меркам фундаментальных наук, но очень бурную историю зарождения и развития,

История появления изображений и стремления передачи информации посредством изображений уходит корнями в ранний период развития цивилизации, когда наборы изображений, заменяя первые лингвистические опыты, служили простейшим средством коммуникации или обмена информацией.

Авторы многих книг по обработке изображений и распознаванию образов сходятся в том, что история технологии компьютерного зрения как наукоемкой области знаний берет свой отсчет с 50-х годов XX века. Именно в этот период компьютеры постепенно начали становиться общедоступным средством обработки и анализа информации. Однако следует отметить, что первые системы оцифровки визуальной информации были весьма примитивными, а изображения — малоформатными и низкоинформативными. Поэтому первыми задачами, которые решались в то время, стали проблемы, связанные с автоматическим распознаванием печатных буквенно-цифровых символов (знаков).

К этому же периоду времени относятся первые попытки моделирования нейронной деятельности человеческого мозга для решения задач компьютерного зрения. Одним из самых интересных свойств человеческого мозга является способность отвечать на бесконечное множество состояний внешней среды конечным числом реакций. Может быть, именно это свойство позволило человеку достичь высшей формы существования живой материи, выражающейся в способности к мышлению, то есть к активному отражению объективного мира в виде субъективных образов, понятий, суждений и т.д. Стремясь воспроизвести функции человеческого мозга, исследователи создали простые аппаратные (а позже программные) модели биологического нейрона и системы его соединений.

Первый успех в области машинного зрения можно смело связать с разработкой психолога Корнеллской лаборатории аэронавтики Фрэнка Розенблатта — персептроном (от perception — восприятие). Персептрон был впервые смоделирован на универсальной ЭВМ IBM-740 в 1958 году. Аппаратный вариант персептрона — Mark I Perceptron был изготовлен в 1960 году и предназначался для распознавания зрительных образов. Его рецепторное поле состояло из 400 точек (матрица 20х20 элементов), и он был способен решать ряд несложных задач, в частности распознавать печатные буквы.

Исследования в области синтеза систем компьютерного зрения бурно развивались на протяжении 60-х годов по мере того, как расширялось использование вычислительных машин и, становилась очевидной потребность в более быстрой и эффективной связи человека с ЭВМ. К началу 60-х годов задачи компьютерного зрения в основном охватывали область космических исследований, требовавших обработки большого количества цифровой информации. Запущенные в то время космические летательные аппараты передавали на Землю тысячи телевизионных изображений Земли, обратной стороны поверхности Луны. Полученные тогда цифровые изображения требовали удаления различного рода искажений, в частности оптических. Кроме того, эти изображения нуждались в обработке и анализе с целью решения различного рода навигационных задач, — таких как определение места площадок, пригодных для посадки спускаемых космических аппаратов.

Позднее, в 70-е годы, наряду с ростом разрешающей способности изображений в видимом спектре эта информация стала дополняться полученной в тепловизионном и других спектральных диапазонах частот, что позволяло проводить более глубокий анализ данных. Начали развиваться различные подходы к распознаванию объектов на изображении, например структурные, признаковые и текстурные.

80-е и 90-е годы ознаменовались появлением нового поколения датчиков двухмерных цифровых информационных полей различной физической природы. К ним можно отнести датчики, построенные на матрицах ПЗС (прибор зарядовой связи) и КМОП (комплементарный – металл – оксид - полупроводник), датчики ночного видения, тепловизоры (датчики, воспринимающие инфракрасное излучение), лазерные локаторы и др. Развитие новых измерительных систем и методов регистрации двухмерных цифровых информационных полей в реальном масштабе времени позволило получать для анализа устойчивые во времени изображения, генерируемые этими датчиками. Совершенствование же технологий производства этих датчиков позволило существенным образом снизить их стоимость, а значит, значительно расширить область их применения.

Рост быстродействия микропроцессоров, снижение цен на камеры и десятикратное увеличение полосы пропускания при передаче видео с помощью таких технологий, как USB 2, позволяют реализовать действующие в режиме реального времени алгоритмы машинного зрения на стандартных компьютерах. Использование машинного зрения на персональных компьютерах в сочетании с качественными средствами визуализации способно коренным образом изменить способ взаимодействия человека с компьютером и окружающим миром. Машинное зрение уже привлекает внимание исследователей, занимающихся разработкой передовых приложений для домашнего использования.

Что касается непосредственно теории компьютерного зрения и ее приложений, то в настоящее время существует четкая граница между так называемым монокулярным и бинокулярным компьютерным зрением. К первой области относятся исследования и разработки в области компьютерного зрения, связанные с информацией, поступающей от одной камеры или от каждой камеры отдельно. Ко второй области относятся исследования и разработки, имеющие дело с информацией, одновременно поступающей от двух и более камер. Несколько камер в таких системах используются для измерения глубины наблюдения. Эти системы называются стереосистемами, а наука, которая их развивает¬ — стереофотогримметрией. Безусловно, информация о глубине можно получить за счёт использования специальных так называемых активных, датчиков что есть одновременно излучающих и принимающих сигнал), например таких, как локатор. Однако на практике все оказывается намного сложнее. Такие устройства могут применяться для оценки глубины лишь на небольших дальностях ввиду того, что на больших расстояниях их сигнал обладает свойством рассеивания.

В этом плане гораздо надежнее и проще использовать так называемые пассивные датчики, способные только принимать излучаемый сигнал. В частности, к таким датчикам относят видеокамеры. Важно подчеркнуть тот факт, что камеры в стереосистемах должны быть специальным образом ориентированы в пространстве, чтобы полученные кадры можно было поставить во взаимооднозначное соответствие и сформировать объемное представление об объекте. Примерно то же самое происходит у человека. Наши глаза воспринимают объекты под разными углами, два независимых изображения анализируются мозгом, и в результате их сопоставления формируются образ предмета, его признаки и глубина изображения.

К настоящему моменту теория компьютерного зрения полностью сложилась как самостоятельный раздел кибернетики, опирающийся на солидную научную и практическую базу знаний. Ежегодно по данной тематике издаются сотни книг и монографий, проводятся десятки конференций и симпозиумов, выпускается различное программное и аппаратно-программное обеспечение. Существует ряд научно - общественных организаций, поддерживающих и освещающих исследования в области современных технологий, в том числе технологии компьютерного зрения. К ним, в частности, относятся SPIE (Международное сообщество по оптической инженерии), IEEE Computer Society (Institute of Electrical and Electronics Engineers), РОФДЗ (Общество содействия развитию фотограмметрии и дистанционного зондирования) и ряд других организаций.

Приложения в области компьютерного зрения

Образное восприятие мира — одно из загадочных свойств живого мозга, позволяющее разобраться в бесконечном потоке воспринимаемой информации и сохранять ориентацию в многомерном пространстве разрозненных данных о внешнем мире. Воспринимая внешний мир, мы всегда производим классификацию своих ощущений, то есть, разбиваем их на группы похожих, но не тождественных явлений. К сожалению, компьютерному зрению еще далеко до уровня распознавания человека, точные принципы анализа визуальной информации которого до конца не изучены. Решение задачи моделирования деятельности человеческого глаза и мозга, безусловно, ответило бы на большинство вопросов в области компьютерного зрения. Однако даже предварительные оценки показывают, что решение этой задачи в реальном времени потребует огромных вычислительных затрат.

Сегодня человек стремится обзавестись электронными помощниками, способными решать за него если не сложные в плане принятия решений, то уж во всяком случае, трудоемкие и ресурсоемкие задачи, которые позволили бы избавить его от обязательного монотонного труда либо просто помогли бы ему изменить или улучшить визуализацию изображений, провести на изображениях различного рода измерения и т.п.

В настоящий момент существует множество направлений в области компьютерного зрения. К наиболее значимым из них относятся зрение роботов, средства автоматизации обработки визуальных данных и информации, биометрия и безопасность, распознавание буквенно-символьной информации, распознавание жестов, детектирование наличия движущихся объектов в поле зрения камеры, распознавание зрительных образов, задачи мультисенсорного распознавания, задачи медицинской диагностики, различного рода системы мониторинга, пакеты программ по обработке изображений общего назначения и ряд других направлений. Большинству из этих направлений присущи свои многочисленные области исследований. Так что это деление можно считать весьма общим и условным. Многие задачи решаются на стыках направлений, когда от систем требуется большая универсальность или гибкость в работе. Отрадно, что во всем мире наблюдается тенденция повышения интереса к этим новым, пусть и не вполне еще совершенным технологиям.

Хочу теперь подробнее остановиться на ряде наиболее интересных из вышеперечисленных технологий.

Начнем со зрения роботов — с самой современной, передовой и инновационной технологии, которая подразумевает такое понятие, как интеллектуальный дом. Именно в этой области начинают активно применяться технологии компьютерного зрения с прицелом на недалекое будущее. Оборудуя роботов нового поколения мобильными камерами и алгоритмами стереовидения, многие компании работают над созданием интеллектуальных роботов, способных не только свободно ориентироваться в квартире и узнавать своих хозяев, но и выполнять определенные задачи по дистанционно подаваемым командам. Сейчас, безусловно, рано говорить, является ли прообразом будущего домашнего охранника собачка Aibo от Sony — это пока лишь простой электронный домашний питомец, который узнает мячик и играет с ним, а также требует заботы и внимания со стороны хозяев, чтобы вырасти хорошей собакой. Но уже очевидно, что телевизор вскоре будет, узнавая хозяина, включать его любимый канал.

Робот-пылесос будет к вашему приходу чистить пол в квартире, ловко обходя все препятствия. Холодильник определит недостающие продукты по списку постоянных и закажет их по Интернету. А с помощью обычного сотового телефона, оборудованного камерой, можно будет без труда выяснить, где найти приглянувшийся товар. В этом плане весьма показательна прошедшая в конце марта нынешнего года в Японии выставка Robodex. В ней принимали участие 27 компаний, представивших на суд общественности более 70 новых моделей роботов. Наряду с роботами-охранниками и роботами-уборщиками на выставке было продемонстрировано большое количество человекообразных роботов. Кстати, в Японии существует поддерживаемая на государственном уровне специальная программа Humanoid Robotic Project, которая предусматривает разработку человекообразного робота.

По мнению Хирохисы Хирукавы, исследователя из Национального института перспективных научных исследований и технологий, производство роботов в XXI веке может стать крупнейшей отраслью промышленности — подобно производству автомобилей в XX столетии. При этом уже к 2025-му, в крайнем случае, к 2050 году стоит ожидать массового распространения роботов, служащих для выполнения домашних работ,

Другое весьма распространенное направление, можно сказать — ветеран на рынке систем компьютерного зрения, охватывает системы автоматизации обработки информации, поступающей от видеокамер. Яркий пример — системы, обнаруживающие и декодирующие информацию, содержащуюся в штриховых кодах. Думаю, что со штрих - кодовой информацией и внешней стороной ее декодирования сталкивались при совершении покупок в крупных супермаркетах многие из читателей. Ассортимент современного супермаркета составляет от 5 до 50 тыс. наименований товаров, в зависимости от размеров магазина, Координирование в таком объеме — задача трудоемкая, практически невыполнимая при отсутствии системы автоматизированного учета и управления. Символика современного двухмерного штрих-кода допускает хранение до 150 байт, 250 алфавитно-цифровых символов или 366 цифр. Это осуществляется выбором одной из трех модификаций кода: байтовый, текстовый или цифровой.

Текстовый код поддерживает печатные ASCII-символы с кодами от 32 до 126 включительно, а также некоторые контрольные символы. Байтовый предусматривает использование всех 256 возможных 8-битовых величин. Этот набор включает все ASCII-символы от 0 до 127 включительно, а также национальные символы. Помимо супермаркетов алгоритмы обнаружения и декодирования штрих - кодовой информации могут использоваться в системах автоматической сортировки корреспонденции, автоматического учета и поиска товара на складах, хранения персональной информации для систем авторизации и для решения многих других задач.

Процессы идентификации личности вызывают значительный интерес на протяжении многих десятилетий. И это не удивительно, ведь человек неизменно стремился защититься от посягательств на свое жилище, средство передвижения, благосостояние, интеллектуальную собственность и т.п. В последнее время, особенно в связи с трагическими сентябрьскими событиями 2001 года в США, наблюдается новый подъем интереса к таким системам. К наиболее известным системам идентификации относят следующие: системы охраны и контроля доступа, системы предупреждения преступлений и идентификации преступников, системы ограничения доступа, системы учета и сбора статистики посетителей, системы идентификации удаленных пользователей и пользователей Internet, верификация кредитных карточек, криминалистическая экспертиза, контроль времени посещения и т.д.

Основные пути и способы решения этих задач лежат в области разработки так называемых биометрических систем. В биометрических системах распознавания источником информации измеряемой, идентифицируемой величины служит совокупность биометрических характеристик человека. В качестве биометрической характеристики человека могут выступать его голос, почерк, отпечатки пальцев, геометрия кисти руки. Рисунок сетчатки или радужной оболочки глаза, лицо и даже его ДНК. От выбранной биометрической характеристики зависят особенности системы идентификации в целом. Можно назвать еще ряд причин, серьезно повышающих значимость биометрических систем. В частности, речь идет о повышении требований к функциональным возможностям автоматических систем безопасности, расположенных в общественных местах (вокзалы, аэропорты, супермаркеты и т.п.), что связано с необходимостью выполнять, управляемые действия в реальном времени. Придание этих функциональных возможностей биометрическим системам зависит от успехов в области цифровой техники и методов цифровой обработки информации.

Технология детектирования движения в поле зрения камеры, или motion detection, стала одной из первых коммерческих технологий на потребительском рынке Web-камер. Принцип работы технологии очень простой, поскольку предполагается, что камера неподвижна, а следовательно, неподвижен и фон. Движутся только объекты. (Хотя существуют и такие технологии, которые позволяют детектировать движущиеся объекты на движущемся фоне.) Замечательным достоинством данной технологии является ее полная инвариантность к освещенности и цветности. Потребительский рынок откликнулся на это развитием двух основных направлений. Первое породило новый вид человеко-машинных интерфейсов, при котором человек получил возможность управлять запуском различных информационных или других приложений бесконтактно (дистанционно). Наиболее увлекательные виды таких интерфейсов были разработаны для компьютерных игр, использующих в качестве входного сигнала информацию, поступающую от Web-камер.

Участники этих игр должны совершать манипуляции в поле зрения камеры, управляя различными объектами, например простым движением руки подбрасывать мяч или играть в волейбол. Самым известным игровым пакетом с управлением играми через Web-камеру стал сборник игр от Reality Fusion, который поставлялся вместе с камерами фирмы Logitech. Второе направление связано с появлением новых функциональных возможностей систем безопасности. На первых порах задача сводилась к простому детектированию движущихся объектов. Уже в таком виде это важно для многих систем безопасности, когда в охранной зоне исключено какое бы, то ни было движение. Более продвинутые системы подразумевают наличие в своем составе интеллектуальных детекторов движения, способных отличить движущегося человека от собаки, машины или дерева, раскачивающегося на ветру. На данный момент лишь немногие системы безопасности могут похвастаться такими возможностями, существенно их удорожающими.

И это не удивительно, ведь наличие такой системы значительно облегчает работу охранников, физически не способных одновременно следить за десятком и более мониторов. Привлекая, внимание охраны к определенному монитору и автоматически регистрируя, охранное событие, такие системы резко повышают уровень безопасности охраняемого объекта.

Особое место в области разработки систем компьютерного зрения занимают задачи медицинской диагностики. Основные задачи, которые должны решать здесь данные технологии, следующие: задача измерения объектов на рентгенограммах, компьютерных томограммах и современных цифровых ультразвуковых приборах, задача улучшения визуализации, задача восстановления трехмерных форм объектов. Наиболее современной и бурно развивающейся в области разработки медицинских диагностических приложений можно считать технологию, связанную с определением степени алкогольного и наркотического опьянения на основе анализа реакции зрачка пациента. Возможно, через несколько лет с помощью таких приборов удастся упростить процедуру наркологического контроля, практически бесконтактно получая достаточно точный диагноз.

Из традиционных областей диагностики, где сегодня пытаются работать алгоритмисты и врачи, можно выделить диагностику туберкулеза легких по рентгенограммам, диагностику синуситов, диагностику нарушений липидного обмена, диагностику состояния кровеносных сосудов и сосудов головного мозга и ряд других направлений. Сложность разработки медицинских систем компьютерного зрения обусловлена трудностью формализации диагностических признаков, по которым необходимо принимать решение о том или ином заболевании. Как правило, свести воедино эти признаки может только врач на основании косвенных признаков и личного опыта. При этом диагноз может серьезно отличаться от тою, что выдает система. Именно поэтому все компьютерные приложения для медицины сейчас работают только как помощники врачей, улучшая или изменяя визуализацию, выделяя объекты на изображениях по желанию врача или помогая ему в замерах и подготовке карт обследований.

Вместе с тем данный факт свидетельствует лишь о большом объеме, глубине и, следовательно, о перспективности исследовательских и экспериментальных работ в этом направлении. Уже сейчас ряд компьютерных компаний работает в области создания медицинских диагностических комплексов, способных диагностировать пациентов на основе комплексного подхода в принятии решения, что “по плечу” лишь мощным и дорогостоящим, даже по современным меркам, компьютерам.

Потребность в разработке систем распознавания буквенно-символьной информации документов — одна из первопричин развития всей теории и практики машинного зрения. На современном этапе развития науки и технологии эта область охватывает лингвистику, семантику, обработку текстов и систем оптического распознавания символов. Разрабатываемые программы позволяют автоматизировать ввод в компьютер текстов, таблиц, форм анкет и бланков, распознавать тексты, написанные печатными буквами от руки, или распознавать почерк автора, переводя рукописные материалы в электронный вид. В качестве входного источника информации в таких системах обычно выступает сканер или специальный электронный планшет, соединенный с компьютером. Процесс обработки информации обычно включает сканирование бумажных оригиналов, распознавание содержащейся информации, а также возможность проверки результатов распознавания оператором, проведение формального и логического контроля полученных данных на соответствие определенным правилам и сохранение результатов работы.

Не углубляясь в подробности технологии, отмечу, что на рынке этого программного обеспечения уверенно доминируют компания ABBY с серией программ FineReader и FormReader и компания Cognitive Technologies с серией программ CuneiForm и CognitiveForms. Основные проблемы, которые стоят сейчас перед разработчиками подобных систем, — надежное распознавание буквенно-символьной информации при низком разрешении изображения, то есть количества пикселов, приходящихся на дюйм, а также надежное распознавание рукописных текстов. Но, несмотря на сохраняющиеся проблемы, данную технологию можно считать окончательно сформировавшейся.

Системам мониторинга на основе информации, поступающей от видеокамер, сегодня уделяется особенно пристальное внимание. Главная задача таких систем — предупредить человека об опасности и по возможности предпринять какие-либо заранее предусмотренные или программно заложенные действия. Рассмотрим простой пример из нашей повседневной действительности. Ни для кого не секрет, что наиболее опасным для жизни человека видом транспорта является в наши дни автомобиль. Ежедневно на дорогах происходят тысячи происшествий, в которых ни в чем не повинные люди гибнут из-за чьего-то недосмотра или халатности. Именно поэтому в этом направлении ведутся сейчас активные исследовательские и экспериментальные работы. Снижение числа дорожно-транспортных происшествий сохранит обществу большое количество средств. Типичные примеры — система оценки усталости водителя и система обнаружения препятствий, возникающих по ходу движения автомобиля.

Перспективность таких систем очевидна, ведь источником информации для них являются электронные глаза, способные днем и ночью следить за водителем и дорогой. Оборудованные специальной инфракрасной подсветкой, они становятся работоспособными в широком диапазоне условий освещенности, позволяют следить за водителем, даже если тот надел солнцезащитные очки. Такие системы уже сейчас проходят стадию тестирования экспериментальных образцов на автомобильных полигонах Японии.

В заключение хочется еще раз вернуться к главному вопросу данной публикации: зачем компьютеру зрение? Современный пользователь персонального компьютера все чаще лицом к лицу сталкивается с различными приложениями в области компьютерного зрения: с системами авторизации и контроля доступа, системами диагностики и рядом других систем, делающих компьютер зрячим. Научить компьютер видеть мир, — значит, получить надежного помощника, денно и нощно занятого решением насущных задач. Например, на основе несложных алгоритмов и камеры можно создать надежную противоугонную систему для личного автомобиля, припаркованного у дома. Такая система выдержит любые происки ничего не подозревающего вандала. А можно написать screensaver, который будет “фотографировать” каждого, кто попытается подобрать к нему пароль. Да что говорить — это лишь малая толика того, на что способен “прозревший” компьютер!

Глава 3 Проблемы эволюции

Размышления
Эволюция и сотворение мира

Доктор философских наук Ю. А. ШРЕЙДЕР

МОГЛА ЛИ ПРИРОДА СОТВОРИТЬ СЕБЯ САМОЕ?

Разница между учением Библии и естественно - научным взглядом на возникновение мира и жизни на Земле состоит вовсе не в противопоставлении мгновенного возникновения и длительного развития. Согласно Книге бытия — первой книги Моисея, Бог последовательно сотворил свет, твердь небесную, сушу и растительность, светила, рыб и птиц, животных и человека. Ему потребовалось на это шесть дней, и мы не знаем, как измерить длительность этих дней в известных нам масштабах, ведь и само время было сотворено за эти же дни. Порядок творения вполне соответствует представлениям современной космологии. Например, чтобы создать светила, необходимо сперва создать свет — то есть световые частицы (фотоны), чтобы светила могли их излучать, а значит, светить.

Здравомыслящий ученый, не ищущий в Библии буквального описания деталей естественно исторического процесса, не обнаружит в священной книге иудеев и христиан никаких серьезных разночтений с данными современного естествознания. Правда, Библия учит, что мир не существовал вечно и не возник сам по себе, он был сотворен. Но ведь вечность мира — это философская аксиома. Эта аксиома отнюдь не вытекает из научных фактов, ибо наука в состоянии изучать только имеющуюся в наличии действительность, но не в состоянии исследовать, как эта действительность возникла. И языческие мифы, и материалистическое мировоззрение исходят из предположения, что в природе есть материал для развития; и соответствующие потенции, позволяющие ей организоваться в хорошо устроенный космос.

Такая логическая возможность заранее не может быть исключена: почему бы природе не создать самое себя, в том числе собственные законы самоорганизации? Библия отвергает эту возможность, утверждая, что Бог сотворил бытие из небытия. Строго говоря. Бог есть источник всяческого бытия, но не само бытие. Он сотворил не только “все видимое”, то есть материальные объекты, но и “все невидимое”, то есть сами законы движения и развития материи. В этом случае сложное оказывается причиной более простого, что вполне согласуется с естественнонаучным принципом согласно которому энтропия может только возрастать или, в крайнем случае, оставаться на одном уровне.

По тем же соображениям трудно представить себе естественное возникновение живого из неживого. Равно как и появление сознания нелегко объяснить постепенным усложнением интеллектуальных способностей приматов к моменту генезиса человека, поскольку оно направлено на осознание себя и своего места в мире. По Библии, сознание даровано человеку Богом в момент, когда он “вдунул в лице его дыхание жизни”.

Сказанное вовсе не означает, что Творец поступил как часовой мастер, сконструировавший и заведший часы, но сам устранившийся от дальнейшего вмешательства в их ход. Часы остались в мастерской того, кто сотворил время, но сам находится вне времени и не может быть описан в категориях “до” или “после”.

ОТРИЦАЕТ ЛИ АКТ ТВОРЕНИЯ ЭВОЛЮЦИЮ?

Казалось бы, творение или эволюция — это жесткая бескомпромиссная альтернатива. Но так ли это? Если Бог сотворил Адама, то остальные люди — его потомки -— рождались естественным путем. Библейский рассказ о творении Адама символически выражает то, что человеческая плоть состоит из материала, который уже был сотворен. В нем вовсе не описывается технология возникновения человека.

Бог мог сотворить архетип человека как венец творения и подготовить его реализацию среди уже возникших человекообразных приматов. Эту точку зрения высказывали многие христианские мыслители (П. Тейяр де Шарден, Г. Честертон). Конечно, сотворение всех живых существ не означает, что точно так же творилась каждая последующая особь, или каждый вид, или каждый биологический таксон. “Способ, как творил Создатель / Что считал Он боле кстати, / Знать не может председатель / Комитета о печати”,- так писал поэт Алексей Константинович Толстой по поводу цензурного запрета на “Происхождение видов” Ч. Дарвина.

В Библии на сей счет сказано буквально следующее: “И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над землею, по тверди небесной... И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода... И сказал Бог: да произведет земля душу живую по роду ее, скотов, и гадов, и зверей земных по роду их”. Сотворение жизни Богом вполне совмещается с тем, что рыб, птиц и зверей произвели вода и земля. Тем самым акт творения ничуть не противоречит эволюционному процессу, с помощью которого вода и земля произвели все живое.

При этом ниоткуда не следует, что механизм эволюции должен быть только таким, каким представлял его себе Дарвин и последующие дарвинисты. Скорее наоборот, идея творения сближает нас с моделью целенаправленной эволюции (типа номогенеза по Л. С. Бергу или концепции закономерности многообразия форм живого по А. А. Любищеву).

Вполне правомерно было бы признать, что сотворена была лишь “стрела” эволюционного процесса, или исходный набор архетипов живого, закодированный в генофонде. В последнем случае генотип правомерно рассматривать как фрагмент Божественного слова, воплотившегося в данный биологический вид. Но при этом реализацию Божественного слова еще вполне допустимо трактовать как эволюционный процесс происхождения видов, в котором это слово переписывается и трансформируется. (Правда, этот процесс будет уже происходить не по модели Дарвина.) Нужно ясно сформулировать, что из наблюдаемых объектов и явлений наука признает как сотворенное (или, по крайней мере, необъяснимое известными науке механизмами и моделями), а что рассматривает как предмет или результат эволюционного процесса.

ВОЗМОЖНЫЕ АЛЬТЕРНАТИВЫ ДАРВИНИЗМУ

Дарвинизм оказался привлекательным для материалистически ориентированной научной общественности XIX века тем, что эта концепция эволюции якобы устраняет сверхъестественные представления о происхождении живого. За эту иллюзию теории Дарвина прощали очень многие ее дефекты и по той же причине проделали огромную работу для того, чтобы совместить дарвинизм с реальными достижениями генетики. Справедливости ради следует сказать, что сам Дарвин достаточно четко очертил требования к собственной концепции, ограничив их происхождением видов. Дарвинизм не пытается объяснить не только происхождение жизни, но даже происхождения достаточно крупных биологических таксонов. Тем более в рамках дарвинизма отсутствуют представления, помогающие хотя бы гипотетически представить, как возникло сознание. Ссылки на роль труда в “очеловечении обезьяны” принадлежат не Дарвину, а Энгельсу и к науке отношения не имеют.

Привлекательность дарвинизма заключается в том, что он использует чисто механистические объяснения эволюционного процесса, разрешая апелляцию к понятию случайности. По существу, эту модель можно уподобить физической концепции Больцмана, объясняющей термодинамические состояния газообразного вещества через представления о случайных столкновениях молекул. Здесь важно то, что сущности, лежащие в основе объясняемых феноменов, вполне отвечают представлениям обыденного здравого смысла. В модели Больцмана молекулы ведут себя как привычные макроскопические тела — движутся по прямолинейным траекториям, сталкиваются, отражаются от стенок сосуда и тому подобное. В основе модели эволюции Дарвина лежат случайные изменения отдельных материальных элементов живого организма при переходе от поколения к поколению. Те изменения, которые имеют приспособительный характер (облегчают выживание), сохраняются и передаются потомству. Особи, не имеющие соответствующих приспособлений, погибают, не оставив потомства.

Поэтому в результате естественного отбора возникает популяция из приспособленных особей, которая может стать основой нового вида.

Теорию дарвинизма компрометирует отсутствие прогнозов, невозможность предсказать новые факты. Впрочем, этот упрек разделяют с ним все остальные эволюционные теории, которые успешно объясняют многие из существующих фактов, но практически не ставят вопроса о новых. Следовательно, здесь неприменим лучший критерий теоретической силы той или иной концепции. Вспомним, что закон гомологических рядов Н. И. Вавилова позволил предугадать новые находки растений — родственников культурных сортов. По-видимому, о возможности подобных предсказаний думал А. А. Любищев. Некоторые палеоботанические прогнозы удавались С. В. Мейену.

Идея естественного отбора возникла из аналогии с искусственным отбором, с помощью которого человек выводит нужные ему породы животных или сорта растений. Однако у селекционера все особи, лишенные полезных признаков, не участвуют дальше в формировании популяции. Отсутствие нужного признака равносильно в данном случае летальному исходу, ибо с точки зрения популяции соответствующая особь просто гибнет. Аналогия с естественным отбором была бы возможна, если бы особи, не имеющие достаточно развитого приспособления, автоматически погибали или оказывались бесплодными. Но все это значило бы, что природа действует столь же целенаправленно, как и селекционер, то есть сама себе ставит разумные цели. Без такого предположения уподобление естественного отбора искусственному неполно и не дает оснований считать, что естественный отбор способен обеспечить формирование видов. (Впрочем, и в искусственном отборе, как будто, не удавалось получать новые виды, но лишь породы и сорта.)

Стоит заметить, что даже дарвиновская теория эволюции не исключает первоначальный акт творения, но предполагает, что в этом акте был создан лишь генетический код для простейших организмов и механизм воплощения этого кода в живом организме.

Процесс видообразования на основе случайных мутаций должен был бы занять несуразно много времени. Кроме того, он не объясняет явной системности в многообразии возникающих форм типа закона гомологичных рядов Н. И. Вавилова. Поэтому Л. С. Берг предложил очень интересную концепцию номогенеза — закономерной или направленной эволюции живого. В этой концепции предполагается, что филогенез имеет определенное направление и смена форм задается неким вектором. Идеи номогенеза глубоко разработал и развил А. А. Любищев, высказавший гипотезу о математических закономерностях, которые определяют многообразие живых форм. Концепция номогенеза предполагает гораздо более сложный акт творения, когда возник замысел всего многообразия живых организмов, в котором заранее приуготовлено место для появления человека. Повеление земле произвести душу живую как бы содержало в себе этот замысел. В указанном смысле номогенетические концепции эволюции теснее связаны с идеей творения, чем дарвинизм, ибо оставляют гораздо больше на долю акта творения.

Наконец, еще одна концепция — П. Тейяра де Шардена — рассматривает эволюцию биосферы в целом, в свете создания на ее основе ноосферы и целенаправленного движения этой целостности к финальной точке Омега. Характерные черты этого эволюционного процесса: первоначальная концентрация активной зоны, постепенное распространение формообразования на всю планету и цефализация (систематическое повышение относительной доли головного мозга и усложнение его организации). Тейяр рассматривает Христогенез как ключевой момент эволюционного процесса, входящий в первоначальный замысел Творца.

Я отнюдь не собираюсь утверждать, что эволюционная концепция Тейяра не может быть усовершенствована, в том числе и самым радикальным образом. В предопределенности оптимистического финала как бы и не остается места свободе воли, исчезает трагизм проявления в мире зла. Наконец, сам механизм эволюции описывается здесь не столько на биологическом, сколько на натурфилософском уровне. Возможно, это связано с тем, что как палеонтолог Тейяр де Шарден занимался происхождением человека, а это не лучшая область для выявления конкретных эволюционных факторов. Здесь акценты ставятся не на том, как и почему произошел человек, но на уточнении момента, когда он произошел и от кого.

ЛОЖНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА ЭВОЛЮЦИОНИЗМУ

Критика недостатков дарвинизма привела некоторых исследователей к отрицанию самого феномена эволюции. Это направление мысли, опирающейся на естественнонаучные данные, получило название креационизма. В США возник даже исследовательский институт креационизма, ставящий целью показать ошибочность самого понятия биологической эволюции. Креационизм как научная концепция (а не просто как религиозная точка зрения, принимающая истинность откровения о сотворении мира) обоснован гораздо слабее, чем эволюционные концепции. Собственно научная аргументация креационизма сводится к коллекционированию ошибок и прямых фальсификаций в палеонтологических реконструкциях (типа “пильтдаунского черепа”) и попыткам интерпретировать биологические данные как свидетельство против исторического развития живых форм. Но такая аргументация нисколько не лучше, чем использование в антирелигиозной пропаганде данных о фальсификации чудес или недостойном поведении конкретных священнослужителей.

Претензии дарвинизма явно неправомерны, но сторонники креационистской концепции происхождения живого косвенно подтверждают эти претензии, когда рассматривают дарвинизм как единственную альтернативу своим взглядам. Тем самым они признают притязания дарвинистов на исключительные полномочия выступать от имени эволюционизма, игнорируя гораздо более глубокие эволюционные концепции Ж.-Б. Ламарка, П. Тейяра, К. Э. Бэра, Л. С. Берга, А. А. Любищева, С. В. Мейена и других.
БИБЛЕЙСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Примирить библейскую картину творения с эволюционными взглядами современной науки не столь сложно, если провести между ними четкий и вполне обоснованный водораздел. Библия символически выражает связь природного мира с Творцом, а наука непосредственно описывает природу, отвлекаясь от существования этой связи. Но не теряет ли от этого сама наука?

Мысль о том, что природный мир не существовал изначально, но был создан Творцом рядом последовательных актов творения, стимулирует глубокие научные идеи. В космологии она привела к открытию “антропного принципа”, согласно которому законы природы и вся Вселенная устроены так, как будто они были специально созданы для появления человека. Небольшие изменения в законах микромира сделали бы невозможным появление атомов. Существующие законы электрического взаимодействия позволили возникнуть сложным молекулярным структурам. Закон всемирного тяготения гарантирует возникновение и устойчивость Солнечной системы, обеспечивающей нужные климатические условия Земле.

Конечно, признание учеными “антропного принципа”) не означает их уверенности в том, что мир был сотворен. Этот принцип состоит лишь в том, что изучаемая наукой Вселенная устроена так, как если бы она создавалась специально для того, чтобы в ней мог существовать человек. Этот факт допускает различные мировоззренческие интерпретации.

Речь идет вовсе не о том, что “наука доказала, что мир сотворен Богом”. (Это столь же не в силах науки, как и доказательство противоположного.) Скорее наоборот, представление о сотворении мира здесь помогло сформулировать важный научный принцип — послужило хорошей подсказкой.

Здесь и открывается интересная возможность перейти к принципиально новым отношениям между религией и естествознанием.

Вместо соперничества возникает плодотворное сотрудничество, которое можно пояснить такой аналогией. Палеонтология дала огромный эмпирический материал, который можно интерпретировать как следы эволюционного процесса жизни. Подобно этому естествознание накопило гигантский запас сведений об устройстве физического мира и жизни на Земле, который можно интерпретировать как следы Божественного акта творения. Антропный принцип в космологии — это лишь первая ласточка в возможном ряду таких представлений.

Все дело в том, что наука позволяет обнаружить в глубине открытых непосредственному наблюдению феноменов фундаментальные сущности. Эти сущности составляют реальность, совсем не похожую на то, что непосредственно видит наблюдатель. Классическое естествознание еще пыталось объяснить мир “видимых” явлений через наглядные представления: взаимодействие атомов, мыслимых как обычные частицы миниатюрных размеров, или движение материальных субстанций (теплород или эфир), похожих по своим свойствам на жидкость или газ. Современная наука отказалась от принципа подобия глубинной и наблюдаемой реальности. Современная физика ищет объяснение в математических структурах, лишенных наглядной интерпретации (бесконечномерные пространства, структуры симметрии и т. п.). Биолог объясняет появление органических форм через свойства генетического кода, записанного в молекулярном строении ДНК и несущего информацию об этих формах. Глубинная (“невидимая”) реальность как бы несет в себе “замысел Творца”, проявляющийся в феноменах, доступных наблюдению.

Ученый ставит себе целью не просто объяснить одни явления через другие, но понять этот “замысел”. Для этого требуется воображение, способность конструировать объекты, свойства которых совсем не похожи на свойства вещей, открытых в непосредственном опыте. Опять-таки, не важно, верит ли данный конкретный исследователь в существование Творца. Объективная логика развития науки заставляет ученого действовать так, как будто он разгадывает замысел Творца, чтобы понять феномен природы.

Ученый волен здесь сместить акцент: пытаясь понять некий феномен, он реконструирует обусловившую его фундаментальную реальность как запечатленный след акта тво -

рения. Так, например, концепция эволюции по Л. С. Бергу позволяет ставить вопрос о расшифровке эволюционной программы преобразования генотипа, как некоторой исходной информации, возникающей в акте творения жизни.

С данной точки зрения интересно не столько объяснить сам процесс эволюции, сколько понять факторы, определяющие многообразие живых форм. Поэтому самостоятельный интерес приобретают систематика, морфология, генетика и эмбриология, позволяющие обнаружить фундаментальные механизмы, которые лежат в основе эволюционного развития жизни на Земле.

ВРЕМЯ И ВЕЧНОСТЬ

Акт творения отличается от эволюционного процесса не только своей однократностью, но и тем, что сотворение мира происходит в вечности, а эволюция длится во времени. Вечность — это вовсе не бесконечно длящееся время, но отсутствие времени, преодоление его. В вечности нет понятий “раньше” и “позже”, “короче” и “дольше”. Само время, согласно блаженному Августину, было сотворено вместе с миром. Поэтому бессмысленно ставить вопрос о том, сколько в действительности длился каждый из шести дней творения.

Однако если в этот “день” был инициирован определенный этап эволюционного процесса, то длительность этапа правомерно пытаться оценить. Строго говоря, нельзя говорить о том, что первый день имел место раньше второго или пятого, ибо и тот и другой состоялись не во времени, но в вечности. Нумерация этих дней характеризует, скорее, их логическую, а не временную последовательность.

Можно было бы говорить о шести уровнях или “пластах” вечности, в лоне которой зародилось время.

Про событие, происходящее в вечности, нельзя сказать “оно было” или “оно будет”. Это событие есть всегда — пребывает вечно. Последовательность дней творения, изображенная на рисунке, это только доступный не слишком изощренному разумению символ соотношения шести уровней акта творения, как начальной точки отсчета исторического времени:

Если дни творения интерпретировать не как события на временной оси, но как пласты вечности, то мы придем к представлению о том, что эта временная ось располагается как бы внутри этих пластов. Такая интерпретация проиллюстрирована на другом рисунке, где вечность не только предшествует историческому времени, но и замыкает временную ось:

Такая интерпретация имеет определенную опору в Апокалипсисе, повествующем о конце земной истории. Если творение мира завершается созданием человека, то история имеет своим непосредственным финалом суд над человеком. В предпоследней главе Апокалипсиса говорится о новом небе и новой земле, “ибо прежнее небо и прежняя земля миновали” (гл. 21:1), а в последней (гл. 22:5) написано: “И ночи не будет там, и не будут иметь нужды ни в светильнике, ни в свете солнечном, ибо Господь Бог освещает их”. Таким образом, этапы конца света, по откровению святого Иоанна Богослова, допускают сопоставление, по крайней мере, с тремя из этапов творения мира” но следуют в обратном порядке, как это изображено на рисунке.

Все это еще раз подчеркивает, что представления о сотворении мира и его эволюционном развитии в принципе не конкурируют, но дополняют друг друга. Первое из них рассматривает мир в перспективе вечности, допускающей лишь символическое описание, а второе — в перспективе исторического времени, требующей научного объяснения. Проблема состоит в правильном соотнесении обеих перспектив для понимания природных феноменов.

Эволюция

человеческого

разнообразия
Ричард ЛЕВОНТИН

Теперь мы видим как бы сквозь тусклое стекло...

Из послания

апостола Павла коринфянам

Главным изменением в наших представлениях о мире, происшедшим в XIX веке, было распространение эволюционизма. Задолго до появления в 1859 году “Происхождения видов” Чарлза Дарвина европейская мысль все больше склонялась к тому, что характерная черта всех социальных и естественных систем — это изменение. В 1795 году Джеймс Геттон сформулировал теорию эволюции геологических формаций, а в 1796-м маркиз Пьер Симон де Лаплас представил свою небулярную (космогоническую) гипотезу происхождения Солнечной системы. В том же году дед Чарлза Дарвина, Эразм, опубликовал теорию эволюции жизни в форме эпической поэмы “Зоономия”. В 1824 году Никола Сади Карно обосновал, эволюционную теорию термодинамически, продемонстрировав, что энтропия всегда возрастает, потому что все устройства, выполняющие тепловую работу, не идеальны по своей эффективности.

Ко времени появления “Происхождения видов” Герберт Спенсер разделял те же идеи, утверждая, что органическая жизнь могла возникнуть только после того, как развилось все остальное.

По известным представлениям, мир появился в результате специального акта творения. Но тогда он не имеет ни прошлого, ни будущего, потому что прошлое и будущее точно такие же, как настоящее: виды при своем появлении на свет были такими же, как сейчас, и такими же они останутся в этом мире, не имеющем конца. Нельзя просто сказать, что их история неправильно описана, — у них нет истории.

Эволюционное мировоззрение — представление, согласно которому все системы находятся в состоянии непрерывного изменения, — различает прошлое, настоящее и будущее. Принятие такого взгляда — первый шаг в превращении описаний природы в ее историю. Но это только первый шаг. Для того чтобы превратить хроники прошлых событий в исторические объяснения, необходимо, чтобы изменения в системе были причинно связаны друг с другом. Настоящее должно не просто следовать за прошлым, оно должно быть его следствием. “И сказал Бог: “Да будет свет”. И стал свет”. Это язык хроники, а не истории (хотя, конечно, предполагается, что свет появился потому, что так сказал Бог). Простое наблюдение и констатация того, что жизнь развивалась, что формы, существовавшие в прошлом, больше не существуют, а живущие сегодня миллионы лет назад отсутствовали, — еще не теория эволюции. Ископаемые представляют собой хронику прошлой жизни, а не историю прошлых событий. История требует причинной теории, объясняющей, как и почему одна форма стала другой.

Дарвиновская теория эволюции путем естественного отбора дала именно такое причинное объяснение, которое превратило хронику в историю. И именно поэтому мы совершенно правильно связываем имя Дарвина с наукой об эволюции, хотя уже его дед знал так же хорошо, как и он, что жизнь развивается.

Причинная теория изменения, какой является дарвиновская теория естественного обора, имеет два следствия — для прошлого и для будущего. Поскольку настоящее постоянно и причинно вытекает из прошлого, мы можем понять наше нынешнее состояние, только зная, откуда мы произошли. Прошлое — это начальное условие того динамического процесса, благодаря которому существует сегодняшнее. Именно в этом смысле знание прошлого необходимо для объяснения настоящего пояснения настоящего. Оно помогает нам узнать, почему из многих последствий, которые возможны при действии одних и тех же эволюционных сил, мы пришли именно к нашей нынешней форме, а не к какой-либо другой. Вместе с тем, не следует делать ошибку, предполагая, что одного прошлого может быть достаточно для объяснения настоящего. Социальные взаимоотношения людей нельзя объяснить, просто сказав, что мы произошли от обезьяноподобных предков, что мы не более чем “безволосые обезьяны”, все взаимоотношения которых заданы в поведении шимпанзе.

Такое представление разрушает историю под видом ее объяснения, ибо нельзя утверждать, что наше современное состояние — это прошлое, имеющее лишь другой внешний вид.

Второе следствие причинной теории эволюции состоит в том, что будущее не может быть предсказано без соотнесения его с настоящим. Если прошлое было начальным условием для настоящего, то, следовательно, настоящее содержит наше будущее. Независимо от того, сколь полезно было бы для животного уметь летать, ни у одного позвоночного крылья не могли развиться иначе, чем ценой утраты одной пары конечностей. Оказывается, четвероногие не имеют эволюционных возможностей развить дополнительную пару конечностей — независимо от того, насколько благоприятным был бы такой результат. Пегас оказался эволюционно невозможен. Поэтому, если мы хотим сделать хоть какое - то предсказание относительно биологического будущего человеческого вида, мы должны понимать его сегодняшнее биологическое состояние.

Поскольку прошлое — это условие настоящего, а настоящее — условие будущего, возникает соблазн сказать, что мы не в силах предсказать грядущее, не зная того, что было в прошлом. В общем, виде, однако, такое утверждение ошибочно. Хотя это и может показаться парадоксальным, но соответствие прошлого и настоящего не переносится — для большинства физических систем — в будущее; иначе говоря, то, что произойдет в будущем, зависит только от сегодняшнего состояния системы. Такие системы, в которых будущее зависит от настоящего, а не от того, как это настоящее было достигнуто, связывают с марковскими процессами (по имени математика, который первым их исследовал). Большинство популяционных процессов имеет такое марковское свойство, — как и любой физический процесс, который не может хранить информацию о прошлых событиях.

Например, численность американского населения в 1982 году зависела только от того, сколько людей различных возрастов были живы в 1981 году, и от уровня рождаемости и смертности в этом году среди людей различных возрастных групп. Не имеет значения, было ли население в 1980 году больше или меньше, чем в 1981-м.

Однако не все физические системы — марковские, и различие между марковским и немарковским процессами фундаментально для различий между культурной историей человека и его биологической эволюцией. Язык, письмо, особенности материальной культуры (такие, как постройки) и культурные феномены (такие, как способы производства) — все это прямые свидетельства влияния прошлого на будущее. Упадок европейской культуры, продолжавшийся в течение долгого времени после крушения Рима, был, по крайней мере, частично, следствием огромной утраты технических и гуманитарных знаний, которая произошла при последнем разрушении библиотеки Александрии в 391 году. Напротив, очень быстрое развитие мусульманской культуры, начиная с VII века объясняется, отчасти тем, что знания классических времен — знания, недоступные латинским и греческим ученым в Европе, — сохранялись в арабских рукописях.

А вот история биологической эволюции видов у конкретных их представителей нигде не хранится. Современное состояние видов действительно является следствием их историй, но на эволюционное будущее этих видов оказывают влияние только гены, которыми они в настоящий момент обладают, независимо от того, как они были приобретены. Следовательно, в биологии нет “исторической памяти” — она существует только в книгах.
ДАРВИНОВСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

Естественные системы, которые, развиваясь, изменяются со временем, осуществляют это с помощью двух очень разных механизмов. Одни системы, например звезды, претерпевают трансформационную эволюцию. Другие, такие, как живые существа, эволюционируют на основе вариационного процесса. Трансформации связаны с тем, что все конкретные члены системы проходят одинаковую последовательность стадий. Выборка людей изменяется потому, что все индивиды сами по себе развиваются. Звезды эволюционируют, изменяясь от молодых звезд к красным гигантам, белым карликам и затем мертвым массам. Эволюционирует вся Вселенная, потому что каждая звезда в ней, включая и наше Солнце, претерпевает со временем трансформацию.

Вариационная эволюция, напротив, — это такой процесс, при котором изменяются пропорции различных типов объектов в системе, даже если сами объекты не изменяются. В Соединенных Штатах рождается примерно 104 мужчины на каждые 100 женщин, но к 60-летнему возрасту остается лишь около 89 мужчин на 100 женщин. Это происходит не из-за того, что мужчины превратились в женщин, подобно тому, как звезды превращаются в красные гиганты, а потому, что вероятность дожить до 60-летнего возраста составляет для мужчин примерно 85%. Разный уровень смертности у двух полов приводит к увеличению в популяции доли женщин.

До дарвиновского “Происхождения видов” все теории органической эволюции были трансформационными. Они предполагали, что отдельный член вида должен претерпеть некоторые изменения, чтобы он и его потомство превратились в членов другого вида. Такова была теория Ламарка, утверждавшая, что характерные изменения, приобретенные организмом в процессе жизни, будут передаваться потомству. И значит, вид в целом будет эволюционировать в соответствии с теми физическими изменениями, которые возникают у каждого его члена при взаимодействии со средой.

Решение Дарвиным проблемы происхождения новых видов было совершенно другим. Он заметил внутри каждого вида огромное количество вариаций. Согласно теории Дарвина, частота этих вариаций в популяции увеличивалась или уменьшалась вследствие различного выживания и воспроизводства уже существующих вариантных форм. И механизм эволюции заключается в том, что внутрипопуляционная изменчивость превращается в межпопуляционную и, следовательно, в межвидовую. Различие между видами уже имманентно присутствует в различиях между особями.

Теория эволюции путем естественного отбора содержит три основных утверждения и механистическое объяснение. Эти три утверждения таковы:

1) внутри популяции существует межиндивидуальная изменчивость по форме, размеру, физиологии и поведению (принцип изменчивости);

2) существует корреляция между родителями и их потомством: потомство похоже на своих родителей больше, чем на других, не родственных им индивидов (принцип наследственности);

3) некоторые вариантные формы выживают и оставляют потомство чаще, чем другие формы (принцип отбора).

Механистическое объяснение: причина того, что некоторые формы оставляют больше потомства, чем другие, состоит в том, что ресурсов для выживания недостаточно и некоторые формы превосходят другие в их получении (принцип борьбы за существование).

Краеугольный камень эволюции путем естественного отбора — принцип изменчивости. Должно существовать что-то для отбора:

если все члены популяции идентичны по данному признаку, то тогда, независимо от того, насколько хорош или плох этот признак для вида, никакой эволюции не произойдет. Так, если бы все люди оказались одинаково худыми, то было бы совершенно бессмысленно говорить о том, что для защиты от холода вид должен развить жировую прослойку, — потому что нет толстых индивидов для отбора!

Столь же важен принцип наследственности. Даже если есть различия между отдельными членами популяции, одна лишь их дифференциальная репродуктивность не может изменить состава популяции — необходимо еще, чтобы потомки различных типов отличались друг от друга так же, как отличались их родители. То есть эволюция путем естественного отбора требует не просто изменчивости, но наследуемой изменчивости.

Наконец, несомненно, что эволюция путем естественного отбора действует только тогда, когда различные наследственные типы оставляют различное количество потомков. Это принцип отбора. Нас не должна, однако, вводить в заблуждение популярная характеристика отбора как выживания наиболее приспособленных. Слово “приспособленный” имеет много значений — физически приспособленный, морально приспособленный и так далее, — но ни одно из них не имеет отношения к тому, что понимают под приспособленностью эволюционисты. Для эволюционного изменения имеет значение только выживание и воспроизведение. С точки зрения эволюции олимпийский чемпион, у которого никогда не было детей, имеет нулевую приспособленность, в то время как И. С. Бах, который был малоподвижным и с большим избытком веса, имел необычайно высокую приспособленность в дарвиновском смысле, так как был отцом двадцати детей.

Важно понимать, что борьба за существование — вовсе не главный или необходимый принцип вариационной теории эволюции. Да, Дарвин считал, что все живые существа производят потомства больше, чем может прокормиться за счет существующих ресурсов. Эта точка зрения стала популярной после выхода в свет “Опыта о законе народонаселения”, очерка, опубликованного впервые в конце XVIII века преподобным Томасом Робертом Мальтусом. Но борьба за ресурсы в условиях их недостатка — совсем не правило для живых существ, и не единственная причина дифференциального выживания и воспроизведения. Так, если личинки одного жука могут выживать при минусовых температурах лучше, чем личинки другого, то популяционная частота первого возрастет в случае нескольких суровых зим подряд, хотя этот жук ни в каком смысле не борется с другими членами своей популяции за ограниченные ресурсы. Следовательно, эволюция не зависит от перенаселения и конкуренции.

Необходимо знать и то, что эволюция путем естественного отбора имеет самоограничения. Процесс отбора не может вступить в действие до тех пор, пока не появится основной материал для него — наследственная изменчивость. Вместе с тем одно из возможных следствий отбора — обогащение популяции одним из вариантов, имеющим наибольшую приспособленность, и часто до тех пор, пока популяция не начнет состоять из одного этого варианта. Таким образом, отбор может привести к тому, что популяция утратит генетическую изменчивость, которая была у нее вначале, и станет гомогенной. То есть процесс отбора приходит к концу и эволюция прекращается. Парадокс вариационной эволюции заключается в том, что естественный отбор разрушает те самые условия, которые делают его возможным. И это критический момент: если изменчивость в какой-то мере не будет периодически обновляться, эволюция остановится.
ИСТОЧНИКИ ИЗМЕНЧИВОСТИ

Первоначально все генетические изменения возникают из-за мутаций. При репликации ДНК происходят ошибки, из-за чего в белке, кодируемом данным геном, может произойти замещение одной аминокислоты на другую. Такой измененный белок станет обладать несколько иной чувствительностью к температуре, или к кислотности среды, или слегка измененным отношением к соединению, на которое он действует.

Однако вся эволюция не может основываться на изменениях в уже существующих 1 генах. К ним должны быть добавлены новые. Считается, что - новых функций представляет собой двухступенчатый процесс. Сначала ген случайно дублируется, и, таким образом, в хромосоме теперь содержится его лишняя копия. Так как для производства первоначального белка необходима только одна нормальная копия, лишняя копия может накапливать мутации без ущерба для организма. По прошествии некоторого времени в дубликате накопится достаточно изменений, чтобы придать ему новую функцию. Доказательством того, что такое дублирование и дивергенция происходили в процессе эволюции, может служить сходство последовательностей аминокислот в белках, продуцируемых различными генами одного и того же организма. Например, а -, Р -, у - и 6 - цепи человеческого гемоглобина кодируются четырьмя различными генами, но между этими белками существует огромное сходство.

Цепь, а состоит из 141 аминокислоты, тогда как цепи (3, у, 8 имеют по 146 аминокислот каждая. В 3 - и 6-цепях совпадают 136 аминокислот, а y - цепь идентична цепи Р по 107 позициям). Даже наиболее отличающаяся цепь, а совпадает с цепью 6 по 61 позиции аминокислот. А миоглобин — белок мышц, переносящий кислород, — возник в результате удвоения гена гемоглобина.

Хотя эволюция и зависит от мутационного процесса, ее скорость была бы очень мала, если бы она управлялась одними мутациями. Мутации — это редкие события. Вероятность мутирования составляет для каждого гена от 1 на 100 000 до 1 на 1 000 000. Разные гены имеют различные скорости мутирования, но большинство находится на низшем конце ряда.

Однако, хотя эволюция, происходящая в результате одних мутаций, очень медленна, общий прирост генетической изменчивости в целом довольно велик. За счет чего?

Изменения, привносимые в человеческий вид мутациями, — лишь основа, на которой строится генетическая изменчивость. То огромное богатство типов гамет, которым обладает вид, в конечном счете, создается полом. Половое размножение — это процесс, когда мутационная изменчивость между индивидами реконструируется и рекомбинируется, образуя генетические комбинации, прежде отсутствовавшие либо встречавшиеся редко. Такое перестраивание происходит в два этапа. Во-первых, гаметы двух совершенно чужих семейных линий соединяются при оплодотворении, создавая индивида с новым набором мутаций. И, во-вторых, когда у этого индивида позже формируются гаметы, то они в результате рекомбинации хромосом содержат комбинации аллелей (вариантов генов), которые ранее не существовали в одной гамете. Таким образом, помимо мутационной изменчивости, существует изменчивость комбинативная — один из главных источников генетического разнообразия внутри вида.

Кроме того, половое воспроизведение делает возможным соединение эволюционных потоков из весьма далеких друг от друга географических районов. Завоевания, захват в рабство, паломничество, массовые миграции преследуемых или обнищавших популяций в более гостеприимные общества — все это физически переносит людей из одной популяции в гущу другой. При половых контактах иммигрантов и коренных жителей, завоевателей и побежденных, хозяев и рабов физическая миграция превращается в генетическую миграцию. Когда миграция взаимная (что редко бывало в истории человечества), обе первоначальные популяции испытывают увеличение генетической изменчивости. При более обычном, несимметричном типе миграции принимающая популяция генетически обогащается в той степени, в которой донорская популяция отличается от нее генетически, и в зависимости от реальных масштабов скрещивания этих двух популяций.

Скажем, популяция Австралии, когда - то почти полностью англоирландская, стала более разнообразной в результате иммиграции за последние 30 лет сотен тысяч мальтийцев, итальянцев, греков и восточно - европейцев.

СЛУЧАЙНЫЙ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ДРЕЙФ

Каждая семья и каждая популяция ограничены в размере, а каждое оплодотворение случайным образом соединяет два определенных набора генов. Это означает, что генетический состав популяции не будет абсолютно точно воспроизводиться в каждом последующем поколении. Случайные изменения в частотах генов происходят в каждом поколении, и происходят потому, что каждое новое поколение, в сущности, это только выборка гамет родителей. После того как эта выборка сформировалась, и возникло новое поколение с новой частотой генов, складывается новая выборка гамет — это уже следующее поколение.

Процесс изменения частот генов относится к марковским. В существующем ныне поколении нет воспоминания о том, какими были частоты генов вначале, много поколений назад, и, таким образом, ошибка выборки накапливается от поколения к поколению. Возможно, все копии одного из аллелей будут случайно утрачены и генетическая изменчивость по данному гену, станет нулевой. В теории вероятности этот процесс называется “прогулкой пьяницы” — по аналогии с пьяницей, который, выйдя из бара, оказывается в центре квартала и делает неуверенные шаги вправо и влево с равной вероятностью. Каким будет следующий шаг после каждого предыдущего — в том же или в противоположном направлении, — это чистая случайность. Наконец пьяница завершает свой путь в одном из концов квартала, где падает в грязь и засыпает. Можно показать математически, что, имея достаточно времени, пьяница наверняка достигнет той или иной канавы, — он не в силах вечно шататься из конца в конец.

Аналогично этому, частота аллелей не может вечно колебаться между 0 и 100%; в конечном счете, она должна измениться так, чтобы возникло полное сходство популяции по одному из аллелей данного гена. Либо аллель будет полностью потерян, либо будет характеризовать всю популяцию (когда утрачен другой аллель).

Следствие такого случайного генетического дрейфа аллелей в ограниченных популяциях состоит в том, что даже в отсутствие естественного отбора частоты генов варьируют и, в конце концов, генетическая изменчивость теряется. Это происходит быстро в маленьких популяциях (потому что в них только небольшое число гамет составляет выборку в каждом поколении) и медленно — в больших, но происходит всегда. Без новых мутаций, рекомбинаций и миграции каждая популяция, в конечном счете, станет генетически гомогенной и эволюция прекратится. То есть мы— снова видим, что мутационные изменения лежат в основе непрерывной эволюции.

ЕДИНСТВО ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ВИДА

С исторических позиций, Homo sapiens —молодой вид, который насчитывает не более

10000 поколений, а основные географические расы сформировались около 1500 поколений назад.

Процессы, вызывающие изменение частот генов, протекают медленно. Будучи однажды утерянным, аллель за 1500 поколений не так легко может восстановиться в популяции, состоящей, скажем, из 1000 человек. Силы отбора, даже если бы они были в десять раз сильнее, очень мало изменили бы частоты генов с момента возникновения нашего вида.

Вместе с тем даже очень небольшая миграция (например, если группы будут обмениваться только по одному человеку в каждом поколении) вполне достаточна, чтобы с помощью генетического дрейфа предотвратить дифференциацию групп. Благодаря силам миграции, нивелирующим различия, и общему для всех направлению отбора, люди во всем мире сохранились как члены одного итого же вида. И это несмотря на дифференциацию, которая произошла, когда люди были широко рассеяны по свету и жили маленькими изолированными популяциями.

Если бы мы (и как индивиды, и как культуры) были менее мобильны и адаптивны, дробящий процесс местного естественного отбора и дрейф могли бы разделить наш вид на локальные части, которые все больше и больше отличались бы друг от друга и со временем стали бы даже образовывать разные виды. Если что-нибудь и ясно в направлении человеческой эволюции, так это то, что процесс дифференциации людей, происходящий в локальных группах, хотя и обусловливает еще в значительной мере наше биологическое разнообразие, тем не менее, уменьшается. Унифицирующие силы миграции и общего отбора, действующие в общей среде и общих культурных условиях, сильнее, чем когда-либо прежде.
ПРОШЛОЕ ЧЕЛОВЕКА

Воссоздать эволюционное прошлое человека почти так же трудно, как и предсказать его будущее. Все утверждения, что человеческие общества выглядели так или иначе, следует воспринимать с величайшим скептицизмом. В действительности подобные утверждения — просто умозрительные построения. Когда мы рассматриваем отдаленное прошлое — до происхождения вида Homo sapiens, — мы имеем дело с фрагментарными и не связанными друг с другом ископаемыми останками.

Вопреки волнующим и оптимистическим утверждениям некоторых палеонтологов, никакие ископаемые виды гоминид не могут считаться нашими предками. На протяжении многих лет предполагалось, что неандертальский человек был ранней формой Homo sapiens, но теперь не исключена возможность того, что неандерталец был самостоятельным видом, жившим еще совсем недавно, в то же время, что и Homo sapiens (примерно 30 000 лет назад). Наиболее ранние формы, которые считаются относящимися к гоминидам, — это известные ископаемые, найденные Мэри и Луисом Лики в ущелье Олдовай и в других местах Африки. Эти ископаемые гоминиды жили более 1,5 миллиона лет назад и имели размер мозга вдвое меньший, чем наш. Они, конечно, не были представителями нашего собственного вида, и мы, собственно, не знаем, кто они — наши прямые предки или параллельная линия эволюционного развития.

Лишены всяких оснований утверждения, будто мы происходим либо от большого обезьяноподобного предка, который вел вегетарианский образ жизни (Australopithecus robustus), либо от плотоядного предка меньшего размера (Australopithecus africanus) и будто нашей сегодняшней природой мы обязаны тому, какой тип пищи предпочитали наши ранние предки. Мы не имеем ни малейшего представления о том, какие из этих видов были прямыми предками человека (если вообще хоть какие-то из них были ими). Все попытки доказать, что тот или иной ископаемый вид — наш прямой прародитель, отражают устаревшее представление об эволюции как о строго линейном процессе и о том, что все ископаемые формы должны составлять некую единую последовательность, соединяющую прошлое с настоящим.

В действительности эволюция осуществляется в процессе постоянного возникновения новых ответвлений, причем большинство ветвей быстро исчезает. Если новые виды возникают достаточно часто и большинство из них живет относительно недолго, то в каждый момент времени существует множество параллельных эволюционных линий, происходящих от общего предка. Из них только одна может быть представлена в отдаленном будущем, а все остальные исчезнут (см. рисунок).

Основная проблема в воссоздании эволюции человека состоит в том, что у нас нет близких родственников среди живущих ныне видов. Шимпанзе и горилла были связаны с нами общим предком, по крайней мере, 7 миллионов лет назад. Поэтому, если мы хотим проследить путь от этих обезьян до общего предка и потом опять к нам, необходимо рассмотреть более 14 миллионов лет независимой эволюции.

Переходя от эволюции предков человека к истории нашего вида как такового, от палеонтологии к археологии, мы переходим от обсуждения морфологической эволюции к другой области — культурным изменениям. В частности, мы хотим знать, как культурная организация человечества, включая величину популяции, структуру семьи, особенности миграции, способы производства, образ жизни и причины заболеваний, могла оказывать влияние на биологическую эволюцию и как все это зависело, от биологической эволюции. Как сказывался естественный отбор на нашем виде последние 30 000 лет?

Проблемы, возникающие при воссоздании прошлого, здесь столь же велики, как и при изучении ископаемых предков. Большинство археологических находок — это земледельческие поселения, маленькие и большие города и города-государства, которые появились около 8000 лет до н. э., когда на Ближнем Востоке стали культивировать зерновые. Поэтому большинство цивилизаций, воссозданных археологами, очень похожи на нашу. Сопутствовавшая всей истории человечества доземледельческая культура охотников и собирателей существовала на Земле именно в то время, когда в основном и происходила эволюция человека, но именно эта культура исчезла более 10 тыс. лет назад и оставила нам слишком мало для того, чтобы судить о ней. Все, что осталось, — это каменные и костяные инструменты, немного очагов, кухонного мусора и редкие прекрасные наскальные рисунки. Эти остатки материальной культуры древнего человека немногочисленны, поскольку немногочисленны были и сами их создатели.

Никакие из этих остатков не позволяют нам воспроизвести возрастные распределения, особенности семейной жизни, основные причины заболеваемости и смертности, уровень деторождения, разделение труда внутри семей или какие-либо социальные структуры. Можно сказать лишь, что людей было не очень много, но вид как целое (хотя это и не относится к отдельным людям или семьям) мог мигрировать очень быстро. Ранним мигрантам из Азии потребовалось меньше тысячи лет, чтобы добраться от того места, которое сейчас называется Западной Канадой, или до Южной Америки, преодолев 8000 километров.

Альтернативой раскопкам человеческого прошлого была попытка реконструкции — по аналогии с жизнью современных охотников и собирателей. Итурийских лесных пигмеев, бушменов Калахари, австралийских аборигенов, эскимосов и североамериканских индейцев стали рассматривать как реликты человеческого прошлого, современная культура которых может быть использована в качестве модели прошлых общественных отношений. Но это опасный метод. Лишь немногие из современных “примитивных” народов (а некоторые антропологи считают, что таких нет вообще) не испытали влияния обществ, организованных в государства. Можно вспомнить, что лошадей, которые еще недавно играли главную роль в жизни равнинных индейцев, завезли в Северную Америку испанские конкистадоры.

Более того, по крайней мере, некоторые современные охотники и собиратели представляют собой, по-видимому, людей, недавно отказавшихся от более гостеприимной среды, из которой они были изгнаны более агрессивными и удачливыми людьми, и поэтому их культура — это относительно новая адаптация к их условиям. Считать бушменов “примитивными” — все равно, что говорить о примитивности бактерий. Возможно, забывают, что бактерия имеет более длинную эволюционную историю, чем позвоночные. Конечно, эволюционными предками всех организмов должны быть одноклеточные организмы, но не всегда можно определенно сказать, какие свойства современной бактериальной клетки несут на себе отпечаток миллиарда лет эволюции, а какие возникли недавно. Поэтому, изучая бушменов, нам ничего не удается узнать, скажем, о средней продолжительности жизни во времена неолита. Большинство современных охотников и собирателей ведут маргинальное существование именно потому, что наиболее благоприятные районы мира заняты обществами с развитым сельскохозяйственным производством.

Реконструкция влияния сил естественного отбора на человеческий вид — это целиком предмет умозрительных рассуждений. В сущности, мы ничего не знаем ни о наследуемости большинства человеческих признаков, ни об уровне связанного с ней дифференциального воспроизводства, ни о том, каким образом различия в воспроизводстве могут изменяться с течением времени.

Есть основания предполагать, что отбор всегда действовал в пользу устойчивости к инфекционным заболеваниям. Чрезвычайное разнообразие антигенов, столь распространенное во всех человеческих популяциях, как раз может быть результатом такого отбора. Вполне возможно, что отбор также оказывал воздействие на изменение телосложения как средства улучшения теплорегуляции. Сложность такого процесса состояла в отборе по эффективной экономии жира — источника метаболической воды и средства сохранения энергии, способствующего выживанию при ненадежности запасов пищи.

Помимо таких физиологических черт, легко перечислить поведенческие характеристики, которые полезны для жизни человека и в отношении которых можно, создать воображаемый сценарий отбора. Так, готовность сотрудничать в собирании пищи и ее распределении — замечательная особенность современных охотников и собирателей — давала явное преимущество некоторым людям и их семьям. Люди, неспособные сотрудничать, могли исключаться из групп и, возможно, голодали. В равной мере удача на охоте и борьба с превратностями судьбы требуют групповой солидарности. Проблема, связанная с созданием таких версий отбора, состоит только в том, что им нет конца и нет хотя бы малейшего подтверждения, существует ли (или существовала ли) генетическая изменчивость, влияющая на способность к сотрудничеству. Есть ли такие генотипы, которые делают одних людей менее склонными к сотрудничеству, чем другие?

Было ли такое время, когда люди не сотрудничали, потому что не имели соответствующих генов — генов, которые затем возникли благодаря мутациям, рекомбинациям и стали объектом отбора? Сотрудничество представляет собой скорее адаптивную культурную реакцию чрезвычайно умного биологического вида на воспринимаемую им неопределенность среды.

БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕКА

Единственное определенное утверждение о будущем нашего вида состоит в том, что его существование конечно. Из всех когда-либо существовавших видов 99,999% исчезло. Среднее время существования рода плотоядных — только 10 миллионов лет, а среднее время существования вида, конечно, гораздо короче. Реально жизнь на Земле уже наполовину в прошлом; она началась, судя по ископаемым, около 3 миллиардов лет назад, а примерно через 4 миллиарда лет Солнце превратится в красный гигант и поглотит в своем огне жизнь на Земле, а, в конечном счете, и саму Землю.

Необычайно трудно делать какие-либо надежные предсказания о нашем будущем, так как эволюция человека во многом зависит от состояния нашей культуры. Вероятнее всего, мы останемся единым видом, поскольку силы генетической связи (особенно миграция и единство в направлении отбора), по-видимому, возрастают. Трудно представить себе такую всеобщую катастрофу, которая раздробит вид на маленькие группы и изолирует их друг от друга на десятки тысяч лет, необходимые для формирования отдельных видов. Для этого нам понадобится не только вернуться к каменному веку, но и лишиться всех знаний о физическом мире, накопленных с тех пор.

Естественный отбор в целом должен стать еще слабее, чем сейчас, так как социальные институты сгладят влияние индивидуальной биологической изменчивости. Снижение в Европе уровня смертности от туберкулеза с 4000 человек на миллион в 1840 году до 13 на миллион в настоящее время ясно означает, что отбор по сопротивляемости к туберкулезу, в сущности, прекратился. Фактически в развитых странах по чисто демографическим причинам возможность для отбора любого типа быстро снижается. Для действия отбора должна существовать изменчивость в размере семьи. Если бы каждый рожденный человек, создавал семью и каждая семейная чета производила, на свет двоих детей, для отбора не было бы поля деятельности, потому что среди людей отсутствовали бы различия в уровне воспроизводства. Хотя мы, конечно, не достигли такой стадии, когда вообще нет изменчивости в уровне воспроизводства, все-таки наблюдается сильная тенденция в этом направлении. В 1900 году различия в размере семьи в западных странах были в три-четыре раза больше, чем сегодня.

Страны Южного полушария вносят гораздо больше генов в вид как целое, чем северные индустриальные страны. В результате в человеческом виде увеличатся частоты тех генов, которые в настоящее время характеризуют жителей Африки, Южной Америки и Южной Азии. Насколько сейчас можно судить, эта тенденция не будет иметь значительных последствий, кроме того, что вид в целом станет менее разнообразным и более темнокожим.

Некоторых интеллектуалов, особенно в англосаксонских странах, очень обеспокоило, что человеческий вид будет биологически наводнен “худшими породами без правил”. Основоположники современной статистики — Фрэнсис Гальтон, Карл Пирсон и Р. А. Фишер — были убеждены, что интеллект вида снижается, поскольку представители низших классов, то есть люди с более низким, как предполагалось, показателем интеллекта (IQ), имели больше детей. Статистические данные, говорившие о более высоком репродуктивном уровне людей с более низким IQ, были широко распространены до тех пор, пока в 1963 году не удалось показать, что они представляют собой математический артефакт. Он связан с тем, что для подсчета брали только те семьи, которые имели, по крайней мере, одного ребенка; бездетные люди из анализа исключались.

Когда же взяли полные данные, результаты оказались совершенно другими (см. таблицу). По этим результатам невозможно предсказать эволюционную тенденцию в изменении IQ.
Среднее число детей у родителей с разными IQ (C. Bajema, 1963)

Уровень IQ
Число опрошенных
Среднее число детей у одного человека

120
82
2.598

105-119
282
2.238

95-104
318
2.019

80-94
267
2.464

69-79
30
1.500

Общая выборка
979
2.236

Предсказание будущего действия отбора, как и реконструкция прошлого отбора, зависит только от нашего воображения и нашей готовности делать бездоказательные заявления. Никто из серьезно размышляющих ученых не решится угадывать биологическое будущее. Только 100 поколений отделяет нас от основания Римской республики. За первые 200 лет после Хиджры (переселения Мухаммеда и его приверженцев из Мекки в Медину в сентябре 622 года) люди из Аравии и Северной Африки прошли путь от отсталого пастушеского существования до высот культуры и мировой власти, превзойдя средиземноморский мир в искусстве, науке, поэзии, математике и политике. Когда Париж был деревней на Сене, Кордова при Омейядах стала центром западной цивилизации.

Учитывая, с одной стороны, большое генетическое сходство между различными человеческими группами и очень медленный темп генетических изменений, производимых отбором, а с другой стороны, напротив, удивительное разнообразие человеческих культур и почти мгновенные изменения в истории, трудно понять, какое отношение имеет биологическое разнообразие человека к его будущему. Биологи часто указывают на серповидноклеточную анемию как на пример действия естественного отбора в популяциях человека. А между тем ничто не иллюстрирует лучше ведущую роль культуры. Процесс отбора, который приводил к распространению в некоторых районах Африки аллеля, являющегося носителем гемоглобина S, полностью изменился на противоположный для многих африканцев из-за политических и экономических событий — порабощения этих африканцев и переселения их в Америку.

Второе политическое событие — решение Всемирной организации здравоохранения ликвидировать малярию — также начало изменять природу отбора в Африке и изменяло ее до тех пор, пока третье политическое событие — значительное сокращение расходов на антималярийную кампанию — не сохранило биологический статус-кво. В Америке, где гетерозиготность по аллелю, несущему гемоглобин S, не дает никаких преимуществ и где естественный отбор действует в направлении ликвидации аллеля из-за смерти детей с серповидноклеточной анемией, произошло четвертое политическое событие — требование черным населением социальной власти, что отразилось на свертывании исследовательских программ по лечению этого заболевания.

Книги о человеческой биологии или эволюции принято завершать возвышенными, а иногда напыщенными рассуждениями о будущем человеческого вида и о смысле его существования. Начав с трюизма, что люди — это животные, возникшие от других животных, биологи часто кончают ложным утверждением, что человеческие существа не более чем животные, которых можно понять, изучая обезьян, волков и диких гусей. Это ошибочное утверждение.

Самое удивительное свойство человеческой биологии, свойство, которое и есть в действительности результат биологической эволюции человека, — заключается в том, что люди сами творят свое индивидуальное и коллективное будущее. Развитие центральной нервной системы человека и связанная с ним эволюция руки, глаза и языка освободили людей от биологических ограничений, присущих нашим животным родственникам и предкам. Сознание человека и его социальная организация стали теми органами, которые определяют нашу индивидуальную и коллективную природу — и настоящую, и будущую. Великий эволюционист Феодосий Добржанский писал: “Ничто в биологии не имеет смысла иначе, чем в свете эволюции”. Мы же должны добавить: ничто в эволюции человека не имеет смысла иначе, чем в свете истории.

Взаимная помощь как фактор эволюции

П. А. КРОПОТКИН

Понятие о борьбе за существование как об условии прогрессивного развития, внесенное в науку Дарвином и Уоллесом, позволило нам охватить в одном обобщении громаднейшую массу явлений, и это обобщение легло с тех пор в основу всех наших философских, биологических и общественных теорий. Приспособление живых существ к обитаемой ими среде, их прогрессивное развитие, анатомическое и физиологическое, умственный прогресс и даже нравственное совершенствование — все эти явления стали представляться нам как части одного общего процесса. Мы начали понимать их как ряд непрерывных усилий — как борьбу против различных неблагоприятных условий.
Весьма возможно, что в начале своих работ Дарвин сам не сознавал всего значения и общности того явления — борьбы за существование,— к которому он обратился за объяснением одной группы фактов, а именно — накопления отклонений от первоначального типа и образования новых видов. Но он понимал, что выражение, которое он вводил в науку, утратило бы свой философский точный смысл, если бы оно было понято исключительно в его узком смысле — как борьба между индивидуумами за средства существования. А потому уже в самом начале своего великого исследования о происхождении видов он настаивал на том, что “борьбу за существование” следует понимать “в ее широком и переносном (метафорическом) смысле, то есть включая сюда зависимость одного живого существа от других, а также — что гораздо важнее — не только жизнь самого индивидуума, но и возможность для него оставить по себе потомство” (“Происхождение видов”, гл. III).

Таким образом, хотя сам Дарвин для своей специальной цели и употреблял слова “борьба за существование” преимущественно в их узком смысле, он предупреждал, однако, своих последователей от ошибки (в которую он сам впал одно время) — от слишком узкого понимания этих слов. В своем последующем сочинении “Происхождение Человека” он написал даже несколько прекрасных сильных страниц, чтобы выяснить истинный широкий смысл этой борьбы. Он показал здесь, как в бесчисленных животных сообществах борьба за существование между отдельными членами этих сообществ совершенно исчезает и как вместо борьбы является содействие (кооперация), ведущее к такому развитию умственных способностей и нравственных качеств, которое обеспечивает данному виду наилучшие шансы жизни и распространения.

Он указал, таким образом, что в этих случаях “наиболее приспособленными” оказываются вовсе не те, кто физически сильнее, или хитрее, или ловче других, а те, кто лучше умеет соединяться и поддерживать друг друга — как сильных, так и слабых,— ради блага всего своего общества. “Те общества,— писал он,— которые содержат наибольшее количество сочувствующих друг другу членов, будут наиболее процветать и оставят по себе наибольшее количество потомства”.

Выражение, заимствованное Дарвином из мальтусовского представления о борьбе всех против каждого, потеряло, таким образом, свою узость, когда оно переработалось в уме человека, глубоко понимавшего природу.

К несчастью, эти замечания Дарвина, которые могли бы стать основою самых плодотворных исследований, прошли незамеченными — из-за массы фактов, в которых выступала или предполагалась действительная борьба между индивидуумами за средства существования. При том же Дарвин не подверг более строгому исследованию сравнительную важность и относительную распространенность двух форм “борьбы за жизнь” в животном мире: непосредственной борьбы отдельных особей между собою и общественной борьбы многих особей — сообща.

Между тем именно такое исследование и было необходимо, чтобы определить истинные размеры и значение в природе единичной борьбы за жизнь между членами одного и того же вида животных по сравнению с борьбой целым обществом против природных препятствий и врагов из других видов. Мало того, в той же самой книге о происхождении человека опять-таки пробивалась мальтусовская закваска, — например, там, где Дарвин задавался вопросом: следует ли поддерживать жизнь “слабых умом и телом” в наших цивилизованных обществах? Как будто бы тысячи “слабых телом” поэтов, ученых, изобретателей и реформаторов не были самым сильным орудием человечества в его борьбе за жизнь — борьбе умственными и нравственными средствами, значение которых сам Дарвин так прекрасно выставил в своей книге.

С теорией Дарвина случилось то же, что случается со всеми теориями, имеющими отношение к человеческой жизни. Его последователи не только не расширили ее согласно его указаниям, а напротив — сузили ее еще более. Они стали изображать мир животных как мир непрерывной борьбы между вечно голодающими существами, жаждущими крови своих собратьев. Они наполнили современную литературу возгласами: “Горе побежденным!” — и стали выдавать этот клич за последнее слово науки о жизни.

“Беспощадную” борьбу из-за личных выгод они возвели на высоту принципа, закона всей биологии, которому человек обязан подчиняться,— иначе он погибнет в этом мире, основан-ном на взаимном уничтожении. Оставляя в стороне экономистов, которые из всей области естествознания обыкновенно знают лишь несколько ходячих фраз, и то заимствованных у второстепенных популяризаторов, мы должны признать, что даже наиболее авторитетные представители взглядов Дарвина употребляют все усилия для поддержания этих ложных идей. Если взять, например, Гексли, который, несомненно, считается одним из лучших представителей теории развития (эволюции), то мы видим, что в статье, озаглавленной “Борьба за существование и ее отношение к человеку”, он учит нас, что “с точки зрения моралиста, животный мир находится на том же уровне, что борьба гладиаторов...”

Взгляд Гексли на природу имеет так же мало прав на признание его научным выводом, как и противоположный взгляд Руссо, который видел в природе лишь любовь, мир и гармонию. Ошибка Руссо заключалась в том, что он совершенно упустил из вида борьбу, ведущуюся клювом и когтями, а Гексли повинен в ошибке противоположного характера. Но ни оптимизм Руссо, ни пессимизм Гексли не могут быть признаны беспристрастным научным истолкованием природы.

Едва только мы начинаем изучать животных, мы замечаем, что, хотя между различными видами и, в особенности между различными классами животных ведутся в чрезвычайно обширных размерах борьба и истребление,— в то же самое время в таких же или даже в еще больших размерах наблюдается взаимная поддержка, взаимная помощь и взаимная защита среди животных, принадлежащих к одному и тому же виду или, по крайней мере, к тому же сообществу. Общественность является таким же законом природы, как и взаимная борьба. Если спросить природу; “Кто же оказывается более приспособленным:

те ли, кто постоянно ведет войну друг с другом, или же, напротив, те, кто поддерживает друг друга?” — то мы тотчас увидим, что те животные, которые приобрели привычки взаимной помощи, оказываются, без всякого сомнения, наиболее приспособленными. У них больше шансов выжить — и единично, и как виду.

Насколько мне известно, из ученых, последователей Дарвина, первым, признавшим за взаимной помощью значение закона природы и главного фактора эволюции, был очень известный русский зоолог, бывший декан Петербургского Университета, профессор К. Ф. Кесслер. Он развил эту мысль в речи, произнесенной в январе 1880 года, за несколько месяцев до своей смерти на съезде русских естествоиспытателей. Но, подобно многим другим хорошим вещам, напечатанным лишь на одном только русском языке, эта замечательная речь осталась почти неизвестной. Кесслер указывал на то, как потребность оставить после себя потомство неизбежно соединяет животных, и “чем теснее дружатся между собою неделимые известного вида, чем больше оказывают взаимной помощи друг другу, тем более упрочивается существование вида и тем больше получается шансов, что данный вид пойдет дальше в своем развитии и усовершенствуется, между прочим, также и в интеллектуальном отношении”.

Свою речь Кесслер закончил следующими замечаниями: “Я ведь не отрицаю борьбы за существование, но только утверждаю, что прогрессивному развитию, как всего животного царства, так и специально человечества, не столько содействует взаимная борьба, сколько взаимная помощь...”

Правильность вышеприведенных взглядов обратила на себя внимание большинства присутствовавших на съезде русских зоологов, и Н. А. Северцов, работы которого хорошо известны орнитологам и географам, поддержал их...Готовность русских зоологов воспринять воззрения Кесслера объясняется весьма естественно тем, что почти все они имели случай изучать животный мир в обширных незаселенных областях Северной Азии или Восточной России, а изучение подобных областей неизбежно приводит к тем же выводам. Я помню впечатление, произведенное на меня животным миром Сибири, когда я исследовал Олекминско - Витимское нагорье в сообществе с таким выдающимся зоологом, каким был мой друг Иван Семенович Поляков.

Первое, что поражает, как только мы начинаем изучать борьбу за существование, как в прямом, •так и в переносном значении этого выражения,— это изобилие фактов взаимной помощи, практикуемой не только в целях воспитания потомства, как это признается большинством эволюционистов, но также и в целях безопасности особи и добывания ею необходимой пищи. Во многих обширных подразделениях животного царства взаимная помощь является общим правилом. Взаимная помощь встречается даже среди самых низших животных.

Конечно, наши познания о жизни беспозвоночных,— за исключением термитов, муравьев и пчел,— чрезвычайно ограничены. Бесчисленные сообщества саранчи, бабочек, сверчков, жучков совершенно еще не исследованы, но уже самый факт их существования указывает на то, что они должны составляться приблизительно на таких же началах, как и временные сообщества муравьев и пчел для целей переселения. Что же касается жуков, то известны вполне точно наблюденные факты взаимной помощи среди могильщиков. Жуки-могильщики закапывают в землю трупы всяких мелких животных, которые случайно попадаются им во время их поисков. Вообще жуки этой породы живут особняком, но, когда один из них находит труп мыши или птицы, который он не может сам закопать, он созывает еще несколько других могильщиков (их сходится иногда до шести), чтобы совершить эту операцию соединенными силами.

Даже среди животных, стоящих на несколько низшей ступени организации, мы можем найти подобные же примеры. Некоторые земноводные крабы Вест-Индии и Северной Америки соединяются громадными полчищами, когда направляются к морю для метания икры, причем каждое такое переселение непременно предполагает некоторое взаимное соглашение для совместного действия и взаимную поддержку. Что же касается больших Молуккских крабов, то я был поражен, увидавши в 1882 году в Брайтонском аквариуме, насколько эти, неуклюжие животные способны оказывать друг другу помощь.

Так, например, один из них перевернулся на спину, и его тяжелый, похожий на большую кастрюлю панцирь мешал ему принять обычную позу. Тогда его сотоварищи поспешили к нему на помощь, и в течение целого часа я наблюдал, как они старались помочь своему товарищу. Сначала явились двое крабов, толкавших своего друга снизу, и после усердных усилий им удавалось поставить его ребром. После многих попыток один из спасителей отправился в глубину чана и привел с собой еще двух крабов, которые со свежими силами принялись снова поднимать и подталкивать своего беспомощного товарища. Мы пробыли в аквариуме более двух часов и, уходя, снова подошли заглянуть в чан: работа освобождения все еще продолжалась! После того как я был свидетелем этого эпизода, я вполне верю наблюдению, упоминаемому Эразмом Дарвином, а именно, что “обыкновенный краб во время линяния ставит в качестве часовых неполинявших еще крабов или же особей с отвердевшей уже скорлупой, дабы защищать полинявшие особи в их беззащитном состоянии от нападений морских врагов”.

Факты взаимопомощи у термитов, муравьев и пчел хорошо известны. Отрыгивание пищи для кормления других является важной, чертой в жизни муравьев и постоянно применяется как для кормления голодных товарищей, так и для выкармливания личинок. По мнению Фореля, пищеварительные органы муравьев состоят из двух различных частей: одна из них, задняя, предназначается для специального пользования самого индивидуума, а другая, передняя — главным образом на пользу общины. Если бы какой-нибудь муравей с полным зобиком оказался настолько себялюбивым, что отказал бы в пище товарищу, с ним поступили бы как с врагом или даже хуже. Если бы отказ был сделан в такое время, когда его сородичи сражаются с каким-либо иным видом муравьев или с чужим муравейником, они напали бы на своего жадного товарища с большим ожесточением, чем на самих врагов. Но если бы муравей не отказался накормить другого муравья, принадлежащего к вражескому муравейнику, то сородичи последнего стали бы обращаться с ним как с другом.

Как бы ни были ужасны войны между различными видами муравьев и различными муравейниками, какие бы жестокости не совершались во время войны, взаимная помощь внутри общины и самоотречение на пользу общую обратились в привычку, а самопожертвование индивидуума для общего блага является общим правилом. Муравьи и термиты отреклись, таким образом, от “Гоббсовой войны” и только выиграли от этого.

Если бы мы не были знакомы ни с какими другими фактами из жизни животных, кроме тех, которые известны о муравьях и термитах, мы могли бы уже с уверенностью заключить, что взаимная помощь (ведущая к взаимному доверию — первому условию мужества) и индивидуальная инициатива (первое условие умственного прогресса) являются двумя условиями, несравненно более важными в эволюции мира животных, чем взаимная борьба.

Конечно, ни муравьи, ни пчелы, ни даже термиты не поднялись до понимания высшей солидарности, которая охватывала бы весь их вид. В этом отношении они, очевидно, не достигли той ступени развития, которой мы не находим даже среди политических, научных и религиозных руководителей человечества. Их общественные инстинкты почти не переходят за пределы муравейника или улья. Тем не менее, Форель описал колонии муравьев на Мои - Тандре и на горе Салеве, заключавшие в себе не менее двухсот муравейников, причем обитатели таких колоний принадлежали к двум различным видам.

Форель утверждает при этом, что каждый член этих колоний узнает всех остальных членов, и что все они принимают участие в общей защите. Мак-Кук наблюдал в Пенсильвании целую нацию муравьев, состоявшую из 1600—1700 муравейников, живших в полном согласии, а Бэтс описал огромные пространства в бразильских “кампосах” (степях), покрытые холмиками термитов, причем некоторые муравейники служили убежищем для двух или трех различных видов, и большинство этих построек было соединено между собою сводчатыми галереями и крытыми аркадами. Таким образом, попытки объединения довольно обширных подотделов вида для целей взаимной защиты и общественной жизни встречаются даже среди беспозвоночных животных.

Переходя теперь к высшим животным, мы находим еще больше случаев, несомненно, сознательной взаимной помощи.

Больше всего мы знаем о птицах. Одно из наиболее убедительных наблюдений в этом направлении принадлежит Северцову. Изучая фауну русских степей, он однажды увидал орла, принадлежащего к стайному виду белохвост. В продолжение получаса он молча описывал широкие круги, и вдруг внезапно раздался его пронзительный клекот. На этот крик вскоре ответил крик другого орла, подлетевшего к первому, за ним последовал третий, четвертый и т. д., пока не собралось девять или десять орлов, которые вскоре исчезли из виду. После полудня Северцов отправился к тому месту, куда, как он заметил, полетели орлы; укрываясь за одним из волнообразных возвышений степи, он приблизился к орлиной стае и увидал, что она собралась вокруг лошадиного трупа. Старые орлы, которые вообще кормятся первыми,— таковы правила приличия в орлином обществе — уже сидели на соседних стогах сена в качестве часовых, в то время как молодые продолжали кормиться, окруженные стаями ворон.

Из этого и других подобных наблюдений Северцов вывел заключение, что белохвостые орлы соединяются между собою для охоты; поднявшись все на большую высоту, они, если их будет, например, около десятка, могут осмотреть площадь, по крайней мере около пятидесяти квадратных верст, причем, как только один из них открывает что-нибудь, он тотчас сообщает об этом сотоварищам.

Общительность является общей чертой для очень многих других хищных птиц. Бразильский коршун каракара — один из самых “бесстыжих” грабителей — оказывается, тем не менее, чрезвычайно общительным. Его сообщества для охоты были описаны Дарвином и другими натуралистами, причем оказывается, что если он схватит чересчур крупную добычу, то созывает, пять или шесть товарищей, чтобы унести ее. Общительный гриф — одна из самых сильных пород коршунов — получил самое свое название за любовь к обществу. Они живут огромными стаями, и в Африке попадаются горы, буквально покрытые их гнездами. Они положительно наслаждаются общественной жизнью и собираются очень большими стаями для высоких полетов, составляющих своего рода спорт. Маленькие египетские коршуны тоже живут в большой дружбе. Они играют стаями в воздухе, вместе проводят ночь и утром гурьбою отправляются горы на поиски пищи, причем между ними не бывает никаких, даже мелких ссор.

Так свидетельствует Брэм, имевший полную возможность наблюдать их жизнь. Красногорлый сокол также встречается многочисленными стаями в бразильских лесах, а сокол пустельга, оставив Европу и, достигнув зимой степей и лесов Азии, собирается в большие сообщества. В степях южной России он ведет (вернее, вел) такую общительную жизнь, что Нордман видал его в больших стаях, совместно с другими соколами, которые собирались в ясные дни около четырех часов пополудни и наслаждались, своими полетами до поздней ночи. Они обыкновенно летели все вместе по совершенно прямой линии, вплоть до известной определенной точки, после чего немедленно возвращались по той же линии и затем снова повторяли тот же полет.

Подобные полеты стаями ради самого удовольствия полета очень обыкновенны среди всякого рода птиц.

Наконец, я совершил бы большую несправедливость по отношению к нашему столь оклеветанному домашнему воробью, если бы не упомянул о том, как охотно каждый из них делится всякой находимой им пищей с членами того общества, к которому он принадлежит. Этот факт был хорошо известен древним грекам, и до нас дошло предание о том, как греческий оратор воскликнул однажды (цитирую на память): “В то время как я говорил вам, прилетал воробей, чтобы сказать другим воробьям, что какой-то раб рассыпал мешок с зерном, и все они улетели подбирать зерно”. Тем более приятно мне было найти подтверждение этого наблюдения древних в современной небольшой книге Гернея, который вполне убежден, что домашние воробьи всегда уведомляют друг друга, когда можно где-нибудь поживиться пищей. Он говорит: “Как бы далеко от двора фермы ни обмолачивался скирд хлеба, — воробьи во дворе фермы всегда оказывались, с зобами, набитыми зерном”. Правда, воробьи с чрезвычайной щепетильностью охраняют свои владения от вторжения чужаков.

Так, например, воробьи Люксембургского сада в Париже жестоко нападают на всех других воробьев, которые пытаются в свою очередь воспользоваться садом и щедростью его посетителей. Но внутри своих собственных общин или групп они чрезвычайно широко практикуют взаимную поддержку, хотя иногда дело и не обходится без ссор,— как это бывает, впрочем, даже между лучшими друзьями.

Охота группами и кормление стаями настолько обычны в мире птиц, что едва ли нужно приводить еще примеры: эти два явления следует рассматривать как вполне установленный факт. Что же касается силы, которую дают птицам подобные сообщества, то она вполне очевидна. Самые крупные хищники вынуждены, бывают пасовать пред ассоциациями самых мелких птиц. Даже орлы — самый могучий и страшный орел-могильник или боевой орел, которые отличаются такой силой, что, могут поднять в своих когтях зайца или молодую антилопу,— бывают принуждены оставлять свою добычу стаям коршунов, которые устраивают правильную охоту за ними, как только заметят, что одному из них попалась хорошая добыча.

Какая громадная разница между силами коршуна, сарыча или ястреба и таких маленьких пташек, как луговая трясогузка! А между тем эти маленькие птички благодаря своим совместным действиям и храбрости одерживают верх над грабителями, которые обладают могучим полетом и превосходно вооружены для нападения! В Европе трясогузки не только гоняются за теми хищными птицами, которые могут быть опасны для них, но также и за ястребами-рыболовами — “скорее для забавы, чем для нанесения им вреда”,— говорит Брэм. В Индии галки гоняются за коршунами “просто для развлечения”, а бразильского орла часто окружают бесчисленные стаи туканов (“насмешников”) и “классиков” (птица, находящаяся в близком родстве с нашими грачами) и издеваются над ним. Орел обыкновенно относится к подобным надоеданиям очень спокойно; впрочем, от времени до времени он таки схватит одного из пристающих к нему насмешников...

Мы видим, таким образом, во всех этих случаях (а таких примеров можно было бы привести десятки), как маленькие птицы, неизмеримо уступающие по силе хищнику, оказываются тем не менее сильнее его, благодаря тому, что действуют сообща.

Однако самых поразительных результатов — в смысле обеспечения личной безопасности, наслаждения жизнью и развития умственных способностей путем общественной жизни — достигли два больших семейства птиц, а именно — журавли и попугаи.

Журавли чрезвычайно общительны и живут в превосходных отношениях не только со своими сородичами, но и с большинством водяных птиц. Их осторожность не менее удивительна, чем их ум. Они сразу разбираются в новых условиях и действуют сообразно новым требованиям. Их часовые всегда находятся на страже, когда стая кормится или отдыхает, и охотники по опыту знают, как трудно к ним подобраться. Если человеку удается захватить их где-нибудь врасплох, — они больше уже не возвращаются, на это место, не выславши вперед сперва одного разведчика, а вслед за ним — партию разведчиков. Когда эта партия возвратится с известием, что опасности не предвидится, высылается вторая партия разведчиков — для проверки показания первых, прежде чем вся стая решится двинуться вперед.

Со сродными видами журавли вступают в действительную дружбу, а в неволе нет другой птицы, за исключением только не менее общительного и смышленого попугая, которая вступала бы в такую действительную дружбу с человеком. “Журавль видит в человеке не хозяина, а друга, и всячески старается выразить это”,— говорит Брэм. С раннего утра до поздней ночи журавль находится в непрерывной деятельности. Он посвящает всего несколько часов утром на добывание пищи, главным образом растительной, остальное же время отдает жизни в обществе. “Он схватывает маленькие кусочки дерева или камешки, подбрасывает их на воздух, пытаясь потом снова схватить их; он выгибает шею, распускает крылья, пляшет, подпрыгивает, бегает и всячески выражает свое хорошее настроение и всегда остается красивым и грациозным”. Так как он постоянно живет в обществе, то почти не имеет врагов, и хотя Брэму приходилось иногда наблюдать, как одного из них случайно схватил крокодил, но, за исключением крокодила, он не знал никаких других врагов у журавля.

Осторожность журавля, вошедшая в пословицу, спасает его от всех врагов, и вообще он доживает до глубокой старости. Неудивительно поэтому, что для сохранения вида журавлю нет надобности, воспитывать многочисленное потомство, и он обыкновенно кладет не более двух яиц. Что касается до высокого развития его ума, то достаточно сказать, что все наблюдатели единогласно признают, что умственные способности журавля сильно напоминают способности человека.

Другая чрезвычайно общительная птица, попугай, стоит, как известно, по развитию ее умственных способностей во главе всего пернатого мира. Их образ жизни так превосходно описан Брэмом, что мне достаточно будет привести нижеследующий отрывок как лучшую характеристику: “Попугаи живут очень многочисленными обществами или стаями, за исключением периода спаривания. Они выбирают для стоянки место в лесу, откуда каждое утро отправляются на свои охотничьи экспедиции. Члены каждой стаи очень привязаны друг к другу и делят между собою и горе, и радость. Каждое утро они вместе отправляются в поле, или в сад, или на какое-нибудь фруктовое дерево, чтобы кормиться там фруктами или плодами. Они расставляют часовых для охраны всей стаи и внимательно относятся к их предостережениям. В случае опасности все спешат улететь, оказывая поддержку, друг Другу, а вечером все в одно и то же | время возвращаются на место отдохновения. Короче говоря, они всегда живут в тесном дружественном союзе”.

Отправляясь на охоту, попугаи проявляют не только удивительную смышленость и осторожность, но и умение соображаться. С обстоятельствами. Так, например, стая белых какаду в Австралии, прежде чем начать грабить хлебное поле, непременно ^- сперва вышлет разведочную партию, которая располагается на самых высоких деревьях по соседству с намеченным полем, тогда как другие разведчики садятся на промежуточные деревья, между полем и лесом, и передают сигналы. Если сигналы извещают, что “все в порядке”, тогда десяток какаду отделяется от стаи, делает несколько кругов в воздухе и направляется к деревьям, ближайшим к полю. Эта вторая партия в свою очередь довольно долго осматривает окрестности и только после такого осмотра дает сигнал к общему передвижению, — после чего вся стая снимается сразу и быстро обирает поле. Австралийские колонисты с большим трудом преодолевают бдительность попугаев.

Если человеку, при всей его хитрости и с его оружием, удастся убить несколько какаду, то они становятся после того настолько бдительными и осторожными, что уже расстраивают вслед за тем все ухищрения врагов.

Нет никакого сомнения, что только благодаря общественному характеру их жизни, попугаи могли достичь того высокого развития смышлености и чувств, почти доходящих до человеческого уровня, которое мы встречаем у них. Высокая их смышленость побудила лучших натуралистов назвать некоторые виды, — а именно серых попугаев — “птицей-человеком”. А что касается до их взаимной привязанности, то известно, что, если один из их стаи бывает, убит охотником, остальные начинают летать над трупом своего сотоварища с жалостными криками и сами падают жертвами своей дружеской привязанности, а если два пленных попугая, хотя бы принадлежащих к двум разным видам, подружились между собою и один из них случайно умирает, то другой также нередко погибает тоски и горя по умершему другу.

Не менее очевидно и то, что в своих сообществах попугаи находят несравненно большую защиту от врагов, чем они могли бы найти при самом идеальном развитии у них “клюва и когтей”. Весьма немногие хищные птицы и млекопитающие осмеливаются нападать на попугаев — и то только на мелкие породы,— и Брэм совершенно прав, говоря о попугаях, что у них, как у журавлей и у общительных обезьян, едва ли имеются какие-либо иные враги, помимо человека. При этом Брэм прибавляет: “Весьма вероятно, что большинство крупных попугаев умирает от старости, а не от когтей своих врагов. Один только человек, благодаря своему высшему разуму и вооружению, которые также составляют результат его жизни обществами, может до известной степени истреблять попугаев”. Самая их долговечность оказывается, таким образом, результатом их общественной жизни.

И по всей вероятности, нужно то же сказать и относительно их поразительной памяти, развитию которой, несомненно, способствует жизнь обществами, а также долговечность, сопровождаемая полным сохранением как телесных, так и умственных способностей вплоть до глубокой старости.

Из всего вышеприведенного видно, что война всех против каждого вовсе не является преобладающим законом природы. Взаимная помощь — настолько же закон природы, как и взаимная борьба, и этот закон станет для нас еще очевиднее, когда мы рассмотрим общественную жизнь млекопитающих.

Взаимная помощь как фактор эволюции

П. А. КРОПОТКИН

Ассоциация и взаимная помощь являются правилом у млекопитающих. Привычка к общественной жизни встречается даже у хищников, и во всем этом обширном классе животных мы можем назвать только одно семейство кошачьих (львы, тигры, леопарды и т. д.), которого члены действительно предпочитают одинокую жизнь жизни общественной и только изредка встречаются — теперь, по крайней мере,— небольшими группами. Впрочем, даже среди львов самое обыкновенное дело — охотиться группами.

Ассоциация встречается в животном мире на всех ступенях эволюции и появляется уже в самом начале развития животного мира. Но по мере того, как мы поднимаемся по лестнице эволюции, мы видим, что ассоциация становится все более и более сознательной. Она теряет свой чисто физический характер, она перестает быть просто инстинктивной и становится обдуманной. Среди высших позвоночных она уже бывает временной, периодичной или же служит для удовлетворения какой-нибудь определенной потребности, — например для воспроизведения, для переселений, для охоты или же для взаимной защиты. Она становится даже случайной, — например, когда птицы объединяются против хищника или млекопитающие сходятся для эмиграции под давлением исключительных обстоятельств. В этом последнем случае ассоциация становится добровольным отклонением от обычного образа жизни.

Затем объединение бывает иногда в две или три степени — сначала семья, потом группа и, наконец, ассоциация групп, обыкновенно рассеянных, но соединяющихся в случае нужды, как мы это видели на примере буйволов и других жвачных. Ассоциация также принимает высшие формы и тогда обеспечивает большую независимость для каждого отдельного индивидуума, не лишая его вместе с тем выгод общественной жизни. У большинства грызунов каждая семья имеет свое собственное жилище, куда она может удалиться, если пожелает уединения, но эти жилища располагаются селениями и целыми городами так, чтобы всем обитателям были обеспечены все удобства и удовольствия общественной жизни. Наконец, у некоторых видов, например у крыс, сурков, зайцев и т. д., общительность жизни поддерживается, несмотря на сварливость или вообще на эгоистические наклонности отдельно взятых особей. Во всех этих случаях общественная жизнь уже не обусловливается, как у муравьев и пчел, физиологической структурой; она культивируется ради выгод, даваемых взаимной помощью, или же ради приносимых ею удовольствий.

И это, конечно, проявляется во всех возможных степенях и при величайшем разнообразии индивидуальных и видовых признаков, — причем самое разнообразие форм общественной жизни является последствием, а для нас и дальнейшим доказательством ее всеобщности.

Общительность, т. е. ощущаемая животным потребность в общении с себе подобными, любовь к обществу ради общества, соединенная с “наслаждением жизнью”, только теперь начинает получать должное внимание со стороны зоологов. В настоящее время нам известно, что все животные, начиная с муравьев, переходя к птицам и кончая высшими млекопитающими, любят игры, любят бороться и гоняться один за другим, пытаясь поймать друг друга, любят поддразнивать друг друга и т. д. И если многие игры являются, так сказать, подготовительной школой для молодых особей, приготовляя их к надлежащему поведению, когда наступит зрелость, то наряду с ними имеются и такие игры, которые, помимо их утилитарных целей, вместе с танцами и пением, представляют простое проявление избытка жизненных сил — “наслаждение жизнью” — и выражают желание тем или иным путем войти в общение с другими особями того же или даже иного вида. Короче говоря, эти игры представляют проявление общительности в истинном смысле этого слова, являющейся отличительной чертой всего животного мира.

Эта потребность проникает всю природу; и в столь же сильной степени, как и любая физиологическая функция, она составляет отличительную черту жизни и впечатлительности вообще. Эта потребность составляет высшее развитие и принимает наиболее прекрасные формы у млекопитающих, особенно у молодых особей, и еще более у птиц.

Жизнь сообществами дает возможность самым слабым насекомым, самым слабым птицам и самым слабым млекопитающим защищаться против нападений хищников; она обеспечивает им долголетие; она дает возможность виду выкармливать свое потомство с наименьшей растратой энергии и поддерживать свою численность даже при очень слабой рождаемости; она позволяет стадным животным совершать переселения и находить себе новые местожительства. Поэтому, хотя и признавая вполне, что сила, быстрота, предохранительная окраска, хитрость и выносливость к холоду и голоду, упоминаемые Дарвином и Уоллесом, действительно представляют качества, которые делают особь или вид наиболее приспособленными при некоторых известных обстоятельствах, мы вместе с тем утверждаем, что общительность является величайшим преимуществом в борьбе за существование при всяких природных обстоятельствах.

Те виды, которые волей или неволей отказываются от нее, обречены на вымирание, тогда как животные, умеющие наилучшим образом объединяться, имеют наибольшие шансы и на дальнейшую эволюцию. Высшие позвоночные, и в особенности человеческий род, служат лучшим доказательством этого утверждения.

Что же касается до умственных способностей, то каждый дарвинист согласится с Дарвином в том, что они представляют наиболее могущественное орудие в борьбе за существование и наиболее могущественный фактор дальнейшей эволюции; он согласится также и с тем, что умственные способности еще более всех остальных обусловливаются в своем развитии общественной жизнью. Язык, подражание другим и накопленный опыт — необходимые элементы для развития умственных способностей, и именно их бывают лишены животные необщественные. Потому-то мы и находим, что на вершине различных классов стоят такие животные, как муравьи и термиты, у которых высоко развиты как умственные способности, так и общительность.

“Наиболее приспособленными”, наилучше приспособленными для борьбы со всеми враждебными элементами оказываются, таким образом, наиболее общительные животные, так что общительность можно принять главным фактором эволюции — как непосредственно, потому что он обеспечивает благосостояние вида вместе с уменьшением бесполезной растраты энергии, так и косвенно, потому что он благоприятствует росту умственных способностей.

Кроме того, очевидно, что жизнь сообществами была бы совершенно невозможна без соответственного развития общественных чувств и в особенности, если бы известное коллективное чувство справедливости (начало нравственности) не развивалось и не обращалось в привычку. Если бы каждый индивидуум постоянно злоупотреблял своими личными преимуществами, а остальные не заступались бы за обиженного, никакая

Общественная жизнь не была бы возможна. Поэтому у всех общительных животных в большей или меньшей степени развивается чувство справедливости.

Мы располагаем очень большим количеством непосредственных наблюдений, говорящих о том согласии, которое господствует среди гнездующих сообществ птиц, в поселениях грызунов, в стадах травоядных и т. д., а с другой стороны, нам известны лишь весьма немногие общительные животные, которые постоянно ссорились бы между собою, как это делают крысы в наших погребах, или же моржи, которые дерутся из-за места на солнечном пригреве на занимаемом ими берегу. Общительность, таким образом, кладет предел физической борьбе и дает место для развития лучших нравственных чувств. Что же касается фактов о выражении сострадания животными к их раненым сотоварищам, то о них постоянно упоминается зоологами, изучавшими жизнь природы. Подобные факты — совершенно естественны. Сострадание необходимо развивается при общественной жизни. Но сострадание, в свою очередь, указывает на значительный общий прогресс в области умственных способностей и чувствительности.

Оно является первым шагом на пути к развитию высших нравственных чувств и становится могущественным фактором дальнейшей эволюции.

Если эти взгляды правильны, то естественно возникает вопрос: насколько они согласуются с теорией о борьбе за существование в том виде, как она была развита Дарвином, Уоллесом и их последователями? И я вкратце отвечу теперь на этот важный вопрос. Прежде всего, ни один натуралист не усомнится в том, что идея о борьбе за существование, проведенная через всю органическую природу, представляет величайшее обобщение нашего века. Жизнь есть борьба, и в этой борьбе выживают наиболее приспособленные. Но если ставить вопросы “каким оружием ведется главным образом эта борьба?” и “кто в этой борьбе оказывается наиболее приспособленным?”, то ответы на эти два вопроса будут совершенно различны, смотря по тому, какое значение будет придано двум различным сторонам этой борьбы: прямой борьбе за пищу и той борьбе, которую Дарвин назвал “метафорической”, т, е. борьбе, очень часто совместной, против неблагоприятных обстоятельств. Никто не станет отрицать, что в пределах каждого вида имеется некоторая степень состязания из-за пищи, хотя бы по временам.

Но вопрос заключается в том, доходит ли это состязание до пределов, допускаемых Дарвином, и играло ли оно в эволюции животного царства ту роль, которая ему приписывается?

Идея, которую Дарвин проводит через всю свою книгу о происхождении видов, есть, несомненно, идея о существовании настоящего состязания — борьбы в пределах каждой животной группы из-за пищи и возможности оставить после себя потомство. Он часто говорит об областях, переполненных животной жизнью до крайних пределов, и из такого переполнения он выводит неизбежность состязания, борьбы между обитателями. Но если мы станем искать в его книге действительных доказательств такого состязания, то мы должны признать, что достаточно убедительных доказательств — нет. Мы не найдем того обилия доказательств и примеров, которые привыкли находить во всякой работе Дарвина. В подтверждение борьбы между особями одного и того же вида не приводится ни одного примера: она принимается как аксиома.

Что же касается Уоллеса, приводящего в своем изложении дарвинизма те же самые факты, но под слегка видоизмененным заголовком (“Борьба за существование между близкородственными животными и растениями часто бывает наиболее сурова”), то он делает нижеследующее замечание, дающее вышеприведенным фактам совершенно иное освещение: “В некоторых случаях, несомненно, ведется действительная война между двумя видами, причем более сильный вид убивает более слабый; но это вовсе не является необходимостью, и могут быть случаи, когда виды, более слабые физически, могут одержать верх вследствие своей способности к более быстрому размножению, большей выносливости по отношению к враждебным климатическим условиям или большей хитрости, помогающей им избегать нападений со стороны их общих врагов”.

Таким образом, в подобных случаях то, что приписывается состязанию, борьбе, может быть вовсе не состязанием или борьбою. Один вид вымирает вовсе не потому, что другой вид истребил его или выморил, отнявши у него средства пропитания, а потому, что он не смог хорошо приспособиться к новым условиям, тогда как другому виду удалось это сделать. Выражение “борьба за существование”, стало быть, употребляется здесь опять-таки в переносном смысле и, может быть, другого смысла не имеет. Что же касается до действительного состязания из-за пищи между особями одного и того же вида, которое Дарвин поясняет в другом месте примером, взятым из жизни рогатого скота в Южной Америке во время засухи, то ценность этого примера значительно уменьшается тем, что он взят из жизни прирученных животных.

Бизоны при подобных обстоятельствах переселяются с целью избежать состязания из-за пищи. Как бы ни была сурова борьба между растениями, — а она вполне доказана, мы можем только повторить относительно ее замечание Уоллеса, что “растения живут там, где могут”, тогда, как животные в значительной мере имеют возможность сами выбирать себе местожительство. И мы снова себя спрашиваем: “До каких же размеров действительно существует состязание, борьба в пределах каждого животного вида? На чем основано это предположение?”.

То же самое замечание приходится мне сделать относительно того “косвенного” аргумента в пользу действительности сурового состязания и борьбы за существование в пределах каждого вида, который можно вывести из “истребления переходных разновидностей”, так часто упоминаемого Дарвином. Как известно, Дарвина долгое время смущало затруднение, которое он видел в отсутствие длинной цепи промежуточных форм между близкородственными видами, и известно, что он нашел разрешение этого затруднения в предположенном им истреблении этих промежуточных форм. Однако внимательное чтение различных глав, в которых Дарвин и Уоллес говорят об этом предмете, вскоре приводит к заключению, что слово “истребление”, употребляемое ими, вовсе не имеет в виду действительного истребления; то замечание, которое Дарвин сделал относительно смысла его выражения “борьба за существование”, очевидно, прилагается в равной мере и к слову “истребление”. Последнее никоим образом не может быть понимаемо в его прямом значении, но только в “метафорическом”, переносном смысле.

Каждый вид постоянно стремится к расширению своего местожительства, и переселения в новые местожительства являются общим правилом, как для быстролетающей птицы, так и для медлительной улитки. Затем в каждом данном пространстве земной поверхности постоянно совершаются физические изменения, и характерной чертой новых разновидностей среди животных, в громадном числе случаев, — пожалуй, в большинстве — бывает вовсе не появление новых приспособлений для выхватывания пищи изо рта сородичей. Как сам Уоллес показал в прекрасном параграфе “О расхождении характеров” (“Дарвинизм”, стр. 107), началом новой разновидности бывают образование новых привычек, передвижение в новые местожительства и переход к новым видам пищи. Во всех этих случаях не произойдет никакого истребления, даже будет отсутствовать борьба за пищу, так как новое приспособление послужит к облегчению соперничества, если последнее действительно существовало.

И, тем не менее, при этом тоже получится спустя некоторое время отсутствие переходных звеньев — как результат простого выживания тех, которые наилучше приспособлены к новым условиям. И совершится это так же, несомненно, как если бы происходило предполагаемое гипотезой истребление первоначальной формы. Едва ли нужно добавлять, что если мы вместе со Спенсером, вместе со всеми ламаркистами и с самим Дарвином допустим изменяющее влияние среды на живущие в ней виды, — а современная наука все более и более движется в этом направлении,— то окажется еще менее надобности в гипотезе истребления переходных форм.

Значение переселений и последующей изоляции групп, животных для появления и закрепления новых разновидностей, а, в конце концов, и новых видов, вполне было признано впоследствии самим Дарвином. Позднейшие же изыскания еще более подчеркнули важность этого фактора, и они указали также, каким образом обширность территории, занимаемой данным видом,— этой обширности Дарвин вполне основательно придавал большое значение для появления новых разновидностей — может быть соединена с изоляцией отдельных частей данного вида в силу местных геологических перемен или возникновения местных преград. Входить здесь в обсуждение всего этого обширного вопроса было бы невозможно, но несколько замечаний будет достаточно, чтобы пояснить соединенное действие таких влияний.

Известно, что части данного вида нередко переходят к новому роду пищи. Белки, например, если случится неурожай на шишки в лиственничных лесах, переходят в сосновые боры, и эта перемена пищи производит известные физиологические эффекты в организме этих белок. Если это изменение привычек будет непродолжительно, если в следующем же году будет опять изобилие шишек в темных лиственничных лесах, то никакой новой разновидности белок, очевидно, не образуется. Но если часть обширного пространства, занимаемого белками, начнет изменять свой физический характер — скажем, вследствие смягчения климата или высыхания, причем обе эти причины будут способствовать увеличению площади сосновых боров в ущерб лиственничным лесам,— и если некоторые другие условия будут содействовать тому, чтобы часть белок держалась на окраинах области, тогда получится новая разновидность, т. е. зарождающийся новый вид белок. Но появление этой разновидности не будет сопровождаться решительно ничем таким, что могло бы заслужить название истребления среди белок.

Каждый год несколько большая пропорция белок этой новой, лучше приспособленной разновидности будет выживать по сравнению с другими, и промежуточные звенья будут вымирать с течением времени, из года в год, вовсе, не будучи обрекаемы на голодную смерть своими мальтузианскими конкурентами. Именно подобные процессы и совершаются на наших глазах вследствие великих физических изменений, происходящих на обширных пространствах Центральной Азии из-за высыхания, которое идет там со времени ледникового периода.

Короче говоря, если мы вдумаемся в этот предмет и внимательно перечитаем то, что сам Дарвин писал о нем, мы увидим, что если уж употреблять слово “истребление” в связи с переходными разновидностями, то его следует употреблять в метафорическом, переносном смысле. Во всяком случае, отсутствие промежуточных форм не составляет аргумента в пользу интенсивной борьбы и состязания. В действительности главным аргументом для доказательства острого состязания из-за средств существования, соревнования, продолжающегося непрестанно в пределах каждого животного вида, является, по выражению проф. Геддса, “арифметический аргумент”, заимствованный у Мальтуса.

Но этот аргумент ничего подобного не доказывает. С таким же правом мы могли бы взять несколько сел в юго-восточной России, обитатели которых не терпели недостатка в пище, но вместе с тем никогда не имели никаких санитарных приспособлений. Заметивши, что за последние семьдесят или восемьдесят лет средняя рождаемость достигала у них 60-ти на 1000, а между тем население за это время нисколько не увеличилось, мы могли бы прийти к заключению, что между обитателями этих деревень идет чрезвычайно обостренная борьба за пищу. В действительности же окажется, что население не возрастает по той простой причине, что одна треть новорожденных умирает каждый год, не достигнув шестимесячного возраста, половина детей умирает в течение следующих четырех лет, и из каждой сотни родившихся только семнадцать достигают двадцатилетнего возраста. Таким образом, новые пришельцы в мир уходят из него раньше, чем достигают возраста, когда они могли бы стать конкурентами.

Очевидно, что если нечто подобное может происходить в людской среде, то тем более вероятно оно среди животных. И действительно, в мире пернатых уничтожение яиц идет в таких колоссальных размерах, что в начале лета яйца составляют главную пищу нескольких видов животных. То же — о бурях и наводнениях, истребляющих миллионы гнезд в Америке и в Азии, и о внезапных переменах погоды, от которых массами гибнут молодые особи у млекопитающих. Каждая буря, каждое наводнение, каждое посещение птичьего гнезда крысою, каждая внезапная перемена температуры уничтожают тех соперников, которые кажутся столь страшными в теории.

Значение в природе естественных препятствий к излишнему размножению и в особенности их отношение к гипотезе соревнования, по-видимому, никогда еще не принимались в расчет в должной мере. Об этих препятствиях, или, точнее, о некоторых из них, упоминается мимоходом, но до сих пор их воздействие не разбиралось в подробностях. Между тем, если сравнить действительное воздействие естественных причин на жизнь животных видов с возможным воздействием соперничества внутри вида, мы тотчас же должны признать, что последнее не выдерживает никакого сравнения с предыдущим.

Например, что касается птиц, то всем нам хорошо известно, как они страдают от внезапных перемен погоды. Метели поздней весной так же гибельны для птиц в диких местах Англии, как и в Сибири, и приходилось видеть красных тетеревов, доведенных до того исключительно суровыми зимними холодами, что они в больших количествах покидали дикие места.

С другой стороны, заразные болезни, которые посещают по временам большинство животных видов, уничтожают их в таких количествах, что потери часто не могут быть пополнены в течение многих лет даже среди наиболее быстро размножающихся животных. Так, например, в сороковых годах суслики внезапно исчезли в окрестностях Сарепты, в юго-восточной России, вследствие какой-то эпидемии, и в течение многих лет в этой местности нельзя было встретить ни одного суслика. Прошло много лет, раньше чем они размножились по - прежнему.

Подобных фактов, из которых каждый уменьшает значение, придаваемое соперничеству и борьбе внутри вида, можно было бы привести множество. Конечно, можно было бы ответить на них словами Дарвина, что тем не менее каждое органическое существо “в какой-нибудь период своей жизни, в продолжение какого-нибудь времени года, в каждом поколении или по временам, должно бороться за существование и претерпевать великое истребление” и что лишь наиболее приспособленные переживают подобные периоды тяжелой борьбы за существование. Но если бы эволюция животного мира была основана исключительно или даже преимущественно на переживании наиболее приспособленных в периоды бедствий, если бы естественный подбор был ограничен в своем воздействии периодами исключительной засухи, или внезапных перемен температуры, или наводнений, то регресс был бы общим правилом в животном мире.

Те, которые переживают голод или эпидемию холеры, оспы или дифтерита, свирепствующих в тех размерах, которые наблюдаются в нецивилизованных странах, вовсе не являются ни наиболее сильными, ни наиболее здоровыми, ни наиболее разумными. Ника-кой прогресс не мог бы основываться на подобных переживаниях. Все, что естественный подбор может сделать в периоды бедствий, сводится к сохранению особей, одаренных наибольшей выносливостью в перенесении всякого рода лишений. Такова и есть роль естественного подбора среди сибирских лошадей и рогатого скота. Они действительно отличаются выносливостью, они могут питаться в случае необходимости полярной березой, они могут противостоять холоду и голоду. Но зато сибирская лошадь может нести только половину того груза, который без напряжения несет европейская лошадь, и ни одна сибирская корова не дает половины того количества молока, которое дает джерсейская корова, и ни один туземец нецивилизованных стран не выдержит сравнения с европейцами.

Такой туземец может легче выносить голод и холод, но его физические силы гораздо ниже сил хорошо питающегося европейца, а его умственный прогресс совершается с отчаянной медленностью. “Зло не может порождать добра”,— как писал Чернышевский в замечательном очерке, посвященном дарвинизму (“Русская мысль”, № 9, 1888). “Происхождение теории благотворности борьбы за жизнь”.

К счастью, состязание не составляет общего правила ни для животного мира, ни для человечества. Оно ограничивается среди животных известными периодами, и естественный подбор находит лучшую почву для своей деятельности. Лучшие условия для прогрессивного подбора создаются устранением состязания, путем взаимной поддержки. В великой борьбе за существование — за наиболее возможную полноту и интенсивность жизни при наименьшей ненужной растрате энергии — естественный подбор постоянно выискивает пути именно с целью избежать, насколько возможно, состязания. Муравьи объединяются в гнезда и племена, они делают запасы, воспитывают для своих нужд “коров” — и таким образом избегают состязания, и естественный подбор выбирает из всех муравьев те виды, которые лучше умеют избегать внутреннего состязания с его неизбежными пагубными последствиями.

Большинство наших птиц медленно перекочевывает к югу по мере наступления зимы, или же они собираются бесчисленными сообществами, и предпринимают далекие путешествия, — и таким образом избегают состязания. Многие грызуны впадают в спячку, когда наступает время возможного состязания, а другие породы грызунов запасаются на зиму пищей и собираются вместе обширными поселениями, дабы иметь необходимую защиту во время работы. Олени, когда олений мох засыхает внутри материка, переселяются по направлению к морю. Буйволы пересекают огромные материки ради изобилия пищи. А колония бобров, когда они чересчур расплодятся на реке, разделяется на две части: старики уходят вниз по реке, а молодые идут вверх для того, чтобы избежать состязания.

А если, наконец, животные не могут ни впасть в спячку, ни переселиться, ни сделать запасов пищи, ни сами выращивать потребную пищу, как это делают муравьи, тогда они поступают как синицы (прекрасное описание см. у Уоллеса, “Дарвинизм”, гл. V), а именно: они переходят к новому роду пищи — и таким образом опять-таки избегают состязания.

“Избегайте состязания! Оно всегда вредно для вида, и у вас имеется множество средств избежать его!” Такова тенденция природы, не всегда ею вполне осуществляемая, но всегда ей присущая. Таков лозунг, доносящийся до нас из кустарников, лесов, рек, океанов. “А потому объединяйтесь, — практикуйте взаимную помощь! Она представляет самое верное средство для обеспечения наибольшей безопасности как для каждого в отдельности, так и для всех вместе; она является лучшей гарантией для существования и прогресса физического, умственного и нравственного”. Вот чему учит нас Природа, и этому голосу Природы вняли все те животные, которые достигли наивысшего положения в своих соответственных классах. Этому же велению Природы подчинился и человек — самый первобытный человек,— и лишь вследствие этого он достиг того положения, которое мы занимаем теперь.

В практике взаимной помощи, которую мы можем проследить до самых древнейших зачатков эволюции, мы, таким образом, находим положительное и несомненное происхождение наших этических представлений, и мы можем утверждать, что главную роль в этическом прогрессе человека играла взаимная помощь, а не взаимная борьба. В широком распространении принципа взаимной помощи даже и в настоящее время мы также видим лучший задаток еще более возвышенной дальнейшей эволюции человеческого рода.

Размышления

Игра возможного

ЭССЕ О РАЗНООБРАЗИИ ЖИВОГО
Франсуа ЖАКОБ

— Нельзя поверить в невозможное, — сказала Алиса.

Просто у тебя мало опыта,— заметила Королева...

В иные дни я успевала поверить в десяток невозможностей до завтрака.

Льюис Кэрролл. Алиса в Зазеркалье
Глава I МИФ И НАУКА
Теории уходят. Лягушка остается.

Жан Ростан. Дневники биолога

Научные труды XVI в. по зоологии любили иллюстрировать великолепными гравюрами, изображавшими обитателей Земли. В таких книгах можно встретить подробные описания собак с рыбьими головами, людей на куриных ногах или змееволосых женщин. Каждый из нас когда-нибудь да воображал себе разных чудищ — так что фантазии минувших веков особенно не удивляют. Озадачивает иное — в сознании людей XVI века эти странные существа населяли не воображаемый, а реальный мир.

Стоит ли, однако, осмеивать эти нелепицы, ведь и наша научная фантастика недалеко ушла от них. Отвратительные создания, преследующие бедного астронавта на какой-нибудь далекой планете, соединяют в себе черты земных существ. Инопланетяне, прилетевшие к нам из глубин космоса, напоминают человека. Вот они выходят из своих летающих тарелок — позвоночные, прямоходящие, млекопитающие. Варьируются лишь рост и число глаз. Нередко головы у них намного крупнее человеческих, что указывает на большой объем мозга; некоторых украшает подобие антенн, что должно свидетельствовать об исключительно тонких органах чувств. Как ни удивительно, но фантасты полагают все это возможным. Спустя более ста лет после Дарвина они убеждены:

если где-либо во Вселенной и возникнет жизнь, то она будет развиваться по схожим с земными путям и появятся животные, подобные земным.

Эти выдумки интересны тем, что показывают, как культура обращается с понятием возможного и как определяет его границы. Бесконечно длятся споры о том, почему жизнь человеческих сообществ или отдельных людей сложилась именно так, а не иначе, и что могло быть, если бы... Хитросплетение веры, знания и воображения рисует нам вечно меняющуюся картину возможного. С этой картиной мы сопоставляем наши желания и страхи. С этим возможным мы сообразуем правила поведения и поступки. В некотором смысле многие виды человеческой деятельности — искусство, наука, техника, политика — лишь разные игры в возможное, каждая со своими собственными правилами.

Вопреки распространенному убеждению, в науке равно важны и результат исследования, и мысль как таковая. Ученые давным-давно отказались от идеи высшей и незыблемой истины, от описания точной картины действительности, которая якобы только и дожидается, чтобы ее наконец открыли взору. Они научились довольствоваться частным и временным. Такой подход нередко противоречит склонности рассудка требовать единства и взаимоувязанности принципов в представлениях об устройстве мира. Вновь и вновь противоречие между всеобщим и частным, вечным и временным вызывает споры. Одни отвергают навязываемое им всеохватное видение мира, другие не могут без него обойтись. Откажитесь от Откровения, сделайте жизнь и человека только объектами исследования — и увидите, сколь немногие вас поддержат.

Незыблемая уверенность в собственной правоте вредоносна, и нет ничего более опасного для людей, чем утверждение права на обладание истиной в последней инстанции. Все преступления в истории — следствие фанатизма. Любая резня начиналась с благих намерений, во имя истинной религии, оправданного национализма, верной политики, здоровой идеологии; короче говоря, во имя борьбы с Сатаной.

Ученых часто упрекают в холодности и объективизме, но разве рассуждать о делах человеческих можно только горячо и предвзято? Вовсе не сами научные идеи порождают страсти. Наоборот, страсти используют науку в своих интересах. Наука сама по себе не может привести к расизму и ненависти, тогда как именно ненависть побуждает иных прибегать к науке, чтобы ею оправдать расизм. Можно упрекнуть ученых за страстность, с которой они отстаивают свои идеи, но никогда еще геноцид не совершался ради торжества научной теории. В конце нынешнего века нужно примириться с тем, что ни одна система представлений не способна объяснить мир в целом и во всех частностях. Научный поиск развенчал идею незыблемости и вечности истины, и в этом, пожалуй, его немалая заслуга.

В некотором смысле миф и наука выполняют сходные функции. Они выстраивают представление о мире и силах, приводящих его в движение, и очерчивают сферу возможного. Науки в их современном виде возникли в конце эпохи Возрождения, когда западный человек преобразовывал свое отношение к окружающей действительности. Изо всех сил он старался как бы вновь сотворить мир, точнее соответствующий его ощущениям. Со времен эпохи Возрождения западное искусство приобретает совершенно особые черты. Открытие перспективы и световых эффектов дали живописи глубину и выразительность. Теперь живопись не символизировала, а изображала. От раннего Возрождения до барокко художники непрестанно совершенствовали выразительные средства, стараясь показать предмет как можно верней и убедительней. Пользуясь оптическими приемами, они создали новый мир, распахнутый во все три измерения. Между мадонной Чимабуэ, застывшей в пустоте символического пространства, и обнаженной девой Тициана, лежащей на постели, мы видим такую же пропасть, как между закрытым и ограниченным миром средневековья и — бесконечной Вселенной.

На эти изменения в области живописи повлияли и географические открытия, подтолкнувшие западного человека к обновлению представлений о Земле. Европа не только отказалась от символики в пользу живописного изображения. Хронику сменила история, молитву — действие, повествование — роман, одноголосие — полифония, миф оказался потеснен научной теорией. Однако несомненно, что именно структура иудео-христианского мифа сделала возможным появление современной науки. Ведь западная наука была основана на церковном учении об упорядоченной Вселенной, созданной Богом, хотя и остающимся вне природы, но управляющим ею в соответствии с законами, доступными человеческому разумению.

По всей вероятности, сам человеческий разум требует цельного и связного представления о мире. Недостаток цельности и связности вызывает беспокойство и тревогу. Следует признать, что в этих аспектах мифологическое объяснение оставляет далеко позади объяснение научное, поскольку наука не предлагает полного и окончательного объяснения мира. Она действует локально, подробно исследуя опытным путем явления, которые ей удается вычленить и определить. Она довольствуется частичными и предварительными объяснениями. Другие подходы, будь то магия, мифология, религия, напротив, в своих объяснениях охватывают все сразу. Они уверенно вторгаются в любую область. Они отвечают на любые вопросы. Они могут объяснить происхождение, нынешнее состояние мира и даже его становление. Можно отвергать способ объяснения, предлагаемый мифами или религией, но им не откажешь в единстве и связности, потому что без малейшего колебания они ответят на любой вопрос, разрешат любые трудности Простым и убедительным аргументом.

На первый взгляд, наука представляется менее амбициозной в вопросах, которые она перед собой ставит, и в ответах, которые она ищет. Действительно, современная наука берет начало с того момента, когда на смену вопросам всеобщего характера пришли вопросы частные. Вместо того чтобы спрашивать: “Как была создана Вселенная? Из чего состоит материя? В чем сущность жизни?” — стали интересоваться: “Как падает камень? Как течет вода по трубе? Как в теле происходит кровообращение?” Эта перемена имела замечательные последствия. Общие вопросы получали самые ограниченные ответы, тогда как ограниченные вопросы стали наводить на все более общие ответы. Так обстоит дело и сейчас. Рассуждать на темы, которые созрели для анализа; решать, когда исследовать заброшенную проблему; вновь обращаться к задачам, до сих пор считавшимся решенными или, наоборот, неразрешимыми,— вот важнейшие качества ученого. В значительной мере творческие способности измеряются способностью проявить их.

Зачастую молодой неопытный ученый, так же, как и дилетант, не умеет ограничиться узкой проблемой. И того, и другого манит то, что измеряется лишь вселенскими масштабами.

Научный метод неизбежно приводит к раздробленному представлению о мире. У каждой науки свой язык и свои способы исследования. Каждая изучает собственную область, которая не обязательно связана с соседними. Поэтому и научное знание состоит из отдельных островков. В истории науки важные прорывы довольно часто происходили именно там, где удавалось объединить некогда изолированные области. Так слились в статическую физику термодинамика и механика; оптика и электромагнетизм — в теорию электромагнитного поля Максвелла; химия и атомная физика — в квантовую механику. И все же, несмотря на обобщения, в научном знании еще есть зияющие разрывы, которые, видимо, просуществуют довольно долго.

Мифы и научные теории в попытках выполнить свое назначение и найти порядок в хаосе действуют по одному и тому же принципу. Видимый мир постоянно приходится объяснять невидимыми силами, сопрягая наблюдаемое и воображаемое. Можно воспринимать молнию как проявление гнева Зевса или как электростатическое явление. Можно видеть в причине болезни неблагосклонность судьбы, а можно — микробную инфекцию. Но в любом случае нельзя объяснять явление, не восприняв его как проявление какой-то скрытой причины.

Представление о мире, которое строит человек, будь оно мифическим или научным, сильно влияет на воображение. Вопреки тому, что принято думать, научный подход заключается не только в наблюдении, в накоплении экспериментальных данных, но и в стремлении создать теорию. Чтобы сделать наблюдение содержательным, нужно уже с самого начала представлять себе цель наблюдения. Следует заведомо знать, что возможно, что допустимо — и не столько благодаря новым приборам, сколько новому взгляду на вещи, способности взглянуть на них под другим углом зрения. По словам Питера Медовара, научное исследование начинается с изобретения возможного мира или фрагмента возможного мира.

Те же истоки у мифологической мысли. Но на этом она и останавливается. Выстроив не только лучший из миров, но и единственно возможный, она без труда вправляет действительность в установленные ею же рамки. Любой факт, любое событие интерпретируются как знак, поданный силами, управляющими миром, которые тем самым доказывают свое существование и свое значение. Для научной мысли, наоборот, воображение — лишь элемент игры. На каждом этапе эта мысль должна подвергнуть себя критике и проверке опытом, чтобы уменьшить долю фантазии в изображении мира, которое она представила. Наука допускает существование множества миров, но ей интересен только тот единственный, который есть на самом деле и существование которого давно доказано. В научном подходе постоянно противопоставлено то, что есть, тому, что могло бы быть. Он рисует картину мира, все более близкую к той, которую мы называем реальностью.

Мифы всегда помогали людям справляться с тревогой, вселяли веру в жизнь, хоть и полную превратностей, страданий, нищеты. То есть мифы предлагают свое видение мира, тесно связанное с повседневной жизнью и человеческими переживаниями. Кроме того, в каждой культуре миф, передаваемый из поколения в поколение, повторяемый в одной и той же форме, одними и теми же словами — это не просто история. Миф насыщен нравственным смыслом. Будучи носителем своего собственного значения, он содержит и собственные ценности. В мифе люди обретают закон, не затрудняя себя поисками его смысла. Если даже очень захотеть, нельзя найти нравственный императив ни в законе сохранения массы и энергии, ни в первоначальном бульоне эволюции.

Научный подход — это попытка освободить исследование и познание от любых эмоций. Человек науки словно изымает себя самого из мира, который пытается понять. Он стремится отступить на второй план, стать незаметным, занять позицию зрителя за кадром. Этой “военной хитростью” ученый надеется способствовать анализу реального мира, который его окружает. Объективный мир лишается таким образом духа радости, грусти, желаний и надежды. Короче говоря, этот мир полностью отчуждается от того, который нам знаком по ежедневному опыту. Вот подход, на котором основана вся система знаний западной науки начиная со времен Возрождения.

В естественных науках освобождение от антропоморфизма, от искушения приписывать различным сущностям человеческие качества, стоило напряженной борьбы. В частности, целесообразность, которая отличает человеческую деятельность, долгое время служила универсальной моделью для объяснения того, что в природе может показаться целенаправленным. У живых существ все — и их строение, и свойства, и поведение — наводит на мысль о соответствии какой-то цели. Заметим, что основным доказательством существования Бога долгое время был “аргумент замысла”. Этот аргумент развил Пэли в “Естественной теологии”, вышедшей всего за несколько лет до “Происхождения видов” Дарвина, и заключался он в следующем. Если вы видите часы, то у вас не возникает сомнений, что их сделал часовщик.

Точно так же, рассматривая мало-мальски сложный организм с очевидной целесообразностью всего его устройства, как не заключить, что он создан по воле Творца? Ведь было бы абсурдно полагать, говорит Пэли, что, например, глаз млекопитающего, с его тончайшей оптикой и геометрическим совершенством, мог возникнуть сам собой, в силу случайности.

При объяснении кажущейся целесообразности в мире живых существ есть два уровня — разных, но часто смешиваемых. Первый уровень соответствует отдельной особи. Большинство функций организма, а также его строение и поведение кажутся целесообразными. Возьмем, к примеру, различные стадии эмбрионального развития, дыхание, пищеварение, поиск пищи, спасение от преследователей, миграции и так далее. Такую предопределенность, проявляющуюся в каждом живом существе, не встретить в неодушевленном мире. Отсюда делаем вывод, как делали это многие годы,— о существовании особой субстанции, некоей витальной силы, которая не подчиняется физическим законам. Только в нашем веке исчезло противопоставление между механистической трактовкой деятельности живого существа, с одной стороны, и его функционирования и поведения, с другой. В частности, этот парадокс разрешился, когда молекулярная биология заимствовала у теории информации понятие “программы” для обеспечения имеющейся у живых существ генетической информации.

Второй уровень объяснения соответствует уже не единичному организму, а совокупному миру живых существ. Именно тут Дарвин опроверг идею особого акта творения, идею о том, будто каждый вид был отдельно задуман и сотворен неким создателем. Выступая против “аргумента замысла”, Дарвин показал, что комбинация некоторых простых факторов может имитировать предопределенный замысел. Нужно выполнить три условия: структуры должны быть вариантны; вариации должны быть наследуемы; воспроизводству некоторых вариантов должны благоприятствовать условия среды. Во времена Дарвина механизмы, лежащие в основе наследственности, были еще неизвестны. Позднее классическая генетика, а затем молекулярная биология обосновали генетические и биохимические предпосылки размножения и изменчивости. Шаг за шагом биологи выработали здравое, пусть пока и неполное представление о том, что принято считать одним из основных факторов эволюции живой природы: естественный отбор.

Естественный отбор действует не только как сито, не пропускающее неблагоприятные мутации, но и как фактор накопления благоприятных мутаций. Именно благодаря существованию отбора возникает направленность изменений, поступательно появляются все более сложные структуры, новые виды. Дарвиновская концепция подводит к заключению: сегодняшний мир живых существ, который мы видим вокруг себя,— лишь один из множества возможных. Особенности его строения связаны с историей Земли. Он, несомненно, мог быть и другим. Его даже вообще могло не быть!

Противопоставление концепции сотворения и эволюционистской идеи на основе отбора может служить примером для иллюстрации полемики о том, что Джошуа Ледерберг назвал механизмами отбора и дидактическими механизмами. Дарвиновская модель — это модель эволюции с отбором; теистическая модель — в некотором роде дидактическая, поскольку Творец действует как скульптор, придающий материалу ту форму, которая ему нужна (или, другой вариант, как программист, который пишет программу и предписывает компьютеру последовательность действий). Любая мифология использует такую систему обучения и творчества, которой присущи дидактические и антропоморфные черты. Нам важно, что Дарвин объяснил действием отбора то, что на первый взгляд кажется относящимся к дидактической системе.

Противоречие между идеей отбора и дидактикой, обучением, простирается на все области биологии. Самый известный аспект этого противоречия связан с проблемой наследования приобретенных признаков, конкретно — с идеей, что живые существа могут получать из окружающей среды информацию, которая затем становится наследственной, то есть передается от поколения к поколению. Согласно этой ламаркистской точке зрения на наследственность, генетическая память, так же, как и нервная, вырабатывается при обучении. Заметим, что эта идея Ламарка содержится еще в Библии — вспомните замечательный опыт Иакова. Чтобы отличать своих овец от овец тестя, Иаков завел стадо, состоящее из овец с пятнами и крапинами. Он брал ветви тополя и вырезал в их коре белые полосы, а затем клал ветви у водопоя, где животные совокуплялись. “И зачинал скот пред прутьями, и рождался скот пестрый, и с крапинами, и с пятнами” (Бытие, 30). Эксперименты такого рода повторяли веками, но никогда никто не достигал столь блистательного успеха.

Вплоть до XIX в. такая природа наследственности даже не ставилась под сомнение. И только в начале нашего столетия теория наследования приобретенных признаков была отвергнута, поскольку она противоречила полученным знаниям о свойствах генов и характере мутаций. С тех пор всякий раз, когда эксперимент тщательно готовили и строго ставили с целью укрепить теорию Ламарка, результат снова и снова доказывал ее ложность.

Наследование приобретенных признаков — излюбленное поле деятельности для тех, кто хочет навязать свою волю действительности. Это ясно показало дело Лысенко, а также ряд фальсификаций, самая известная из которых подробно описана в романе Артура Кестлера “Поцелуй жабы”. Правила игры в науке запрещают жульничество. Нельзя мошенничать ни с идеями, ни с фактами. Это обязательство в равной степени и логическое и моральное. Шулер просто не достигнет цели, сам себе обеспечивая поражение. Он самоубийца. Обман в науке — вещь одновременно неожиданная и интересная. Неожиданная — потому что в серьезных вопросах рассчитывать, что мошенничество может долго оставаться незамеченным,— ребячество; в этом случае нужно, чтобы обманщик сам твердо верил не только в возможность, но и в реальность результата, который он демонстрирует в своей нечестной игре.

Интересная — потому что обманы исходят из вольной подтасовки фактов, подмены действительного чем-то, представляющим лишь легкое отклонение, порой неосознанное, от нормального отношения к науке. Обманы в мире ученых — предмет для психологических и идеологических исследований, то есть они могут помочь обнаружить и понять некоторые предвзятые идеи, которые в данный момент сдерживают развитие знаний. В этом смысле мошенничество неотторжимо от истории науки.

На гипотезы “воспитания” наследственных признаков также ссылались в попытках объяснить специфические свойства некоторых белков. Например, многие бактерии могут потреблять разнообразные сахара. Однако часто они проявляют энзимную активность при расщеплении конкретного вида сахара только в случае, если их выращивали в среде, содержащей именно этот сахар. Долгое время полагали, что сахар передает информацию бактерии, что он, так сказать, учит белок, какую форму ему нужно принять, чтобы обрести эту особую энзимную активность. Но когда бактерии стали доступны генетическому анализу, то данное объяснение оказалось ложным. Сахар действует просто как сигнал для запуска синтеза белка, то есть процессов, регулируемых до конца генами. В генетическом репертуаре идет поиск, после чего активизируется ген, кодирующий этот белок. Строение и деятельность белка остаются совершенно независимы от сахара. Механизм полностью объясняется теорией естественного отбора.

Сходная история произошла и при изучении антител. Эти белковые молекулы вырабатываются в ответ на введение антигена, то есть той молекулярной структуры, которую организм распознает как чужеродную. На вторжение антигена организм отвечает синтезом соответствующего антитела. Млекопитающие могут производить от десяти до ста миллионов различных типов антител, каждое из которых способно распознать лишь определенную молекулярную структуру-антиген, ни разу не столкнувшись с ним раньше. Ясно, что такого невероятного числа генов для кодирования всех возможных антител в хромосомах быть не может. Именно поэтому иммунная система долгое время оставалась заветным полем для дидактических гипотез. Утверждали, что антитело получает от антигена информацию о его строении и о способе прикрепиться к нему. Однако сегодня нам известно, что иммунная система работает гораздо сложнее.

Каким бы своеобразным ни оказался антиген, иммунная реакция организма запрограммирована в той генетической информации, которая уже содержится в лимфоидных клетках. Воспитание антитела с помощью молекулярной структуры антигена — блеф. Антитела производятся не по Ламарку, а по Дарвину. Действует не воспитание, а селекция.

Остается одна область, где противоборство воспитания и отбора еще не завершено:

это нервная система. Мы пока очень мало знаем о том, как возникают межнейронные связи (синапсы) во время эмбрионального развития. Мало известно о роли, прямой или косвенной, которую играют гены в передаче нервных сигналов, а также о приобретении навыков. Число синапсов, образующихся в нервной системе млекопитающего, огромно. Представляется невероятным, чтобы зародыш имел отдельный ген для каждого синапса. Все это заставляет думать, что есть механизмы негенетической природы, достаточно гибкие, чтобы устанавливать нейронные связи. Мозг по определению — поле деятельности для обучения.

Те, кто занимаются нервной системой, на теории естественного отбора смотрят косо, ибо без ответа остается такое их возражение: “Не может же “Мизантроп” быть заранее записан в голове ребенка, который его изучает!” Конечно речь здесь идет не о словах или мыслях, а о синапсах. В последние несколько десятилетий принято полагать, что избыточное число синапсов может возникнуть в процессе эмбрионального развития. В таком случае обучению соответствует отбор определенных синапсов и их составление в функциональные цепи. Неиспользуемые синапсы исчезают.

Вначале эволюционная теория основывалась на данных морфологии, эмбриологии и палеонтологии. В нынешнем веке она была поддержана результатами, полученными генетикой, биохимией и молекулярной биологией. Вся информация, почерпнутая из этих дисциплин, составляет единое целое, которое часто называют современным дарвинизмом. Следы эволюции обнаруживают сегодня в каждой клетке, в каждой молекуле нашего тела. Стало практически невозможно объяснить огромную сумму фактов, накопленных с начала нашего века, без теории, близкой к современному дарвинизму. Вероятность того, что эта теория во всей ее целостности будет когда-нибудь опровергнута, теперь близка к нулю.

И все же мы далеки от того, чтобы выдвигать окончательные версии, в частности относительно конкретных механизмов эволюции. Генетика рассматривает организмы на двух разных уровнях. Первый — это видимые признаки: формы, функции, поведение, короче говоря, то, что называют фенотипом. Второй уровень — это скрытые структуры, гены, то есть то, что называют генотипом. Эти два мира очень отличаются один от другого.

На первом уровне речь идет о том, чтобы описать существующие организмы; на втором — о том, чтобы объяснить их свойства в терминах возможных генетических структур. И хотя гены управляют признаками, связь между этими двумя мирами пока никем в достаточной мере не уточнена. Только в некоторых системах, как, например, в группах крови или ферментативной недостаточности, удалось установить корреляцию между данным геном и его производным, то есть между генотипом и фенотипом. В большинстве случаев ситуация гораздо сложнее. Один и тот же ген участвует порой в формировании нескольких признаков, а один и тот же признак диктуется несколькими генами, которые невозможно идентифицировать. Кроме того, мы еще далеки от понимания всех процессов, на которых зиждется эволюция.

Аргументу божественного промысла Дарвин противопоставил приспособляемость. Это понятие — центральное во всяком представлении о мире живых существ, основанном на эволюционистском подходе. Оно неразрывно связано с теориями происхождения жизни. Жизни позволено было зародиться из “первобытного бульона”, продукта химической эволюции. Какой-то молекулярный комплекс должен был использовать некоторые составляющие этого органического раствора, чтобы размножиться. Однако такое воспроизводство не могло быть точным. Оно оставляло большие возможности для вариаций. Тогда и вступил в действие естественный отбор. Первичные организмы последовательно улучшали особенности своего размножения и развивались в разных направлениях. Одна ветвь, которую мы называем растениями, сумела прокормить себя, используя для этого солнечный свет. Другая ветвь, которую мы называем животными, стала использовать биохимические ресурсы растений, поедая их или других животных, питающихся растениями.

Обе ветви без конца изменяли образ жизни, приспосабливаясь к бесконечным изменениям внешней среды. Появились подветви, потом — подподветви, каждая из которых способна существовать в разных условиях: в океане, на земле, в воздухе, в приполярных областях, в горячих источниках, паразитируя на других организмах и так далее. И вот от этого последовательного ветвления за миллиарды лет образовались те различия и приспособления, которые столь интересны нам в мире живого.

В понимании естественного отбора доминировали эволюционные представления последних пятидесяти лет. Лишь недавно ее подвергли критике те генетики, которые занимаются популяциями. Популяционная генетика не допускает того, чтобы каждый организм наилучшим образом и в мельчайших деталях формировался благодаря естественному отбору. Как заметил Дж. С. Вильямс, адаптация — приспособление с помощью отбора — слишком обременительна, и лучше применять ее лишь по необходимости. Если же пользоваться ею без ограничений, то мы в конце концов увидим в живом то самое совершенство, которое раньше приписывали божественному промыслу. Исследуя организм в дискретном плане, то есть по отдельным структурам, из которых каждая выполняет в лучшем случае одну функцию, можно придти к воссозданию того, что С. Гульд и Р. Левонтин назвали “Вселенной по Панглоссу”.

Узнав, что сильнейшее землетрясение в Лиссабоне унесло около пятидесяти тысяч жизней, вольтеровский доктор Панглосс растолковал своему ученику Кандиду: “Это наилучшее из возможного, потому что, если вулкан находится в Лиссабоне, то он и не может быть в другом месте; невозможно, чтоб вещи были не там, где должны быть, ибо все хорошо”.

Адаптацию, конечно, нельзя признать самой необходимой составляющей эволюции. Для эволюционирования популяции достаточно, чтобы общий генетический фонд менялся или резко, или постепенно в цепи поколений. Такое статистическое варьирование генов в процессе выживания не обязательно явится предпосылкой адаптации — оно может просто отражать результат игры случайности на каком-то этапе воспроизводства. Но, по всей вероятности, одна лишь случайность тоже не объясняет, почему наземные животные имеют лапы, птицы — крылья, рыбы — плавники. Наряду с естественным отбором нам известен сегодня ряд других эволюционно значимых факторов. Многие из них соперничают с идеей примата естественного отбора. Задача состоит в оценке значения этих процессов в эволюции.

Целый ряд обстоятельств ограничивает возможности изменения структур и функций организма. Особенно важными видятся условия, продиктованные общим планом развития. В детстве я часто задавался вопросом, почему у человека не два рта: один, обладающий вкусовыми ощущениями и отведенный для поглощения приятной пищи, а другой — лишенный вкуса, для поедания всякой дряни; или почему у человека есть волосы, а не хлорофилловое покрытие, которое позволило бы ему не затрачивать столько сил на поиски пропитания. Ответ прост. Такие особенности, может, и сделали бы жизнь более удобной и легкой, но наши тела устроены в общем так же, как и тела наших позвоночных предков, а у них был всего один рот — и никакого хлорофилла. С живыми существами не все возможно.

Сегодня уже ясно, что Вселенная во всем ее многообразии необъяснима при помощи единой формулы или единой теории. Однако человеческий мозг всячески стремится к единству идей, их связности, отчего над всякой мало-мальски значимой теорией нависает угроза неуместного ее приложения и соскальзывания к мифу. Теория должна обладать достаточной мощью, чтобы объяснять различные явления, и достаточной гибкостью, чтобы быть применимой в изменяющихся условиях. Однако излишняя гибкость грозит ослабить мощь, поскольку теория, объясняющая слишком много, в конечном счете ничего не объясняет. Будучи применена без ограничений, она лишается полезности и становится пустым звуком. Фанатики и вульгаризаторы никогда не ощущают той хрупкой грани, которая отделяет эвристическую теорию от бесплодных верований, приложимых ко всем возможным мирам, кроме единственного — настоящего.

Такая мощная теория, как теория Дарвина, не смогла избежать злоупотреблений ее выводами. В свете успеха идеи естественного отбора как фактора эволюции живой материи возникало искушение обобщить данные, перекроить их так, чтобы соорудить универсальную модель истолкования любых изменений, происходящих в мире. Ничтоже сумняшеся применяли принципы теории отбора, чтобы описывать любой тип эволюции: космический, химический, культурный, идеологический, общественный и так далее. Однако такие попытки были обречены с самого начала. Естественный отбор представляет собой итог воздействия особенных условий, выпавших на долю каждого живого существа. Иначе говоря, это слаженный механизм, срабатывающий на каждом частном уровне всеобщности. Каждому уровню присущи свои правила игры. Для каждого уровня нужно находить новые принципы исследования.

Теория эволюции обладает особым статусом среди научных теорий не только потому, что в некоторых случаях ее нельзя экспериментально проверить, что оправдывает различные ее интерпретации, но и потому еще, что она учитывает происхождение живой материи, ее историю, ее современное состояние. В этом смысле теория эволюции воспринимается как миф, то есть как история, повествующая о происхождении и объясняющая таким образом всю живую материю и то место, которое в ней занимает человек. Как мы уже видели, эта потребность в мифах, в том числе космологических, кажется общей чертой, присущей любой культуре и любому обществу. Вероятно, эти мифы сплачивают отдельные группы людей верой в единое происхождение и единый исход. Похоже, что эта же вера позволяет группе отличать себя от других и определять свою особость. Попытки рассматривать человеческую эволюцию с позиции противопоставления “цивилизованных” и “примитивных” народностей разбиваются о единство человечества во многих качественных признаках.

Теория эволюции не может сыграть такую роль — кроме случая, когда люди вдруг захотели бы подтвердить свое отличие от марсиан! Миф так же несет в себе возможность единого толкования, которое придает человеческой жизни смысл и устанавливает нравственные ценности. Пока же нет признаков того, что теория эволюции могла бы справиться с этой задачей, несмотря на многочисленные попытки.

Во Вселенной, созданной Богом, мир и его обитатели были такими, какими они должны были быть. Иначе говоря, природа зиждилась на нравственности. С появлением теории эволюции возникло искушение перевернуть ситуацию и произвести нравственность из природы. Таким образом, с момента зарождения дарвинизма в него закралась идеология. С самого начала теорию эволюции путем естественного отбора использовали для обоснования различных учений, даже далеких от канонического. Поскольку природные процессы лишены какой бы то ни было нравственной ценности, можно было рядить их в белое или черное и объявлять их соответствующими любому утверждению. Для Маркса и Энгельса эволюция видов соответствовала в смысловом отношении истории формаций. Буржуазным идеологам и колониалистам дарвинизм служил научным прикрытием для оправдания социального неравенства и различных форм расизма. С середины XIX века мы наблюдаем повторяющиеся попытки (из них социобиология — самая недавняя) вывести мораль из этолого - эволюционистских обоснований.

Фактически, умение разработать нравственный кодекс можно рассматривать как одну из присущих человеку черт. На это умение должны влиять силы отбора.

В этом смысле биологи должны объяснить, как люди в ходе эволюции достигли способности обладать нравственными убеждениями. Однако это ничего не прибавляет к содержанию самих убеждений. Можно ли утверждать, что естественное — хорошо? Даже если бы и существовали различия между двумя полами в темпераменте и в способности к познанию, то не было бы ни “хорошо”, ни “верно” отказать женщинам в правах и лишить их достойного положения в обществе. Было бы одинаково неразумно отыскивать в эволюции объяснение как нравственных устоев, так и поэзии с математикой.

Итак, желание соединить этику с естественными науками приведет лишь к путанице, тогда как Кант видел здесь две отличные друг от друга категории. Подобная “биологизация”, если так можно выразиться, с идеологической точки зрения выявляет сциентизм, убеждение в том, что методы и концепции данной науки смогут однажды объяснить человеческую деятельность во всех ее мельчайших проявлениях.

Все споры приводят к постановке серьезных вопросов, как-то: могут ли биологи выработать теорию эволюции, по-настоящему свободную от идеологических предрассудков? Можно ли определять шкалу ценностей для общества, не прибегая к потусторонней силе — Богу или Истории, которых человек создал для того, чтобы навязать их самому себе?

II ПОДЕЛКИ ЭВОЛЮЦИИ
Пока еще кровь... лучшее, что может течь в наших жилах.

Вуди Аллен. Сведение счетов

В 1543 году вышло в свет сочинение Коперника, и Солнце перестало вращаться вокруг Земли. Тогда же появился другой замечательный новаторский труд — книга Везалия “О строении человеческого тела”. Тема была не нова, однако необычным стал принцип подачи материала. Везалий отказался от пространных рассуждений, повторявшихся поколениями ученых. Он преподнес медицинские знания в виде гравюр, отмеченных высоким художественным мастерством. Перед нами предстают все новые и новые детали строения тела, последовательно открываемые скальпелем. Это не просто анатомические этюды, какие можно встретить у Дюрера, у Микеланджело и особенно у Леонардо да Винчи. Это целостное человеческое тело в самой обыденной обстановке и в привычных положениях. По благородству и точности изображения гравюры Везалия намного превосходят все, что было создано ранее.

На одной из них, к примеру,— изображенный в профиль скелет. Он стоит, слегка ссутулясь и небрежно опираясь на стол, на фоне пейзажа, типичного для эпохи Возрождения: дворцы, старые развалины и холмы, поросшие небольшими деревцами,— эти детали задают перспективу. Мягкий свет падает сбоку и отбрасывает тени на череп и позвонки, отчего каждая кость выглядит особенно выпукло и четко. Поза несколько расслаблена, но непринужденность сочетается в ней с сосредоточенностью. Больше всего притягивает внимание “лицо”, обращенное пустыми глазницами к тому, что покоится на правой руке скелета — другому черепу. Это придает гравюре необыкновенную выразительность: скелет как бы внимательно всматривается в чужое лицо, будто хочет изучить себя самого.

Прежде, до Везалия, на барельефах и картинах скелеты в пляске смерти символизировали бренность земного существования, напоминая, что перед лицом смерти все равны. Они выносили приговор земной жизни и возводили стену между нею и загробным миром. Гравюры Везалия говорят совсем о другом. Множество изображений скелетов позволяют рассмотреть остов нашего тела спереди, сзади и в профиль. Это — структура, к которой крепятся мускулы и на которую действуют все те силы, что приводят систему в движение и позволяют выполнять любую работу. Несмотря на пустоту глазниц, “лица” на гравюрах Везалия не выражают страха смерти — в них, напротив, жизнь, деятельное начало.

О многом могут поведать эти фигуры, стоящие в самых обыденных позах. У первых отсутствуют кожные покровы и показана сеть поверхностных кровеносных сосудов. На следующих гравюрах слой за слоем удаляются мышцы. Рассекая очередную мышцу, ее отворачивают, обнажая то, что таилось под ней. Так тело постепенно перестает быть непроницаемым для глаза. Каждый новый надрез обнажает новые формы, открывая симметрию линий. Шаг за шагом скрытое в глубине выступает на поверхность, и тело можно рассмотреть до мельчайших подробностей. Однако, по мере того как оно освобождается от плоти, как исчезают мышцы и связки, оно постепенно теряет стать и достоинство. Медленно оседая от страницы к странице, оно становится похожим на куклу, прислоненную к стене. Наконец, остается лишь голый остов, которому мешает упасть лишь висельная петля. То, что поведали фигуры из книги Везалия, в наши дни хорошо известно, но в XVI веке это было непривычно и ново. Человек сделал себя объектом научного исследования, разъяв собственный труп. Чтобы изучить свое тело, ему пришлось сперва его разрушить.

Однако в эпоху позднего Возрождения анатомия по-прежнему оставалась закрытой наукой, не связанной с другими областями знания. И только позже, в XVII—XVIII веках, в основание знаний о живых существах и об их строении легло изучение связи между строением и функциями в физиологии Гарвея; связи между строением организма и болезнью в патанатомии Морганьи;

между структурами различных организмов — в сравнительной анатомии. Только такое сравнение форм и структур позволило позднее развиться эволюционной теории. Конечно, рождение анатомии как науки интересно не только потому, что оно состоялось в столь блистательную эпоху. В каком-то смысле развитие современной биологии разворачивается сходным образом. Уже около трех десятилетий принято считать, что свойства живых существ определяются свойствами и взаимодействием молекул, из которых они состоят. Однако понадобятся десятилетия, а может, и века, чтобы мало-мальски уяснить, как эта молекула возникла в организме, чтобы выполнять свои функции.

Устройство материи подчиняется иерархии, где структуры последовательно входят одна в другую. Все живое и все неживое на Земле всегда организовано в определенные системы. Те, что рангом ниже, могут входить как составные элементы в другие, более высокоорганизованные системы, но могут и не входить. Например, молекулы состоят из атомов, но те молекулы, что мы обнаруживаем в природе или получаем в лабораторных условиях,— это ничтожная часть всего разнообразия возможных взаимодействий атомов. С другой стороны, молекулы могут обладать такими особыми свойствами, не присущими атомам, как, например, полимеризация или рацемизация (то есть существование левых и правых изомеров). На один уровень выше стоят клетки, которые состоят из молекул. В живых тканях встречаются лишь немногие из всех молекул, известных в химии. В отличие от молекул клетки способны делиться. Еще выше в иерархии структур стоят живые организмы, построенные из клеток.

На Земле насчитывается несколько миллионов видов животных, но это существенно меньше потенциально возможного. У всех позвоночных довольно ограниченное число типов клеток: нервные, мышечные, железистые,— всего порядка двухсот типов. Разнообразие позвоночным придает огромное число самих клеток, а также разные пропорции в распределении этих клеток у разных видов.

Таким образом, иерархия степеней сложности явлений природы имеет две важные черты. Во-первых, на всяком уровне возникает лишь одна форма из всего обилия возможных сочетаний элементов. Во-вторых, на каждом уровне могут появляться новые особенности, накладывающие ограничения на систему, и этих ограничений становится все больше. Те, которые накладываются на данном уровне сложности, распространяются и на высшие уровни. Однако чаще всего суждения, которые очень важны на одном уровне, не так важны на более высоких. Закон идеального газа равно выполняется как в физике, так и в биологии,— просто для решения вопросов, которыми заняты биологи, этот закон ничего не значит.

Любые сложные объекты — как живые, так и неживые,— продукт эволюционных процессов, в которые вмешиваются два фактора. Во-первых, это ограничения, которые задают правила игры на любом уровне и очерчивают границы возможного; во-вторых, это обстоятельства, которые управляют ходом событий и взаимодействием систем, когда есть выбор. На каждом уровне оба эти фактора оказывают свое влияние: один большее, другой — меньшее. Самые простые объекты больше подвержены законам, чем истории, но по мере усложнения систем влияние ее растет. Историю надо брать в расчет даже в физике, ибо и сама Вселенная, и все части, ее составляющие, имеют свою историю. Согласно принятым в настоящее время теориям, тяжелые ядра состоят из легких, то есть в конечном счете из ядер водорода и нейтронов. Тяжелый водород преобразуется в гелий в ходе сложной реакции ядерного синтеза — этого основного источника энергии Солнца, а также взрыва водородной бомбы. Таким образом, гелий и все тяжелые элементы — результат космической эволюции.

Ученые считают, что все тяжелые элементы образовались в результате взрыва сверх новых звезд. По всей видимости, тяжелые элементы очень редки в природе, значит, Земля и остальные планеты

Солнечной системы состоят из редких материалов и сформировались в условиях, весьма редких для Вселенной.

История играет важную роль в биологии. И так как только ограничения, но не историю, можно формализовать, то у биологии как науки другой статус, нежели у физики. Доказательство в биологии имеет двоякий характер, и при изучении любой биологической системы на любом уровне ее сложности исследователь может ставить два вида вопросов: “Как устроена система?” и “Как она образовалась?” Экспериментальная биология последние сто лет сосредоточивается в основном на первом вопросе, то есть на изучении существующих взаимодействий. В центре ее внимания — изучение механизмов. Она дала ответ на некоторые вопросы в терминах физиологии, биохимии и молекулярной биологии. Но второй вопрос, касающийся эволюции, пожалуй, важнее и глубже, ибо он охватывает также и первый. Однако часто вместо ответов на него мы имеем более или менее удовлетворительные предположения. Современная эволюционная теория предложила и обосновала правила игры, по которым эволюция пишет свою историю.

В основу этих правил положены два ограничения, два обязательных условия, довлеющих над всем живым: необходимость продолжать свой род и законы термодинамики. Однако для понимания некоторых аспектов структуры и функционирования живых существ могут иметь важное значение не только правила, но порой и детали исторического процесса. Ведь всякий живой организм представляет собой последнее звено в цепи, которая уже около трех миллиардов лет не прерывалась. Живые существа — действительно исторические структуры, они поистине созданы историей.

Часто то, как действует естественный отбор, сравнивают с работой инженера — это не очень удачное сравнение. Во-первых, потому что в противоположность эволюции инженер действует в соответствии с планом, по проекту, который он долго вынашивал. Во-вторых, потому что инженер не обязательно использует старые составные части, разрабатывая новые структуры. Электрическая лампочка не происходит от свечи, а реактор — от двигателя внутреннего сгорания. Чтобы изобрести новое, инженер располагает и материалами, разработанными специально для этой цели, и инструментами, придуманными исключительно для нее. Наконец, в-третьих, потому что придуманное инженером, по крайней мере хорошим, достигает той степени совершенства, которая соответствует уровню современной технологии.

Эволюция, наоборот, далека от совершенства, как неустанно повторял Дарвин, которому приходилось постоянно оспаривать идею совершенного творения. В своем труде “О происхождении видов” Дарвин неустанно повторяет, что структуры и функционирование всего живого несовершенны. Он неоднократно приводит примеры странностей и удивительных решений, которых никогда бы не принял мудрый Бог. Один из самых убедительных аргументов против совершенства — это вымирание видов животных, ныне населяющих планету, в данный момент должно быть порядка нескольких миллионов. Видов же, которые некогда жили на ней, а затем вымерли, было, по подсчетам Симпсона, по крайней мере около пятисот миллионов.

Эволюция не берет новшеств из ничего. Она использует то, что уже под рукой, то приспосабливая старую систему для новых функций, то нагромождая несколько систем, чтобы составить другую, более сложную. Процесс эволюции не похож ни на один из типов поведения человека. Но если уж искать сравнения, то надо сказать, что естественный отбор действует не как инженер, а как человек, занимающийся поделками;

последний не знает еще, что у него выйдет. Он использует самые разные вещи, которые попадутся ему под руку: куски веревки, дощечки, старую картонку,— все, что может послужить материалом; короче говоря, он использует все, что найдет вокруг себя, чтобы сделать из этого что-нибудь, что может ему пригодиться. Инженер не приступает к работе, пока не достанет всех материалов и инструментов, которые нужны конкретно для данного замысла. Любитель поделок, напротив, воспользуется тем хламом, что валяется поблизости. Как подчеркивает Леви - Стросс, выбор орудий, которыми пользуется любитель, не может быть определен какой бы то ни было программой, в отличие от орудий инженера. Материалы, которыми он пользуется, не имеют конкретного назначения, каждый может служить самым разным целям.

Процесс творения в ходе эволюции во многом происходит подобным же образом. Часто без далеко идущих планов умелец берет что-нибудь из своего большого ящика и находит неожиданное применение. Из старого колеса он мастерит вентилятор, из сломанного стола — навес от солнца. Такой образ действий ничуть не отличается от того, который присущ эволюции, когда она превращает лапу в крыло, а часть челюсти — в часть уха. Этот факт уже отмечался Дарвином в книге, которую он посвятил оплодотворению у орхидей, как нам напоминает Майкл Гайзлин. По Дарвину, новые структуры возникают из ранее существовавших органов, которые прежде служили определенным целям, но потом постепенно приспособились для выполнения других функций. У орхидей, например, существовал особый клей, который первоначально удерживал пыльцу на рыльце пестика. После небольшой модификации он уже приклеивал пыльцу на тела насекомых, которые могли обеспечить перекрестное опыление.

Аналогичным образом многие структуры, не имеющие на первый взгляд ни значения, ни функции и похожие, по словам Дарвина, “на осколки бесполезной анатомии”, могут быть легко объяснены как развалины каких-то давно утраченных функций.

Эволюция действует как самодельщик, который миллионы и миллионы лет медленно переделывал свой труд, не бросая его ни на миг, вновь и вновь переделывая там и тут, где-то укорачивая, где-то удлиняя, хватаясь за любую возможность подправить, изменить, сотворить. Вот, например, как, по Эрнсту Мэйру, сформировалось легкое у наземных позвоночных. Оно начало развиваться у некоторых пресноводных рыб, которые жили в прудах с застойной водой, бедных кислородом. Рыбы привыкли заглатывать воздух и поглощать кислород через стенку пищевода. В таких условиях любое увеличение этой стенки оборачивалось преимуществом при отборе. Образовались ответвления пищевода — дивертикулы, которые под давлением продолжающегося естественного отбора постепенно увеличивались в размерах, чтобы затем преобразоваться в легкие. Дальнейшая эволюция легких шла по тому же пути: это увеличение поверхности, используемой для поступления кислорода через сеть кровеносных сосудов. Природа постепенно делает один орган из другого.

Разные инженеры, штурмующие одну проблему, имеют все шансы прийти к одному итогу: кареты, как и фотоаппараты, и авторучки, похожи друг на друга. Напротив, разные мастера поделок, интересующиеся одной задачей, найдут различные решения в зависимости от представившихся возможностей. То же можно сказать и о результатах эволюции на примере разнообразия глаз в животном мире. Очевидно, что светочувствительные клетки дают огромные преимущества во многих ситуациях. В ходе эволюции глаза возникали в самых разных формах, в основе каждой из них по крайней мере три разных физических принципа: линза, камера обскура и фасетка. Самые чувствительные из всех — это глаза типа наших, с линзой, создающей изображение. Они дают информацию не только об интенсивности света, но и предметах, от которых отражен свет: об их форме, цвете, расположении, движении, их скорости и так далее. Столь развитые структуры непременно должны быть очень сложными, и развиваться они могут только у организмов, которые уже сами по себе сложны.

Можно было бы подумать, что лишь одним способом подобная структура могла сформироваться. Ничего подобного! Глаз, снабженный линзой, появляется по меньшей мере дважды: у моллюсков и у позвоночных. Ничей глаз так не похож на наш, как глаз улитки. И тот и другой работают почти одинаково. Однако эволюция здесь проходила разными путями. У моллюсков фоторецепторы направлены к свету, а у позвоночных — в обратную сторону. Среди различных технических решений, касающихся фоторецепторов, эти два — хотя и не идентичные, но сходные. В каждом случае эволюция создает то, что может из подручных средств.

Таким образом, в противоположность инженеру, умелец, который старается усовершенствовать свое детище, чаще всего дополняет старые структуры новыми, но не заменяет одни другими. То же самое наблюдается и в эволюции: возьмем, к примеру, формирование мозга млекопитающих. На самом деле оно не было таким же целостным процессом, как развитие крыла из лапы. К древнему мозгу низших млекопитающих добавилась кора головного мозга, которая быстро, быть может, даже слишком быстро развиваясь, сыграла решающую роль в эволюции человека. Как считают некоторые нейробиологи, в частности Маклин, данные два типа структур соответствуют двум типам функций, но они не полностью скоординированы и организованы иерархически. Новый орган, кора головного мозга, управляет мышлением и познавательной деятельностью. Более древняя структура мозга заведует деятельностью внутренних органов и эмоциями. Эта старая структура, заправлявшая всем у низших млекопитающих, у высших оттеснена на второй план. У человека она представляет собой то, что Маклин назвал “органом утробного мышления”.

Образование коры головного мозга как доминирующего органа при сохранении древних нервной и гормональной систем, оставшихся частично автономными, а частично находящихся под опекой коры,— вся эта эволюция весьма похожа на самоделку. Это что-то вроде старого конного экипажа с реактивным мотором: стоит ли удивляться, если он будет ломаться на каждом шагу?
III ВРЕМЯ СТРАХА И ПОРА НАДЕЖД

Не учи обезьяну лазить по деревьям.

Конфуций

В греческой мифологии одной из прелестнейших небожительниц была Эос, богиня утренней зари. На исходе каждой ночи Эос, розовоперстая, в одеянии шафранного цвета, восстает со своего ложа и мчится на колеснице, запряженной двумя конями, к Олимпу, чтобы возвестить о скором прибытии ее брата Аполлона. Однажды Афродита, которая настойчиво добивалась расположения Ареса, застала его на ложе Эос и страшно разгневалась.

Ревнивая Афродита приговорила Эос вечно влюбляться только в смертных. Может, еще и поэтому богиня утренней зари кажется нам такой привлекательной? С тех пор Эос стала тайком обольщать юношей одного за другим: сперва Ориона, сына Посейдона, одного из прекраснейших смертных, затем Кефала, затем Ганимеда и Тифона, сыновей царя Троя, давшего имя Трое. Ганимеда почитали как красивейшего подростка на Земле, поэтому боги сделали его виночерпием самого Зевса. Эос ставила Ганимеда выше всех своих любовников, однако Зевс тоже возжелал прекрасного юношу и, превратившись в орла, похитил его у богини. Взамен она попросила подарить бессмертие другому ее любовнику, Тифону. Зевс исполнил ее пожелание, но, увы, она забыла испросить для Тифона вечной молодости. Он седел и дряхлел день ото дня. И что хуже всего — без конца бормотал что-то надтреснутым старческим голосом. В конце концов розовоперстая Эос не выдержала, но бессмертие было даровано богами, и отменить его было нельзя. Не в силах больше все это выносить, Эос превратила Тифона в неумолчную цикаду...*

Если уж выбирать из двух кошмаров — старение без смерти или смерть без старения, то судьба у Тифона более горька, чем у Дориана Грея, который смертен, но остается молодым, тогда как на его портрете проступает все более заметная старость.

Старение остается для науки загадкой. Не удивительно ли, что целостный организм, будучи результатом исключительно сложного процесса морфогенеза, неспособен справиться с задачей, казалось бы, гораздо более простой — поддерживать уже существующее состояние? Вслед за зрелостью начинается старение: системы, ответственные за выживание и продолжение рода, постепенно приходят в упадок. При старении деградирует не какая-либо отдельная система — разрушается все тело. Несколько десятилетий назад причину видели в том, что организм вырабатывает меньше некоторых гормонов, в частности половых. Казалось, стоит пересадить пожилым людям половые железы обезьян, как к ним сразу вернется молодость. Увы, чуда не произошло. Достаточно распространенным был взгляд на старение как на сдвиг в одном или нескольких, но немногих физиологических процессах. Но и это теперь представляется все менее вероятным. Как и другие выдумки в науке, вроде вечного двигателя, эликсир молодости, скорее всего, не вписывается в картину возможного.

Максимальная продолжительность жизни — одна из характеристик каждого вида; она запрограммирована в геноме. Август Вейсман подошел к старению, а также к тому, что получило название “естественной смерти”, с эволюционной точки зрения. “Я рассматриваю смерть как явление видовой адаптации,— говорит он,— поскольку бесконечно существовать на свете было бы неуместной роскошью для индивида”. “Изношенные особи не представляют никакой ценности для вида, они для него даже вредны, поскольку отнимают место у здоровых”. Долгое время ученые принимали этот аргумент Вейсмана. Но если он был вправе рассуждать о старении и смерти с позиции эволюции, то при этом дважды погрешил против истины. Прежде всего, рассматривать состарившиеся организмы как изношенные и неспособные воспроизводиться — это принимать за доказанное то, что как раз требуется доказать. Далее, Вейсман предполагает, что отбор действует на уровне не особи, а вида. И, наконец, отбор не может предвидеть ни будущее вообще, ни судьбу вида в частности.

По Вейсману, не только всякому организму суждено неизбежно прийти в упадок, но и специфический механизм — смерть — устроен естественным отбором так, чтобы состарившиеся, а значит, бесполезные организмы устранялись. Однако старение и механический износ не имеют между собой ничего общего. Несмотря на долголетние исследования, никто не смог доказать существование того, что можно было бы назвать механизмом смерти.

Трудно понять, как именно естественный отбор может поощрять укорочение жизни. Поскольку не существует специального механизма смерти, логично предположить, что медленное увядание организма должно было возобладать над быстрым. Вероятно, отбор оказывает свое давление только в период жизни, который предшествует размножению. Для любого вида особенно ценны организмы, достигшие половой зрелости, ибо они обладают важнейшим свойством — способностью к размножению. Люди особенно сильны, выносливы и устойчивы к болезням в период между 20 и 30 годами, а минимальный процент смертности приходится на 15 лет. Животные тоже достигают лучшей формы к периоду размножения, а затем постепенно стареют. Другими словами, немощь в старости — это расплата за силу в молодости...

Как старение, так и понятие времени теснейшим образом связаны с жизнью. Для древних греков время было испещрено множеством циклически повторяющихся событий, бесконечными приливами и отливами жизни и смерти. Гомер говорит:

“Листьям в дубравах древесных подобны сыны человеков:

Ветер одни по земле развевает, другие дубрава

Вновь, расцветая, рождает, и с новой весной возрастают;

Так человеки: сии нарождаются, те погибают”,

Это представление о судьбе, все время влекущей вперед, согласовывалось со свойствами окружающего мира, определяющими круг времен года, периодичность праздников и череду поколений: ритм космический, ритм религиозный и ритм человеческий. Позднее в сознании греков время будет олицетворено божеством по имени Хронос. В орфической теогонии Хронос был одним из начал Вселенной. Его представляли как полиморфного монстра, из которого появилось первобытное яйцо, раскрывшееся и давшее начало сперва небу и земле, затем — богам и смертным.

В нашей собственной эволюционной мифологии времени также отводится важная роль, Его рассматривают в качестве одного из факторов, которые сформировали как мир в целом, так и мир живого в частности. Действительно, обязательность временного параметра составляет одну из главных отличительных особенностей биологии в сравнении со многими областями физики. Ведь, как ни смешно это звучит, в основных физических теориях временное измерение отсутствует. В физическом мире находят некоторую асимметрию во времени, например в случае с расширением Вселенной или с распространением электромагнитных волн. Однако до относительно недавнего времени основные законы физики, квантовой механики и теории электромагнитных волн считали симметричными относительно времени; почти так же считают и сегодня. Например, рождение и смерть частиц могут рассматриваться как абсолютно обратные друг другу процессы. Асимметрия появляется только в явлениях, дополнительных друг другу.

До появления необратимой термадинамики закон, несимметричный во времени, представлялся лишь отчасти верным в качестве второго закона термодинамики; казалось, что он выводим из законов, симметричных во времени.

Фильмы, когда мы смотрим их от конца к началу, дают представление о том, на что был бы похож мир, где время идет в обратном направлении. Мир, где молоко отделяется от кофе и из чашки льется в молочник, где лучи света не бьют из одного источника, а выходят из стен и собираются в одну точку; камень, выброшенный из воды непонятным взаимодействием бесчисленных капелек, летит по параболе и опускается в руку человека. Однако в подобном мире перевернутого времени процессы в нашем мозгу и работа памяти также должны быть вывернуты наизнанку. То же самое должно произойти и с прошлым, и с будущим, и мир будет нам казаться точно таким же, каким он нам кажется сейчас.

В противоположность физике, биология учитывает время как один из важнейших параметров. Временную ось можно обнаружить повсюду в мире живых существ, который сам по себе — продукт эволюции. Эта ось присутствует и в жизни каждого организма. Всякое существо проходит свой путь от рождения до смерти. Жизнь каждой особи подчинена определенному плану — этот факт сильно повлиял на философию Аристотеля и, тем самым, на всю западную культуру, на ее теологию, искусство и науку. Молекулярная биология соединила мир живого, с его специфической особенностью развиваться по плану, и физический мир — их долгое время разделяла пропасть. Ось времени, обязательная везде, где есть жизнь, составляет теперь неотъемлемую часть нашего представления о мире. Это особая черта биологии, ее личная печать.

У большинства организмов есть свои внутренние часы, которые регулируют физиологические циклы. Это — системы памяти, лежащие в основе функционирования, поведения и самого существования. Одна из таких систем — генетическая. Вообще говоря, это память вида, результат эволюции. Зашифрованная в молекуле ДНК, она сохраняет основную канву событий, которые, поколение за поколением, привели к настоящему состоянию. Гены фактически не испытывают непосредственного воздействия жизненных коллизий: приобретенные признаки не наследуются потомством; опыт не влияет на наследственность. И если в конечном счете среда обитания и оказывает влияние на наследственность, то только после длительных перипетий и уловок естественного отбора.

Сложные организмы приобрели еще две системы памяти. Они контролируются генами • призваны фиксировать события, которые происходят с особью в течение ее жизни. О наличии иммунной системы стали подозревать, когда обнаружили, что организм каким-то образом хранит память об инфекциях. Давно было замечено, что некоторыми болезнями болеют не более одного раза в жизни. Уже в XV веке китайцы измельчали в порошок высушенные корочки с кожи больных оспой и вдыхали их для предохранения от болезни. Три века спустя Дженнер показал, что прививка вакциной или болезнь, перенесенная в легкой форме, предотвращают последующее заболевание оспой. Но по-настоящему иммунология стала наукой, когда Пастер, вместо того чтобы привить курице свежую бактериальную культуру, способную за несколько дней убить ее, случайно ввел аналогичную, но старую культуру: курица не только перенесла инъекцию, но и стала невосприимчивой к последующему введению вирулентной культуры.

Спустя еще сто лет стало ясно, что иммунная система невероятно сложна. Она приводит в действие множество узкоспециализированных клеток. Определенный набор клеток приобретает способность противодействовать бесчисленным антигенам благодаря системе, в которой ограниченное число информационных блоков соединяется во всевозможных комбинациях, вырабатывая различные антитела, которые начинают действовать, как только им встретится антиген. Иными словами, сам жизненный опыт, производя отбор из широкого спектра предшествующих структур, позволяет особи реализовать возможности своего иммунитета.

Таким образом, генетическая и иммунная системы работают как разновидности памяти — памяти видовой и памяти индивидуальной. Но живое существо — не только последнее звено в непрерывной цепи организмов:

жизнь — это процесс, который не ограничивается записью того, что случилось в прошлом, он обращен также и в будущее. По всей вероятности, нервная система многоклеточных организмов зародилась как механизм для согласованной ассоциативной деятельности разных клеток. Впоследствии она стала системой, запоминающей определенные события в ходе жизни особи, и в конечном счете приобрела способность конструировать будущее.

Живые существа могут бороться за место под солнцем, развиваться и плодиться только благодаря беспрерывному притоку энергии и информации. Значит, восприятие среды обитания — по крайней мере, тех ее сторон, которые касаются непосредственно выживания,— для организма совершенно необходимо. Простейший организм, примитивнейшая из бактерий должны “знать”, какая пища в ее распоряжении, и приспособить к ней свой обмен веществ. У микроорганизмов ответная реакция строго предопределена генами, она всегда сводится к выбору:

да или нет. Возможности бактерии ограничены ее крайне простой, но надежной генетической программой. То есть тем, что позволяет распознать эта программа при помощи всего нескольких белков, каждый из которых узнает в лицо только одно химическое соединение. Для бактерии внешний мир сводится к растворам нескольких веществ.

Очевидно, что рост возможностей, сопровождающий эволюцию, требует, чтобы органы чувств становились тоньше, а информации, получаемой извне, было больше. У животных много способов исследовать внешний мир. У низших позвоночных информация, идущая от органов чувств, преобразуется непосредственно в мотонейронную. Такие животные, по всей видимости, существуют в мире безусловных ответов на стимулы;

это то, что этологи называют “врожденными ответными механизмами”. Напротив, у птиц и в еще большей степени у млекопитающих огромное количество информации, поступающей извне, фильтруют органы чувств и обрабатывает мозг, в котором формируется упрощенное, но удовлетворяющее потребностям животного представление о внешнем мире. Мозг работает, не записывая полного отображения мира, а строя для себя его внутренний образ.

Способ восприятия внешнего мира у каждого вида зависит как от органов чувств, так и от принципа, на основе которого мозг объединяет чувственное и двигательное в единое целое. Даже если разные виды животных получают один и тот же набор стимулов, это не значит, что их мозг построит одну и ту же картину воспринимаемого мира. Представление об окружающей среде у разных видов может отличаться так, будто стимулы исходили из разных миров. Мы, люди, очень плохо себе представляем, как видит мир муха, или земляной червь, или чайка.

Каким бы ни был способ, которым организм исследует окружающий его мир, ощущения непременно должны отражать “реальность” или, точнее, те стороны реальности, которые непосредственно связаны с поведением. Если бы складывающиеся у птицы образы насекомых, которых необходимо поймать на корм птенцам, не отражали некоторые фрагменты реальности, то птенцы бы просто погибли. Если у обезьяны представление о ветке, на которую надо прыгнуть, не имеет ничего общего с реальностью, то она упадет и разобьется. Если бы и мы не были устроены в соответствии с этим же принципом, то не было бы и нас. Воспринимать какие-то стороны реальности — биологическая необходимость. Разумеется, только некоторые стороны, поскольку значительная часть информации о мире, безусловно, отфильтровывается. Органы чувств позволяют нам заметить, что в нашу спальню проник тигр, но не воспринимают его как конгломерат частиц, каковым он в действительности является — если верить физикам. То есть внешний мир, о существовании которого мы знаем интуитивно,— всего лишь порождение нашей нервной системы.

Это в некотором смысле возможный мир, модель, которая позволяет организму обрабатывать лавину получаемой информации и использовать ее применительно к насущным нуждам.

Таким образом, мы пришли к определению некоей “биологической реальности”, которая есть особое представление о мире, формирующееся в мозгу у живых существ. Очертания этой реальности зависят от изменений в нервной системе вообще и в мозге — в частности.

Некоторое время назад Гарри Дж. Джерисон предположил, что свойства этой “биологической реальности” влияли на процесс развития мозга у млекопитающих. И главная роль здесь отводится понятию о времени. Видимо, в ходе эволюции временной параметр постепенно встраивался в представление о мире, поскольку у низших позвоночных этот параметр вряд ли был значимым. Похоже, что рептилии времени не воспринимают. Пространственное представление у них кодируется анализатором, находящимся непосредственно в сетчатке. Первые млекопитающие были мелкими животными, вынужденными вести ночной образ жизни, поскольку рядом обитали крупные рептилии, например динозавры. При ночном образе жизни воспринимать окружающий мир только при помощи зрения было невозможно, и доминировали слух обоняние. Это имело свои последствия. Во-первых, масса новых нейронов образовала слуховой отдел мозга.

Во-вторых, возник новый способ обработки пространственной информации при помощи временного кодирования — способ, подобный тому, который применяют летучие мыши: своим радаром они засекают предмет, издавая звук и определяя расстояние до предмета и его местоположение по времени возвращения отраженного звука. В дальнейшем мозг постоянно увеличивался и “биологическая реальность” млекопитающих становилась все богаче.

После того как гигантские рептилии вымерли, млекопитающие получили возможность вести дневной образ жизни. Зрительный аппарат старого типа им был больше не нужен. Развилась гораздо более тонкая и сложная система, позволившая различать цвета; анализаторы размещались уже не непосредственно в сетчатке, а в мозге. Стало возможным объединять зрительную и слуховую информацию благодаря уникальному пространственно-временному коду, позволяющему соотносить световые и звуковые сигналы с единым источником света и звука. Мозг высших млекопитающих может справляться с невероятными объемами информации, поступающей через органы чувств во время бодрствования, только потому, что эта информация организована и структурирована в реальности, являющейся “объектами” пространства и времени мира животного.

Под тем же углом зрения можно рассматривать этапы эволюционного развития головного мозга животных, которое привело к возникновению Homo sapiens. В ходе этого процесса представление о внешнем мире стало значительно шире.

Как уже упоминалось, одним из важнейших факторов развития мозга следует считать время. Давление естественного отбора благоприятствовало развитию у приматов средств для определения положения объектов при помощи слуха, а это позволяло лучше ориентироваться в пространстве. Более объемным и связным стал пространственно-временной образ мира: движущиеся предметы воспринимались уже целостно — посредством зрения, слуха, обоняния и осязания. Кроме того, представление о предметах оставалось в памяти.

Это представление организовано определенным способом, с помощью двух замечательных свойств мозга. Во-первых, образы пережитых событий стало возможным разбивать как бы на составные части, комбинируя которые можно создавать представление о еще не известных ранее ситуациях. Отсюда способность не только сохранять образы прошедших событий, но и предвидеть грядущие — стало быть, представлять, “изобретать” будущее. Во-вторых, познавательное представление о мире стало складываться еще и с помощью языка — точнее, речи. Мы формируем нашу “реальность” при помощи слов и выражений так же, как и на основе зрения и слуха. Гибкий человеческий язык — великолепный инструмент для развития воображения. Он позволяет без конца комбинировать символы, давая возможность мысленно строить —возможные миры. В соответствии с этим каждый из нас живет в реальном мире, который сформирован в мозге на основе информации, вводимой органами чувств и языка.

Реальный мир — это сцена, где происходят все события жизни. Опыт, который мозг получает в течение жизни, у каждой особи отличен от других. Однако, несмотря на это, представления о мире, сложившиеся в мозгу у каждого из нас, достаточно сходны, чтобы их можно было выразить общими понятиями и словами.

Сознание можно понимать как восприятие себя в качестве объекта, стоящего в самом центре реальности. Осознание “я” как объекта, а стало быть, как личности, безусловно, коренится очень глубоко в нашей интуиции. Трудно понять, на каком этапе эволюции возникло самосознание. Быть может, что-нибудь объяснит способность узнавать себя в зеркале? Ведь эта способность появляется у приматов лишь на определенном уровне сложности их организации. Когда способность осознавать себя сопряжена с возможностью строить образы реальности, без конца комбинировать их и таким образом воображать возможные миры, самосознание делает возможным осознание прошлого и будущего.

Старая традиция в теории познания, до сих пор владеющая умами в Европе, основывалась прежде всего на интроспекции, то есть самонаблюдении. Согласно этой традиции, ментальные образы реальности не могут быть той же природы, что и события физические. Однако непонятно, как такой “нематериальный” разум мог возникнуть в ходе эволюции и естественного отбора. Попытки одушевить частицы, составляющие материю, ничего не проясняют. Поэтому можно прийти к выводу, что разум — особая форма организации мозга, так же, как жизнь — особая форма организации молекул. И все же нет уверенности в том, что нам дано будет узнать, как в неживой Вселенной зародилась жизнь, или понять эволюцию мозга и появление той совокупности качеств, которую мы затрудняемся определить, но называем мышлением.

Развитие искусств, мифотворчества, естественных наук и других видов человеческой деятельности следует рассматривать под тем же углом зрения. Искусство представляет собой попытку человека выразить разнообразными средствами свое индивидуальное представление о мире. Мифотворчество стремится составить из обрывков сведений о мире мало-мальски связное и общепонятное представление. Что касается естественных наук, то они демонстрируют устаревший, но подновленный в эпоху позднего Возрождения способ строить более точную картину реальности. Все эти виды деятельности апеллируют к воображению. Все они перетасовывают фрагменты реальности для создания новых структур, новых ситуаций, новых идей. И тут важно, что всего лишь одно изменение в представлениях о мире может повлечь за собой изменение в мире физическом, что и доказывают результаты технического прогресса.

Понятие культуры включает в себя почти все, что присуще человечеству. Наследование культуры аналогично передаче от поколения к поколению биологических особенностей. Принципиальное сходство между этими двумя системами — в их естественной склонности к консерватизму при сохранении способности изменяться, а значит, и эволюционировать. Однако приобретения культуры закрепляются в большей степени по ламарковскому принципу, а значит, культурная эволюция может идти на несколько порядков быстрее биологической. С биологической точки зрения человек XX века практически не отличается от того, который жил 40 тысячелетии назад. Напротив, уровень культуры, общественной жизни и технического прогресса сегодня очень далек от первоистоков.

Чем глубже в человеческую деятельность вторгается научный подход, тем больше вероятность конфликта между теорией, с одной стороны, и традициями и верованиями — с другой. Кроме того, велика опасность, что научные данные могут быть использованы в идеологических и политических целях. Нечто подобное происходит, в частности, с достижениями биологии. Жизнедеятельность простых организмов строго определена генетически. У сложных организмов наследственная программа более “открыта” — по выражению Эрнста Майра. Эта программа не предписывает аспектов поведения, а оставляет организму возможность выбора, свободного реагирования. Вместо строгих предписаний она дает ему запас способностей. Процесс “раскрытия” генетической программы нарастает по мере эволюции, вершиной которой стал человек. Сорок шесть хромосом обеспечивают человеку комплекс умственных и физических качеств, которые он может применять и развивать по-разному, в зависимости от среды, в которой вырос и живет.

К примеру, некий набор генов дает ребенку способность к речевой деятельности. Однако именно среда обучает его определенному языку.

Эту взаимосвязь биологического и культурного начал часто недооценивают, если не игнорируют вовсе, в том числе по идеологическим и политическим соображениям. Вместо того чтобы рассматривать оба фактора как неотделимые друг от друга, их стараются противопоставить. Между наследственностью и внешней средой пытаются увидеть антагонизм, вычленяя относительную меру их влияния на поведение и способности индивида. Как будто эти два фактора взаимно исключали друг друга в эволюции человеческого рода! В дебатах о воспитании, да и вообще о поведении, сталкиваются два подхода, которые рассматривают человеческий мозг либо как чистую магнитную ленту, либо как грампластинку. В первом случае звуковая информация, поступающая извне, может быть многократно перезаписана, во втором — информация раз и навсегда запечатлевается на диске.

Приверженцы теории “магнитной ленты” чаще всего попадают под влияние марксистской идеологии, согласно которой индивида всесторонне характеризуют его принадлежность к общественному классу и воспитание. Следовательно, умственные способности человека никак не зависят от его биологических характеристик, наследственных признаков. Все коренится в культуре, обществе, навыках и условностях, в способе производства. Таким образом, нивелируется всякое разнообразие, в том числе биологическое. Значимы лишь общественная принадлежность и образование.

Такой категоричный подход совершенно неприемлем. Обучение есть не что иное, как воплощение программы, позволяющей приобрести навыки. Нельзя создать обучающую машину, не задав ей программу, включающую условия и все детали этого обучения. Живые существа так же, как неживые тела, подчинены физическим и химическим законам, но на них распространяются и другие, более сложные законы: необходимость добывать себе пропитание, продолжать свой род и тому подобное, что не имеет никакого смысла применительно к неживой природе. А к биологическим факторам прибавляются, накладываясь на них, психические, лингвистические, культурные, социальные, экономические и прочие. Такое сложнейшее устройство, как человеческий мозг, нельзя понять, не объединив всесторонние усилия множества наук, фрагментарными знаниями здесь не обойтись. Нельзя ни свести познание человека к биологии, ни обойтись без нее — так же, как биология не может обойтись без физики.

Несостоятелен и другой подход — сравнение с грампластинкой. Эта точка зрения лежит в основе различных форм расизма и фашизма. Она предполагает, что умственные способности человека почти всецело зависят от наследственности, а влияние внешних факторов практически сведено к нулю. Это рушит всякие надежды на совершенствование путем приобретения навыков и обучения. С тех пор, как Господь создал мир, “человеческая природа” — лишь часть всеобщей гармонии Вселенной. Не кто иной, как Бог, придал людям все многообразие их черт. Однако теперь биологические постулаты могут быть призваны стать научной гарантией, налагающей ограничения на человеческое поведение. Ведь если достижения человека — исключительно отражение его генетически обусловленных способностей, значит, социальное неравенство непосредственно вытекает из неравенства биологического. Значит, нечего и думать о том, чтобы изменять что-то в иерархии общества.

Однако у всякого нормального ребенка с рождения заложена способность расти и развиваться в любом обществе, говорить на любом языке, воспринимать любую религию и любые общественные установки. Ребенок реагирует на стимулы, поступающие извне, ищет повторяющиеся черты, запоминает их и складывает из этих элементов новые комбинации. По мере обучения совершенствуются восприятие, чувствительность и возникают все новые нервные структуры. В ходе развития при постоянном взаимодействии биологического и культурного у ребенка складываются и созревают нервные связи, лежащие в основе познавательных способностей. Приписывать результат такого развития частично наследственности, остальное относя на счет окружения,— бессмысленно. Это нисколько не лучше, чем задаваться вопросом, генетика или культура лежит в основе взаимных чувств Ромео и Джульетты. Как и всякий иной организм, человеческое существо запрограммировано генетически, но запрограммировано для обучения. Природа дает новорожденному широкий выбор возможностей, и во взаимодействии со средой какие-то из них реализуются в течение жизни.

Изучая человеческие популяции, редко усматривают главное: разнообразие — это одна из основных движущих сил эволюции. Равенство — не биологическое понятие. Две клетки, две молекулы и даже два животных не могут быть “равны”, о чем нам напоминает Джордж Оруэлл. Речь в этом споре идет на самом деле о социальном и политическом: одни хотят равенства на основе идентичности, другие предпочитают неравенство, обосновывая его изначальным природным многообразием. Как будто понятие равенства не было выдумано именно потому, что человеческие существа отличны друг от друга! Многообразие — одно из главных правил игры в биологии. Поколение за поколением гены объединяются и расходятся, образуя и сохраняя признаки вида, но производя всегда разное. Это многообразие, эту бесконечную комбинаторику, делающие каждого из нас неповторимым, невозможно переоценить. В них кроются богатства вида, в них заложен его потенциал.

Разнообразие — следствие возможного, но и некая подстраховка, предугадывание будущего. Это — одно из главнейших и самых глубинных свойств живых существ. Это — путь к следующему мгновению. Дышать, есть, двигаться — значит не только жить, но и предвосхищать. Видеть — значит предвидеть. Каждое из наших действий, каждая наша мысль вовлекает нас в то, что еще должно произойти.

Наше воображение разворачивает перед нами вечно обновляющуюся картину возможного. Именно ей мы все время противопоставляем наши надежды и сомнения. Именно к этому возможному мы приноравливаем наши влечения и наше отвращение. Однако, хотя нам дано “творить” будущее, грядущее будет всегда отлично от того, как мы его себе представляем сегодня. Непредсказуемость присуща даже научному опыту. Поначалу лишь очерчивая границы неизвестного, мы впоследствии можем открыть что-то действительно новое. Нет никаких способов предугадать, к чему могут привести исследования в той или иной области, а потому нельзя отдавать предпочтение одним областям науки и пренебрегать другими. Как подчеркивал Льюис Томас, наука или есть в ее целостности, или ее нет вовсе: нельзя выбирать в ней только то, что нравится. Надо быть готовым к непредвиденному, “неудобному” результату.

Я попытался показать, что научный подход играет определенную роль в споре возможного и реального. Семнадцатому веку хватало мудрости считать рассудок только полезным инструментом для того, чтобы разбираться в делах человеческих. Эпоха Просвещения и XIX век сочли разум не только необходимым, но и достаточным для разрешения всех проблем. Сегодня абсурдно считать, что поскольку рассудка на все не хватает, то он более и не нужен.

Конечно, наука пытается описать природу и отличить желаемое от действительного.

Однако не следует забывать, что человеку желаемое необходимо так же, как и действительное. Надежда придает жизни смысл и коренится в том, что существующий мир можно будет однажды изменить — сделать его таким, какой сегодня представляется лишь возможным.

Когда гестаповцы схватили Тристана Бернара и его жену, он сказал: “Время страха кончилось. Начинается пора надежд”.

Вспоминаются те счастливые годы

Когда я читал эту небольшую книгу Франсуа Жакоба, написанную на изящном французском языке, то ностальгические чувства по давно ушедшим годам мешали поначалу вникать в ее содержание. То были героические и романтические годы начала молекулярной биологии в нашей стране. Все люди, имевшие хоть какое-то отношение к этой науке, могли тогда уместиться в небольшом конференц-зале в Дубне. Так начинались знаменитые дубненские зимние школы, одним из организаторов которых был незабываемый Н. В. Тимофеев-Ресовский.

Среди лекторов и слушателей школы было много авторов “Химии и жизни” и людей, часто упоминаемых на страницах журнала. Тогда мы были молодые... На лекциях в Дубне, в промежутках между школами, на разных семинарах, да и просто в научных разговорах часто звучали имена Жакоба и Моно, французских ученых, получивших Нобелевскую премию вместе с Андре Львовым. “Жакоб и Моно” — звучало вместе так часто, что иногда воспринималось как имя одного человека. Только потом стало ясно, что эти блестящие ученые — очень разные люди. Я никогда их не видел, только читал книги, ими написанные. Сочинения Моно — глубокая эрудиция, спокойные философские обобщения. Эссе Жакоба — легкий стиль, исключительно простое и доходчивое объяснение научных истин. Я, конечно, читал далеко не все ими написанное. Может быть, мои выводы недостаточно обоснованы, но

до сих пор хорошо помню свои тогдашние ощущения.

Вспоминаются те счастливые годы. Кажется, именно Жакоб и Моно ввели в научный обиход термин “messenger RNA”? Иду в библиотеку. Да, так оно и, есть. И “аллостерические ферменты” — вместе с Шанжю, чье имя также часто звучало в те годы. И, наконец, вот оно: “FRANCOIS JACOB. Jacques MONOD”. “GENETIC REGULATORY MECHANISM IN THE SYNTHESIS OF PROTEINS”.— 1MB, 1961, v. 3, p. 318—356. Я держу в руках сборник классических работ по молекулярной биологии, в который включена эта знаменитая статья Жакоба и Моно. Механизм регуляции работы генов в синтезе белка, слово “репрессор” — это тоже оттуда. Беру “ENCYCLOPEDIA ITALIANA” JACOB FRANCOIS. Родился 7 июня 1920 года. Участвовал в Сопротивлении. Окончил Парижский университет в 1947 году. Степень доктора в 1957 году. Нобелевская премия в 1965...

Быть может, постоянным читателям “Химии и жизни” книга “Игра возможного” может показаться чересчур элементарной. Участники дубненских зимних школ, а теперь уже и их ученики рассказывают на страницах журнала о самых последних достижениях биологии, о поразительных прорывах этой науки, о крахе некоторых надежд, о новых идеях. Конечно, на дворе уже иная эпоха. Жакоб, рассуждая об эволюции, придерживается, в основном, синтетической теории. Российским ученым, воспитанным на трудах Берга и Любищева, подход Жакоба может показаться слишком простым и прямолинейным. Но все же я очень рад, что вы прочли эту книгу. Ее хорошо написал хороший ученый и человек, Франсуа Жакоб.
Доктор химических наук Г. Г. МАЛЕНКОВ

Почему летит <<стрела времени>>

Сепульки — играющий значительную роль элемент цивилизации ардритов (см.) с планеты Итеропии (см.). См. Сепулькарии. Сепулькарии — устройства, служащие для сепуления (см.).

Сепуление — занятие ардритов (см.) с планеты Итеропии (см.). См. Сепульки. Станислав Лем. Звездные дневники Ийона Тихого

Что такое время, знают вроде бы все. Но ни один человек не может дать понятию “время” однозначное словесное определение, не прибегая к формулировкам типа “масляное масло”. И в этом заключается глубокий научный смысл: согласно известной теореме Гёделя о неполноте аксиоматического описания, подобные тавтологические конструкции представляют собой неизбежную особенность любого конечного словаря.

А вот Ричард Фейнман дал в своих лекциях по физике очень простое определение времени: “Время — это часы”. Так сказать, сепуляющие сепульки сепулькариев...
ЯЗЫК НАУКИ И ЯЗЫК ПРИРОДЫ

Еще задолго до Лема академик Л. В. Щерба придумал забавную фразу, быстро ставшую хрестоматийной: “Глокая куздра кудланула бокра и кудрячит бокренка”. Эта фраза звучит совершенно по-русски, совершенно по-русски звучат все составляющие ее слова; более того, мы совершенно ясно понимаем ее смысл. И это — несмотря на то, что ни одно слово, взятое само по себе, никакого смысла не имеет и ни в одном словаре его не найти!
Смысл фразы, придуманной Щербой, нам удается понять благодаря тому, что любой язык — это не просто набор слов, каждое из которых имеет определенное значение, а набор слов, имеющих определенную конструкцию и сочетающихся друг с другом по совершенно определенным правилам, придающим языку в целом смысловую структуру. “Глокую куздру” невозможно буквально перевести ни на один язык мира; но, по-видимому, на любом языке мира можно придумать фразу, имеющую тот же самый смысл. Высшее искусство перевода как раз и заключается в способности адекватно передавать непереводимую игру слов.

Природа тоже говорит на своем языке, но в нем роль слов выполняют различные материальные объекты, взаимодействующие друг с другом по правилам, которые мы называем законами. Эти законы и позволяют передавать языком науки смысл того, что говорит природа, несмотря на то, что ни одно из ее слов не поддается буквальному переводу на человеческий язык. То есть любой ученый похож на переводчика, владеющего лишь правилами грамматики иностранного языка и упорно пытающегося передать своим языком непереводимую игру слов природы.

Несмотря на внешнюю бессмысленность конструкции “сепуляющие сепульки сепулькариев”, мы понимаем, что некие объекты (сепульки) что-то делают (сепуляют) внутри какого-то устройства (сепулькария); нам также ясно, что сепульки без сепулькария сепулять не могут.

А теперь произведем подстановку: сепулькарий — пространство (циферблат), сепульки — частицы вещества (стрелки часов), сепуление — движение (стрелок по циферблату). Вещество и пространство не могут существовать друг без друга и в совокупности образуют то, что, мы называем материей, а ее движение — временем. Вот максимум того, что мы можем сказать о времени, не впадая в тавтологию.
СВЕЧА ГОРЕЛА НА СТОЛЕ...

По опыту мы знаем, что время течет только в одном направлении, от прошлого к будущему, и поэтому говорим о “стреле времени”. Почему нельзя обратить время вспять? А если это возможно, то, что произойдет в мире, где прошлое и будущее поменяются местами?

Обычно гипотетический мир, в котором время течет вспять, сравнивают с кинофильмом, пущенным задом наперед. Ведь кинопроектор с движущейся в нем лентой — это своеобразные часы, обладающие способностью наглядно фиксировать последовательность реальных явлений. Казалось бы, достаточно изменить направление движения киноленты — и все на экране будет происходить в обратном порядке.

Однако это касается далеко не всех событий. Однажды мне довелось увидеть поучительные кинокадры: горение свечи, демонстрировавшееся в ускоренном темпе сначала во времени “туда”, а затем во времени “обратно”.

Когда на экране время текло в прямом направлении, в обычном направлении текло и время, измеряемое горящей свечой, — ее длина уменьшалась, когда же экранное время обращалось вспять, обращалось вспять и время, отсчитываемое свечой,— она сама собой вырастала из лужицы воска. Казалось бы, все в порядке.

И все же что-то было не так. Ведь, несмотря на то, что время текло вспять и в кинопроекторе (пленка двигалась в обратном направлении), и на экране (свеча не таяла, а росла), пламя по-прежнему освещало все вокруг! Простое механическое обращение хода времени никак не повлияло на ход времени, направление которого задается процессом превращения энергии из одной формы в другую и определяется законами термодинамики.

Значит, чтобы на экране обратить термодинамическую “стрелу времени”, нужно демонстрировать задом наперед не позитив, а негатив фильма! Тогда черное пламя свечи будет, подобно “черной дыре”, как бы всасывать в себя электромагнитные волны, испускаемые всеми окружающими телами. Но как эти волны узнают, в каком направлении им надлежит распространяться, да еще строго согласованно друг с другом? Подобное явление может происходить только в том случае, если черное пламя свечи служит источником каких-то особых сигналов, распространяющихся с бесконечно большой скоростью и управляющих процессами излучения в любой точке пространства вокруг свечи, а это означает нарушение принципа причинности. Получается так, что обратить термодинамическое время вспять вообще невозможно!
“МИКРО” И “МАКРО”

Законы механики Ньютона строго инвариантны, неизменны относительно изменения знака времени: замена +t на —t ничего в них не меняет. Поэтому и говорят, что механика обратима,— если мы абсолютно точно зададим начальные координаты и импульсы частиц, то можем, в принципе, узнать сколь угодно далекое прошлое и сколь угодно далекое будущее системы. Не беда, что мы не способны сделать это практически (ни одна ЭВМ не справится с такой задачей), главное, что мы можем это сделать теоретически, умозрительно. В мире Ньютона все события раз и навсегда предопределены, это мир строгого детерминизма, в котором нет места никаким случайностям.

А вот согласно второму началу термодинамики, в изолированной системе все процессы протекают только в одном направлении — в сторону повышения энтропии, возрастания хаоса, что сопровождается рассеянием, обесцениванием энергии. Так всегда и происходит на практике: сама собой лучистая энергия пламени свечи может только безвозвратно рассеиваться в пространстве. Однако можно ли этот принцип обосновать теоретически?

Обосновать какое-либо явление теоретически — значит вывести его из возможно более общих законов природы, принятых за основу научной картины мира. Такими законами по праву считаются законы механики Ньютона, и поэтому проблема формулируется следующим образом: как можно (и можно ли вообще) вывести необратимость термодинамики из обрати-мости механики?

Впервые эту проблему пытался решить во второй половине прошлого века Л. Больцман. Он обратил внимание на то, что термодинамическая необратимость имеет смысл только для большого числа частиц: если частиц мало, то система оказывается фактически обратимой. Для того чтобы согласовать микроскопическую обратимость с макроскопической необратимостью, Больцман использовал вероятностное описание системы частиц (это так называемая Н-теорема) и получил желаемый результат. Однако вскоре было показано, что уже само по себе вероятностное описание в неявном виде содержит представление о существовании “стрелы времени”, и поэтому доказательство Больцмана нельзя считать корректным решением проблемы.

И вообще существование “стрелы времени” может быть только самостоятельным постулатом, потому что означает нарушение симметрии решений уравнений движения. Но какая физическая реальность соответствует такому постулату? Получается так, что - либо из обратимой механики можно вывести только обратимую термодинамику (допускающую возможность “вечного двигателя” второго рода), либо необратимую термодинамику можно вывести только из необратимой механики (допускающей возможность “вечного двигателя” первого рода). Ничего себе альтернатива!

Интересно, что обе эти возможности действительно были испробованы. Сам Больцман, отвечая на критику, пришел к выводу, что вся бесконечная Вселенная в целом обратима, а наш мир представляет собой по космическим меркам микроскопическую флуктуацию. А в середине нашего века пулковский астроном Н. А. Козырев попытался создать необратимую механику, в которой “стрела времени” имеет характер физической реальности и служит источником энергии звезд. Но точка зрения Больцмана допускает возможность нарушения причинности в отдельных достаточно обширных областях Вселенной, а точка зрения Козырева вводит в описание природы некую особую физическую сущность, подобную “жизненной силе”.
“ПОРЯДОК ИЗ ХАОСА”

Так называется известная книга нобелевского лауреата И. Пригожина, написанная им в соавторстве с историком науки И. Стенгерс и изданная на русском языке издательством “Прогресс” в 1986 году. Это название буквально в двух словах характеризует суть исследований, начатых этим замечательным ученым в пятидесятые годы нашего столетия и завершившихся созданием особой, неравновесной термодинамики. (Отрывки из новой книги этих авторов “Время, хаос и квант”, также посвященной проблеме “стрелы времени”, опубликованы в №№ 9—11 “Химии и жизни” за этот год.)

Дело в том, что классическая термодинамика, которую Больцман пытался обосновать с помощью классической же механики, описывает только поведение строго изолированных систем, близких к состоянию истинного термодинамического равновесия, отклоняющихся от него лишь в пределах чисто статистических флуктуаций. В таких системах могут происходить только процессы деструктивного характера, сопровождающиеся неуклонным возрастанием энтропии. Однако повсеместно в природе наблюдаются и процессы самоорганизации вещества, самопроизвольного возникновения из хаоса неравновесных, так называемых диссипативных структур. Наиболее яркими примерами подобных процессов могут служить явления самозарождения жизни и биологической эволюции.

Означает ли это, что в некоторых случаях второе начало термодинамики может нарушаться? Острая дискуссия на эту тему длилась многие годы и, в конце концов, завершилась победой сторонников строгого соблюдения фундаментальных законов природы. Но при этом был сделан ряд существенных уточнений, касающихся не самих законов, а границ их применимости к реальным системам. Так сказать, не самой структуры научного языка, а смысла используемых в нем слов. Например, ревизии пришлось подвергнуть смысл понятия “хаос”.

Хаос, царящий в равновесных системах, носит сугубо статистический характер, и мы говорим лишь о вероятности отклонения системы от состояния равновесия. Реакция такой системы на то или иное возмущающее воздействие линейна, — она прямо пропорциональна возмущающей силе и стремится вернуть систему в прежнее состояние. Так, если по гладкой трубе с небольшой скоростью течет жидкость, то в ней случайно возникают малые завихрения, но эти завихрения сами собой гасятся, и в целом поток остается упорядоченным, ламинарным.

Но если система сильно неравновесна, то есть обладает значительным избытком свободной энергии, то в ней может возникать хаос особого рода, называемый динамическим; реакция такой системы на возмущающие воздействия нелинейна и может быть сколь угодно большой при сколь угодно малом первичном возмущении. Так, если скорость движения жидкости по трубе превышает некоторую критическую величину, то малейшая неоднородность потока немедленно приведет к катастрофическому превращению ламинарного потока в неупорядоченный, турбулентный.

Однако динамический хаос замечателен тем, что за внешне совершенно непредсказуемым поведением системы кроется строгий детерминизм — все происходящие в ней процессы можно математически рассчитать с любой требуемой точностью. Еще одна (и, пожалуй, главная) особенность такого хаоса заключается в том, что он может служить источником самозарождения строго упорядоченных структур. Например, в турбулентном потоке могут возникать устойчивые вихри — подобные вихри (так называемую “дорожку Кармана”) можно наблюдать за быстро плывущей лодкой. И вообще динамический хаос служит источником всего того порядка, который мы наблюдаем в окружающем нас мире неживой и живой природы.
ПАРАДОКСЫ БЕСКОНЕЧНОСТИ

Ревизии пришлось подвергнуть и смысл понятия “система”. Когда система в целом находится в состоянии, далеком от истинного термодинамического равновесия (а это относится ко всем реально существующим системам), то в ее отдельных частях могут самопроизвольно происходить процессы самоорганизации, сопровождающиеся понижением энтропии. Если не учитывать того, что подсистемы, в которых из динамического хаоса самозарождаются диссипативные структуры, питаются свободной энергией внешней среды, то возникает видимость нарушения второго начала термодинамики. Но все становится на свои места, если принять во внимание то обстоятельство, что процессы самоорганизации, происходящие в локальных областях, сопровождаются неуклонным ростом энтропии всей системы в целом.

Так, жизнь на Земле зародилась в сильно неравновесной среде, а возникшие организмы стали жить и эволюционировать, потребляя свободную энергию, поступающую к ним извне, — то есть, в конечном счете, энергию Солнца. Но само Солнце не вечно (если, конечно, верна термоядерная гипотеза происхождения его энергии, в чем как раз и усомнился Н. А. Козырев) и должно погаснуть после того, как весь водород превратится в гелий. Так же должны, видимо, рано или поздно погаснуть и все прочие звезды, в результате чего вся Вселенная погрузится во мрак “тепловой смерти”, наступление которой пророчил в прошлом веке Р. Клаузиус.

Но в какой мере Солнце и звезды можно считать изолированными системами? Может быть, в действительности они связаны друг с другом какими-то особыми энергетическими потоками (возможность существования которых, кстати, допустил Н. А. Козырев)? Тогда, все далее и далее расширяя пределы рассматриваемой системы, мы будем отодвигать в бесконечность момент наступления “тепловой смерти” и придем к утешительному выводу о том, что она никогда не наступит. Именно путем таких рассуждений принято (ссылаясь, в частности, на классиков марксизма-ленинизма!) опровергать пессимистический прогноз Клаузиуса.

Увы, как говорят англичане, “бесплатный сыр бывает только в мышеловках”. За все приходится платить, в том числе и за легкомысленное обращение с бесконечностью. Для вечно существующей бесконечно большой Вселенной всякий смысл теряют и принцип причинности, и все законы сохранения. В такой нелокальной Вселенной уже не будет привычных нам пространства, времени и движения — а, следовательно, в ней не будет ни энергии, ни вещества как таковых! Все известные нам законы природы могут иметь только локальный, местный характер.

Это значит, что неосторожное использование понятия “бесконечность” (а оно неявно содержится в таких часто употребляемых словах, как “мгновенное”, “всегда”, “никогда” и некоторых других) может приводить к парадоксальным умозаключениям и поэтому его смысл (как и смысл понятий “система”, “хаос”, проанализированных Пригожиным) тоже нуждается в уточнении.
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ И АКТУАЛЬНАЯ

С точки зрения математики бесконечно большая величина — это величина, которая все время возрастает, но никогда не достигает какого-либо определенного значения:

n(t)à oo при tà oo. Такая бесконечность называется потенциальной, потому что она существует лишь в принципе; ее геометрический образ — прямая, неограниченно продолженная в обе стороны. Но математики могут прекрасно обходиться и без часов, необходимых для измерения времени, тайно содержащегося в символе nà оо, что позволяет им обходиться для обозначения бесконечно большой величины упрощенной записью:

n=оо. Такая бесконечность называется актуальной, поскольку она как бы завершена к моменту, когда мы ей воспользовались; ее геометрический образ — любой конечный отрезок прямой, состоящей из бесконечного множества бесконечно малых математических точек.

Какая бесконечность более “правильная”? По сути дела, эта проблема была поставлена еще в знаменитых апориях Зенона (например, “Ахилл и черепаха”), но спор математиков (а также логиков и философов) на эту тему не завершен до сих пор. А вот физики вообще не делают никаких различий между потенциальной и актуальной бесконечностями и очень раздражаются, когда в результате вычислений получают бесконечно большие величины, называемые расходимостями. И делают грубейшую ошибку, подменяя их просто очень большими, но конечными числами.

Вместе с тем не следует забывать, что существуют две разные физики — теоретическая и экспериментальная. Для экспериментатора бесконечно больших (равно как и бесконечно малых) величин действительно не существует, он всегда получает конечные результаты, а хвост бесконечности упрятывает в ошибку с помощью теории вероятности. Что же касается бесконечностей, с которыми имеет дело теоретик, то к ним можно относиться двояко: считать их либо потенциальными, либо актуальными.

Потенциальная бесконечность поддается так называемой калибровке, ее можно в любой момент приравнять к нулю и начать отсчет сызнова, с to=0; актуальная бесконечность такой процедуре не поддается, поскольку вообще существует вне времени и, соответственно, вне реальной физики.

СЛЕДСТВИЕ ПО ДЕЛУ НЬЮТОНА

По Ньютону, система — это уже одно тело, движущееся в абсолютном бесконечном пространстве всеобъемлющего Творца равномерно и прямолинейно до тех пор, пока на это тело не подействует сила (первый закон механики) или два тела, действующих друг на друга с равными и противоположно направленными силами (третий закон механики); сама же сила считается просто причиной ускорения движущихся тел (второй закон механики), то есть, как бы существует сама по себе и неизвестно откуда берется. По Ньютону, все взаимодействия происходят мгновенно, то есть с актуально бесконечно большой скоростью; однако для обитателей физического мира мгновенных взаимодействий быть не может, поскольку 1/n(t)à 0 при n(t)à oo только в том случае, если tà oo.

Как же выглядит наш физический мир с точки зрения Творца (мудрость которого стремился постичь Ньютон), пользующегося подобными понятиями и законами,— так сказать, глядя “извне” на сотворенный им мир?

Если соударения тел происходят действительно мгновенно, то есть за актуально бесконечно малый промежуток времени, то эти тела никогда не могли бы и никогда не смогут находиться на конечных расстояниях друг от друга, а должны всегда составлять единое целое, существующее вне времени и пространства. Для вечного, всемогущего и всеобъемлющего Творца весь наш многообразный физический мир должен представляться бесконечно малой точкой, внутри которой не существует ни причинности, ни законов сохранения. С точки зрения Творца, наш конечный физический мир актуально бесконечно мал и поэтому нелокален — в нем все явления связаны, скоррелированы друг с другом, потому что происходят в одно и то же время, в одном и том же месте, в одной бесконечно малой точке. Но с нашей точки зрения как конечных обитателей физического мира (то есть при взгляде на него как бы “изнутри”), этот мир потенциально бесконечен и, следовательно, непрерывно расширяется (nà оо!), но не рассеивается, потому что его расширение сопровождается непрерывным творением, которое по научному мы называем эволюцией.

С точки зрения Творца, в физическом мире время строго обратимо. Действительно, если два тела сближались, а после соударения стали удаляться друг от друга, то, сняв этот процесс на кинопленку и, пустив фильм задом наперед (то есть, обратив время вспять), мы увидим, что тела стали двигаться в противоположных направлениях, а после соударения вернулись в точности на свои прежние места.

Но если Творца никто не спрашивает, — откуда он берет энергию, необходимую для обращения времени (ведь чтобы тело стало двигаться в противоположном направлении, на него должна подействовать сила, а чтобы создать силу, надо затратить энергию), потому, что, он, всемогущ, и, для, него, закон, сохранения энергии — не закон, то обитатели конечного физического мира принципиально ограничены в своих энергетических ресурсах, не могут произвести полного обращения времени и вынуждены скрывать свою слабость с помощью теории вероятностей.

Иначе говоря, наш физический мир необратим только потому, что он локален, конечен во времени и в пространстве и проблема возникновения макроскопической необратимости из микроскопической обратимости есть ложная проблема, проистекающая из неверного понимания смысла слов языка, на котором классическая механика говорит с природой.
БЕЛЛ, БОЛЬЦМАН И ДРУГИЕ

Согласно теореме Дж. Белла (см. “Химию и жизнь”, 1992, № 9, с. 80—84), всякая теория, выводы которой подтверждаются физическими экспериментами, не может быть одновременно локальной и детерминистской. Классическая механика описывает мир в духе строгого детерминизма и поэтому оказывается, по сути дела, нелокальной теорией, так как допускает возможность мгновенных взаимодействий. А классическая термодинамика локальна (иначе какой бы смысл имели законы сохранения?), и поэтому вероятностное описание происходящих в ней процессов, приводящее к выводу о существовании “стрелы времени”, оказывается совершенно неизбежным. Получается, что теорема Белла реабилитирует Н-теорему Больцмана!

А что можно сказать о термодинамике необратимых процессов, происходящих в системах, далеких от состояния термодинамического равновесия? Динамический хаос поддается строго детерминированному математическому описанию, и поэтому вся созидающая среда в целом, в которой он существует, должна быть нелокальной, а все происходящие в ней процессы должны быть скоррелированными, согласованными друг с другом, несмотря на отсутствие обычных физических связей (то есть обычных “сил”). Именно такая “телепатия” и наблюдается в колебательных реакциях типа Белоусова — Жаботинского!

Наконец, экспериментальная физика локальна, и поэтому ей приходится пользоваться для описания наблюдаемых явлений квантовой теорией и теорией относительности, не поддающихся истолкованию с точки зрения так называемого здравого смысла, требующего строго детерминированного взгляда на мир.

Наш мир столь сложен для восприятия только потому, что он познается человеком одновременно и с помощью разума, как бы “извне”, и “изнутри”, с помощью органов чувств, дополняемых различными приборами. В первом случае человек ставит себя в положение всемогущего Творца; во втором случае он оказывается лишь исчезающе малой и бесконечно слабой пылинкой.

Природа человека двойственна; двойственно и описание природы человеком. Одна часть человеческого бытия успешно описывается традиционной наукой; другая часть требует для своего описания искусства, религии или какого-либо еще неизвестного, но не механистического, а духовного способа постижения мира.

...Так, всего лишь уточняя смысл употребляемых слов и не затрагивая структуры научного языка, мы можем узнать кое-что новое и о природе, и о себе. А если читатель чего-то не понял, то да простит он сепулькария, насепулявшего так много туманных сепулек!

Эволюционная теория:

драма в биологии
Член-корреспондент РАН Л. И. КОРОЧКИН

Сначала несколько слов по поводу публикации в журнале “Химия и жизнь” глав из книги выдающегося российского мыслителя П. А. Кропоткина “Взаимная помощь как фактор эволюции”. Безусловно, такая публикация весьма своевременна. Дело в том, что дискуссии, так или иначе касающиеся эволюционной теории, сегодня обрели как бы второе, если не третье, дыхание. На страницах научных изданий выступают представители разнообразных направлений — от последователей Ламарка до креационистов в самом их крайнем варианте. Однако споры ведутся зачастую беспредметно и носят скорее философский, нежели естественно-научный характер. Это связано с тем, что эволюционная концепция не может быть проверена на практике — ее нельзя экспериментально подтвердить или указать такие принципы проверки, которые бы ее опровергли. Например, если я работаю в области экспериментальной эмбриологии и утверждаю, что мезодерма зародыша индуцирует образование нервной трубки, то любой эмбриолог может воспроизвести мой опыт:

взять кусочек мезодермы, трансплантировать реципиенту и обнаружить формирование второй, дополнительной нервной трубки. Ничего подобного не сделать в области теории эволюции. Поэтому всякие эволюционные взгляды остаются на уровне гипотез, но, тем не менее, они имеют значение для формирования общей парадигмы биологического знания и в силу этого являются важным фактором развития биологии как науки.

Эволюционные взгляды П. А. Кропоткина относят к “еретическим”, поскольку они отличаются от господствующей сейчас так называемой синтетической теории эволюции, неверно именуемой иногда еще и дарвинизмом. Было время, когда на труды П. А. Кропоткина в этой области вообще смотрели как на что-то архаичное, замшелое.

Однако в последние годы к его идеям начинают проявлять интерес. Так, японский ученый К. Иманиши предложил теорию эволюции, очень похожую на кропоткинскую. Он тоже считает, что в основе прогресса живого мира — не борьба за существование, как предполагал Дарвин, а взаимопомощь (желающие могут ознакомиться с этими взглядами в статье В. Halstead "Anti-darwinian theory in Japan", "Nature", 1986, т. 317, с. 587—589).

Думаю, что не без влияния П. А. Кропоткина наш выдающийся генетик В. П. Эфроимсон, поддержанный затем Б. Л. Астауровым, Д. К. Беляевым, М. Д. Голубовским и другими, при-шел к заключению о роли альтруизма в развитии человеческого общества.

Следует вспомнить, что и концепция Дарвина встретила к себе отнюдь не однозначное отношение. Наряду с положительными откликами появились резкие критические замечания, причем со стороны самых выдающихся ученых того времени — Бэра, Гертвига, Келликера, Гиса. Категорически отверг дарвинизм создатель генетики Грегор Мендель.

Среди российских ученых тоже не было единодушия: с одной стороны, восторг К. А. Тимирязева, с другой,— гневная, но красивая отповедь Н. Г. Чернышевского, резкие возражения Н. Н. Страхова, глубокий критический анализ Н. Я. Данилевского. (Кстати, удивительно, что его книга “Дарвинизм” до сих пор не переиздана. В свое время я предлагал это сделать научному Совету по генетике и селекции АН СССР, но встретил резко отрицательную реакцию: мол, книга антидарвинистская, а потому не нужно ее переиздавать. Ситуация, подтверждающая мысль Пола Фейерабенда о том, что наука не отличается от мифа, — в обоих случаях жрецы ревниво охраняют свои догмы.)

П. А. Кропоткин, таким образом, лишь один из участников развернувшейся в биологии драмы...

В связи с этим хочу воспользоваться предложением журнала “Химия и жизнь” (написать послесловие к публикуемому тексту Кропоткина), с тем чтобы представить попытку анализа эволюционизма — как в историческом плане (развертывание идей во времени), так и с позиции современности.

Эволюционная идея сама по себе имеет очень древнюю историю: в разной форме мысли о последовательном появлении на Земле живых организмов с постепенно усложняющейся их организацией содержатся и в Книге Бытия, и в “Ригведе”, и в произведениях философов древнего Китая и Греции.

Вообще следует заметить, что закономерности эволюционного процесса могут быть выявлены в ходе анализа трех ключевых проблем.

Проблема первая: как возникает многообразие живого — из одного источника (монофилия) или из многих (полифилия)?

Вторая: каков характер возникновения этого многообразия — складывается ли оно медленно и постепенно (градуалистская концепция) или внезапно и быстро (сальтационная концепция)?

Третья: имеют ли эволюционные события случайный, ненаправленный, нецелесообраный характер (тихогенез) или они идут направленно, к определенной цели (номогенез)?

Ответы Ламарка и Дарвина на первые два вопроса совпадают. Достаточно взглянуть на таблицу Ламарка (“Философия зоологии”, т. 1—2), объясняющую происхождение разных видов животных, чтобы убедиться в его приверженности идеям монофилетизма и дивергент-ному принципу эволюции.

С этим же принципом тесно связана у Ламарка и Дарвина гипотеза о постепенном, медленном, градуальном характере эволюции.

Но вот в третьем пункте у них есть определенные, хотя, на мой взгляд, не такие уж существенные расхождения.

В отличие от Ламарка, Дарвин допускал участие в эволюции случайных изменений и тем самым отвергал телеологический принцип. Эволюция по Дарвину — ненаправленна, ее ход непредсказуем. Естественный отбор способен произвести такие формы, появление которых мы можем и не предвидеть.

По Ламарку, организм заранее нацелен на совершенствование и, следовательно, ведет себя более активно. Он — не глина, из которой природа лепит с помощью естественного отбора любые формы, лишь бы они были приспособлены к данным условиям среды. Он, организм, обладает некой собственной внутренней силой, позволяющей ему самому выбирать путь приспособления на основе присущего ему потенциала. Заметим, однако, что этот потенциал не безграничен, он допускает движение только в каких-то ограниченных пределах. То есть эволюция по Ламарку в известной степени телеологична.

Итак, на начальных этапах развития эволюционной теории ламаркизм и дарвинизм фактически не противостояли друг другу. Противостояние возникло позднее. И определила его генетика в ранний период своего становления.

Датский биолог Вильгельм Иогансен писал в начале нашего века, что “генетика вполне устранила основу дарвиновской теории подбора, которая не находит себе никакой поддержки в генетике”. Аналогичным образом обстоит дело с гипотезами, которые оперируют такими понятиями, как “наследственные приспособления”, “наследование приобретенных свойств” и тому подобными идеями, примыкающими к воззрениям Ламарка. А вот мнение основоположника современной генетики Т. Моргана: “...Естественный отбор не играет созидающей роли в эволюции”. Как было упомянуто, еще раньше категорически отверг дарвинизм Грегор Мендель.

Что же заставило этих великих ученых занять столь отрицательную позицию по отношению к дарвинизму и ламаркизму? Прежде всего, те открытия, которые вошли в генетику в качестве основополагающих ее постулатов.

Во-первых, генетики выделили два типа изменчивости: модификационную, ненаследственную, и | мутационную, наследственную. Наследуются только те признаки, которые возникают в результате изменений в генетическом материале, — то есть в результате мутаций. Те же признаки, которые возникают под воздействием условий внешней среды, не передаются потомству. Это — модификации, флюктуации.

Второй, чрезвычайно важный вывод, в корне изменивший прежние взгляды и вошедший в число фундаментальных положений генетики, предельно четко сформулировал Иогансен: “Главным результатом моей маленькой работы является то, что я считаю селекцию флюктуаций совершенно безрезультатной”.

Из этих двух заключений логически выводится третье: благоприобретенные признаки не наследуются. Бесчисленные попытки доказать возможность наследования таких признаков потерпели полный крах. Работы Штандфуса, Гаррисона, Тоуэра, Каммерера, Пржибрама, Дюркена в 20-е годы, а Лысенко с сотрудниками в 30—50-е, были экспериментально опровергнуты. В этих работах допускалась одна и та же ошибка: их авторы, игнорировали открытия Иогансена и использовали не чистолинейный, а неоднородный в генетическом отношении материал. (Кстати, были опровергнуты и недавние попытки американских иммунологов Горчинского и Стила показать возможность передачи по наследству некоторых приобретенных иммунологических свойств — см. “Nature”, 1981, т. 259, с. 678—681; т. 290, с. 508—512.)

Таким образом, с оформлением генетики как науки отрицание наследования приобретенных признаков было строго экспериментально обосновано и практически общепризнанно. А между тем учение о наследовании приобретенных признаков составляло теоретическую основу представлений и Дарвина, и Ламарка.

Генетики сформировали прямо противоположную концепцию наследственности, в самых общих чертах выдвинутую еще Августом Вейсманом, одним из крупнейших биологов XX века. Он провел резкую грань между сомой — совокупностью клеток, тканей и органов — и клетками зародышевого пути, содержащими зародышевую плазму. В ядрах половых клеток, в их специализированных структурах — хромосомах — собраны гены, носители наследственности, которые передаются от поколения к поколению. Какого-либо переноса частиц от соматических элементов к половым не существует. Таким образом, материальные основы наследственной и ненаследственной изменчивости, общие в теориях Дарвина и Ламарка, в генетике были разделены. Наследственны только те изменения, которые происходят в зародышевой плазме — в генах. Изменения, происходящие в соме, ненаследственны, это — модификации.

Четвертое, важное для судеб эволюционного учения положение генетики, было разработано голландским биологом Гуго де Фризом и русским ботаником С. И. Коржинским. Вот как это формулировал де Фриз:

1) новые элементарные виды возникают внезапно, без переходов;

2) новые формы появляются сбоку главного ствола;

3) новые элементарные виды по большей части вполне постоянны с самого начала своего возникновения;

4) некоторые из новых форм являются настоящими элементарными видами, тогда как другие носят характер ретрогрессивных разновидностей;

5) эти новые формы появляются обыкновенно в большом числе особей;

6) мутационная изменчивость не связана непосредственно с модификациями и независима от них;

7) мутации происходят почти во всех возможных направлениях;

8) способность к мутациям наступает периодически.

И, наконец, пятое принципиальное положение, привнесенное генетикой,— реабилитация понятия вида как такового: вид — не удобная выдумка биологов, а реальная сущность, имеющая достаточно четкие границы и характеризующаяся собственным набором морфофизиологических признаков (фенотипом).

Из изложенного совершенно очевидно, что взгляды родоначальников генетики на движущие факторы эволюционного процесса, в особенности на изменчивость и наследственность, существенно отличны от воззрений Ламарка и Дарвина. Тем не менее, в 30—50-е годы труда-ми Добжанского, Симпсона, Майра и других, была предпринята попытка примирить генетику с дарвинизмом. Так появилась синтетическая теория эволюции (СТЭ), создатели которой стремились обобщить все накопленные генетикой факты и в приложении к эволюционному учению объединить их с позиций Дарвина.

В самом общем виде постулаты СТЭ, касающиеся факторов эволюции, могут быть выражены следующим образом.

Изменчивость (подразумевается только наследственная): непрерывная (градуализм), случайная, ненаправленная (тихогенез) и возникающая из одного источника (монофилия) с дальнейшим расхождением форм (дивергенция).

Наследственность: ядерная, то есть хромосомная, внеядерная (ДНК митохондрий) и акариотическая (ДНК и РНК бактерий и вирусов).

Естественный отбор: выделены три его формы — движущая, стабилизирующая и центробежная.

Из этих положений следует, что СТЭ — как единой концепции — нельзя отказать в логической стройности и последовательности. Действительно, когда речь идет об особенностях наследственной изменчивости, то из СТЭ легко выводится классическая дарвинистская триада: градуализм, не направленность, монофилия. Напротив, в понимании наследственности СТЭ полностью использует положения классической генетики, категорически отвергая принцип Ламарка—Дарвина о наследовании приобретенных признаков. А вот дарвиновское учение о естественном отборе в СТЭ получило дальнейшее развитие: были выделены его отдельные формы, а в работах С. С. Четверикова и Э. Майра обнаружена видообразующая роль еще и географической изоляции.

Таким образом, в понимании закономерностей эволюционного процесса СТЭ вполне согласуется с ортодоксальным дарвинизмом (с поправкой на наследственный вариант изменчивости). В самом деле: возникая из одного источника, случайно и ненаправленно, изменчивость постепенно формирует расходящиеся формы — виды, а связность видов образует непрерывный ряд через промежуточные формы.

Насколько верно такое понимание хода эволюции? Однозначного ответа пока нет. Вероятно, в силу этого СТЭ, несмотря на ее популярность, не является общепринятой. Сложность, а порою и принципиальная невозможность проверки различных эволюционных гипотез допускает существование на паритетных началах нескольких альтернативных моделей эволюции, если они удовлетворительно описывают основные факты, относящиеся к процессу изменения живых форм в историческом развитии.

Так вот, на мой взгляд, основной логический недостаток СТЭ — в определенном разрыве между пониманием сущностей индивидуального развития, онтогенеза, и исторического развития, филогенеза.

Каковы принципы онтогенеза? По-видимому, это — целесообразность, направленность (закономерность) и квантованность.

Всякое индивидуальное развитие целесообразно, ибо события онтогенеза определенным образом организованы и направлены к достижению конкретной цели — формированию организма с однозначно характеризуемым фенотипом. Фенотип может отклоняться от некоего идеального образца в рамках, допущенных пределами нормы реакции, что задано генотипом.

Всякое индивидуальное развитие также и закономерно. Оно заключается в строго последовательном и направленном развертывании генетической программы в ряды молекулярных и формообразовательных событий, реализующих конкретный, записанный в генотипе план развития.

Всякое индивидуальное развитие скачкообразно, квантованно. Это не монотонный, постепенный процесс, а чередование быстрых качественных преобразований развивающейся системы. А теперь сравним две схемы.

Онтогенез: целесообразность — направленность (закономерность) — скачкообразность.

Филогенез: отсутствие целесообразности — не направленность (случайность) — постепенность.

Именно такова трактовка филогенетических процессов с позиций СТЭ.

Однако индивидуальное и историческое развития осуществляются на основе фундаментальных преобразований единой субстанции — ДНК. Поэтому едва ли реально представлять себе развертывание заключенной в ДНК наследственной информации принципиально разным способом в случаях онтогенеза и филогенеза. Допуская единство индивидуального и исторического развития — единство принципа, лежащего в основе того и другого,— логичнее распространить точно доказанные особенности индивидуального развития на оценку особенностей исторического развития. Такая экстраполяция позволяет выдвинуть постулат, согласно которому историческое развитие подчиняется тем же самым особенностям: целесообразности, закономерности, квантованности.

Это правило нашло отражение в эволюционных построениях Л. С. Берга, А. Б. Ивановско-го, М. Д. Голубовского, отчасти Ю. П. Алтухова, и в отношении филогенеза выглядит вполне логичным.

Итак, синтетическая теория, при всей ее заманчивости, вряд ли может быть признана единственно возможной основой эволюционного учения. И в связи с этим следует отметить концепцию номогенеза Л. С. Берга (Избранные труды. М.: “Наука”, 1977), постулаты которой альтернативны дарвинистским.

По Ч. Дарвину

По Л. С. Бергу

1. Организмы развились из одной или не многих первичных форм.

1. Организмы развились из многих тысяч первичных форм.

2. Развитие шло на основе случайных вариаций отдельных особей.

2. Развитие шло на основе закономерностей, захватывающих массу особей.

3. Развитие шло путем медленных небольших изменений.

3. Развитие шло скачками, параксизмами.

4. Наследственных вариаций много, и они идут по всем направлениям.

4. Число наследственных вариаций ограничено, и они идут по определенным направлениям.

5. Виды связаны друг с другом постепенными переходными формами.

5. Разные виды резко разграничены в силу скачкообразного происхождения.

6. Эволюция состоит в образовании новых признаков.

6. Эволюция состоит в значительной степени развертывании задатков.

7. Борьба за существование и естественный отбор являются факторами прогресса (эволюции).

7. Борьба за существование и естественный отбор —консервативный фактор, охраняющий норму.

1 Как легко заметить, в концепции номогенеза большое значение придается скачкообразным, внезапным изменениям. Основу таких изменений могут составлять системные мутации, которые коренным образом преобразуют процессы индивидуального развития и приводят к появлению так называемых “счастливых монстров” или “перспективных уродов” — организмов, существенно отличающихся от родительских.

М. Д. Голубовский, основываясь на открытии генетических подвижных элементов и много-численных данных генетико-популяционного анализа, предложил новую триаду факторов эволюционного процесса (взамен неодарвинистской: наследственность — изменчивость — отбор). Это: облигатный геном (ОГ) — факультативный геном (ФГ) — факторы среды (Молекулярные механизмы генетических процессов. М.: “Наука”, 1985, с. 146— [162).

Согласно этой гипотезе геном подразделяется на две части: облигатную, или постоянную (эквивалент наследственности в классической триаде), обеспечивающую консерватизм вида, и факультативную (эквивалент наследственной изменчивости), которая представляет собой совокупность подвижных генов. Они придают геному пластичность, то есть его направленное преобразование, и тем самым определяют возможность эволюции. Фактор, активирующий изменения ФГ,— внешняя среда, хотя характер ее воздействий на геном пока не ясен.

Мне, однако, представляется, что условия активности ФГ — не вне живой системы, а присущи ей. Иными словами, это не только (а может быть, не столько) внешняя среда. В качестве эволюционно значимой части генома правильнее рассмотреть, помимо ФГ, то есть совокупности генетически подвижных элементов, еще и те структуры генома, которым избирательно “сродственны” эти элементы. Ведь известно, что места их фиксации в геноме зачастую не случайны. Вероятно, подвижные гены активируют преобразования именно в тех частях генома, которые изначально предназначены для реализации этих процессов. Если это так, то план эволюционного развития фиксирован в геноме точно так же, как и план индивидуального развития, и осуществляется этот план благодаря специфическому взаимодействию подвижных элементов с определенной, предназначенной для этой цели частью генома (назовем ее “программирующим гномом” — ПГ).

Следовательно, взаимодействие типа ФГ+ПГ способно вызвать к жизни программированный, но не проявленный до того морфогенез, ибо, цитирую сам себя, “тот или иной морфогенез может быть не осуществлен не потому, что эволюционно не сформировалась его генетическая программа, а потому, что в генетическом материале содержатся элементы, тормозящие проявление этой программы. Удаление подобных элементов (а также их перераспределение в геноме) существенно преобразовывает функциональную организацию генома в целом, так что открываются новые морфогенетические пути. На основе измененного типа онтогенеза возни-кают организмы с новыми фенотипическими признаками, которые можно считать соответствующими “многообещающим монстрам”... Именно такие организмы и дают начало новым видам и родам” (Л. И. Корочкин. Генетика развития и некоторые молекулярные моменты эволюции. М.: 1984, вып. 9, с. 75—82).

Таким образом, ОГ обеспечивает полиморфизм, разнообразие, но лишь в пределах данною вида, то есть изменения в ОГ не затрагивают набора видоспецифических характеристик. А вот взаимодействия ПГ+ФГ вызывают эффективные изменения уже не отдельных признаков, а генома в целом, переводя его на новый структурно-функциональный уровень и выводя за пределы данного вида. Так появляются новые виды. Отсюда правильнее подразделять геном не на две, а на три части: облигатную, факультативную и программирующую.

Эти три относительно автономные части генома составляют в то же время неразрывное единство, и функция генома в целом определена взаимодействием всех его компонентов.

Итак, можно подвести итог, сделав тривиальное заключение: современное состояние эволюционного учения отнюдь не простое, и наряду с ортодоксальным направлением, неодарвинистским, “синтетическим”, существуют взгляды, так или иначе, им противоречащие. В целом это хорошо. Время догматизма в эволюционной биологии себя исчерпало. В конце концов, наблюдаемые сегодня очевидные успехи молекулярной генетики, генетики развития, равно как и становление серьезных социобиологических подходов, создают реальные предпосылки к постепенному ограничению числа эволюционных гипотез — теперь уже на строго научной основе. А это, хочется верить, означает, что до истины не так далеко. И у эволюционизма — этой перманентной драмы биологии — все-таки будет всех примиряющий финал.

Парадокс миллиона обезьян

Доктор биологических наук Б.М. МЕДНИКОВ
Оро: Как сказал один шутник,

по теории вероятностей

мы все должны быть мертвецами

. Тем не менее мы живы.

Чаргафф: Но мы все-таки умрем.

Мора: В том-то и беда.

Из дискуссии на Флоридской конференции по происхождению жизни

Сейчас, когда секвенированы, иными словами, прочитаны, уже тысячи последовательностей белков и кодирующих их генов, становится ясным, что гены — не что иное, как случайные последовательности из четырех нуклеотидов, которые чередуются в разных комбинациях. Лишь в незначительной части эти последовательности отредактированы естественным отбором для лучшего исполнения своих функций. Такая корректировка не скрывает явных следов случайного, стохастического возникновения последовательности исходной. Но мог ли ген, скажем, гемоглобина или цитохрома С возникнуть случайно?

Вообще-то эта проблема отнюдь не нова. Философы еще в древности задавались вопросом: возможно ли возникновение достаточно сложной структуры в результате случайных, стохастических процессов? И все давали отрицательный ответ. Еще Цицерон полагал, что из случайно брошенных знаков алфавита не могут сложиться “Анналы” Энния. Через полторы тысячи лет ему вторит Жан Жак Руссо: “Если мне скажут, что случайно рассыпавшийся типографский шрифт сложился в “Энеиду”, я и шагу не сделаю, чтобы проверить эту ложь”.

Теперь эту проблему называют “парадоксом миллиона обезьян”: за сколько лет миллион обезьян, посаженных за пишущие машинки, напечатают полное собрание сочинений Шекспира или хотя бы одного “Гамлета”?

“Обезьяний парадокс” переходит из одного философского трактата в другой. Странно, что никто не задавался вопросом: может ли миллион людей, никогда о Шекспире не слыхавших, написать “Гамлета”? Отсюда недалеко до вопроса: а мог ли “Гамлета” написать сам Шекспир, если даже миллиону людей это не под силу? И применима ли вообще теория вероятностей к этой категории явлений?

Как видите, начав с вопроса о случайности сочетаний знаков в нуклеотидных последовательностях, мы пришли к проблеме философской, если хотите, гносеологической, затрагивающей коренные тайны мироздания.

Еще в 1936 г. Н. К. Кольцов писал, что вероятность случайного возникновения полипептида из 17 аминокислотных остатков (гептакайдекапептида) равна одной триллионной, и сделал из этого совершенно правильный вывод: гены синтезируются не заново, а матричным путем. Но как возникла первая матрица? Как говорила фонвизинская госпожа Простакова: “Один учился, другой учился — да первоет портной у кого учился?”

Хватает ли времени на возникновение первого гена — протогена — случайным путем, стохастическим перебором нуклеотидов? Напомню, что солнечная система — Солнце со всеми планетами — сформировалась, по самым последним оценкам, 4,6 млрд. лет назад (плюс-минус 0,1 млрд.). Первые следы жизни на Земле имеют возраст более 3,8 млрд. лет. Добавлю и то, что в периоде становления — а это значительный срок — наша планета явно не годилась для возникновения жизни.

Подобные соображения время от времени воскрешают гипотезу о внеземном, космическом происхождении жизни. Эта гипотеза панспермии еще в прошлом веке была выдвинута Сванте Аррениусом, и суть ее можно выразить так: в вечной и бесконечной Вселенной жизнь так же вечна и бесконечна; споры, микроорганизмы — эти зародыши жизни — могут покинуть родную планету и давлением света транспортируются Бог весть, куда — от планеты к планете, от звезды к звезде. У нас к идее панспермии склонялся В. И. Вернадский.

Мне эта гипотеза не очень нравится. Пусть во Вселенной, хотя бы в одной нашей Галактике, миллионы планет. Исчезающе малую вероятность возникновения жизни (то есть протогена) на одной из них нужно умножить на столь же малую величину — вероятность благополучного межзвездного перелета. Это только видимость решения проблемы. Кроме того, похоже, что и всей Вселенной не хватает для возникновения жизни. Манфред Эйген подсчитал, что вероятность возникновения одного лишь белка — цитохрома С, состоящего примерно из ста аминокислотных остатков,— 10-¹³⁰(10 минус сто тридцатой степени), а во всей Вселенной хватит места лишь для 10⁷⁴ (10 в семьдесят четвертой степени) молекул (при условии, что все планеты, звезды и галактики состоят из вариантов молекул цитохрома).

Как видим, положение все более драматизируется. Получается, что все мы живем вопреки теории вероятностей — так сказать, не прописанными во Вселенной. Нас не должно быть вообще!

Выход из сложившегося положения попытался найти Фрэнсис Крик. В 1982 г. он совместно с Л. Орджелом издал книгу “Жизнь как она есть, ее происхождение и природа”. К сожалению, на русский язык она не переведена, хотя я горячо рекомендовал ее издательству “Мир”. И не потому, что разделяю фантастическую гипотезу Крика,— как раз наоборот. О чем же говорится в этой книге?

Сначала Крик драматизирует положение. Он исходит из того, что первичный полипептид, кодируемый протогеном, имел 200 аминокислотных остатков, а не 100, как у Эйгена. Тогда вероятность его возникновения 10-²⁶⁰ (это десятичная дробь с двухсотшестыодесятью нулями после запятой). Далее он напоминает, что и Вселенная, в том виде, в каком она есть, не вечна. Большинство космологов сейчас считают, что она продукт “Big Bang” — “Большого взрыва”, разметавшего все планеты, звезды и галактики, прежде сжатые в предельно малом (атомных размеров!) объеме.

Когда произошел Большой взрыв? Прежние расчеты по скорости разбегания галактик и энергии реликтового радиоизлучения давали неточные и завышенные величины возраста Вселенной. Теперь она уточнена — по соотношению в звездах радиоактивного тория (период полураспада 14 миллиардов лет) и стабильного неодима. Оказалось, что возраст самых старых звезд — не выше одиннадцати миллиардов лет. Значит, для возникновения жизни не хватает не только пространства, но и времени. Ведь Вселенная лишь примерно вдвое старше Солнечной системы.

Крик также склоняется к неземному происхождению жизни. Но он физик и потому понимает слабости гипотезы панспермии. Конечно, давление солнечного света может придать споре микроорганизма третью космическую скорость, но оно же будет отталкивать от звезды “чужие” микрочастицы. За миллионнолетние странствования гены неизбежно разрушатся космическим излучением. Разумеется, споры могут быть экранированы от него, например в метеоритах, но метеорит из-за большой массы не получит нужного ускорения давлением света. Да и вероятность того, что спора, ускоренная наугад, долетит до звезды с подходящими планетами, чересчур уж мала. Вероятность, что выстрел вслепую со стратосферного лайнера поразит, например, белку в глаз, намного выше. Конечно, за большой промежуток времени может произойти и маловероятное событие. Но времени-то у нас как раз и не хватает.

И Крик выдвигает гипотезу направленной, управляемой панспермии.

Предположим, пишет он, на какой-то из многочисленных планет во Вселенной миллиарды лет назад возникла некая сверхцивилизация. Ее носители, убедившись в том, что жизнь – штука редкая, возможно, уникальная, захотят распространить ее как можно шире (это утверждение мне не кажется обоснованным). С этой целью сверхцивилизация начинает рассылать по всем направлениям, в свою и чужие галактики, автоматические ракетные корабли. Двигаясь со скоростью хотя бы 0,0015 % скорости света (около 3 миль в секунду), они в среднем за 1000 лет достигнут ближайших систем с планетами и рассеют в их атмосферу пакеты с “пассажирами”.

Такими пассажирами могут быть лишь замороженные и высушенные микроорганизмы. Они устойчивы к излучениям и перенесут сверхдлительный космический перелет. Добавлю, что они устойчивы и к огромным ускорениям, так что эти гипотетические корабли могут набирать скорость самым экономичным путем — взрывным ускорением в сотни g. Если условия на поверхности новой планеты окажутся пригодными, начнется стремительное размножение — и последующая эволюция, вплоть до появления человека.

А что значит пригодные условия? Мы знаем микроорганизмы, живущие без кислорода, в горячей серной кислоте, использующие в качестве источника энергии серу и восстановленные металлы. Многие земные бактерии, похоже, отлично выживут на Марсе или хотя бы на полюсах Венеры.

И Крик вспоминает старый спор между физиками-атомщиками Энрико Ферми и Лео Сциллардом (сам Крик ушел из атомной физики после бомбы). Сциллард был горячим сторонни-ком сверхцивилизаций, рассеянных по космосу, и скептик Ферми спросил: “Если их много, почему мы их не видим и не слышим? Где же они?” И Крик полагает, что нашел ответ: “Они — это мы, вернее, мы — их сверхотдаленные потомки. В будущем мы, возможно, подхватим эту эстафету”. (Крик подсчитывает, что даже наши современные космические корабли долетят до туманности Андромеды за 4 млрд. лет, когда от нашей цивилизации не останется даже праха.)

Любопытно, что у Крика есть предшественники. Он сам упоминает, что сходные мысли высказывал Дж. Б. С. Холдейн, удивительный человек с разностороннейшими знаниями — математик, физиолог, биохимик, генетик — и поэт в душе. В свою очередь могу назвать, по крайней мере еще одного. Советский инженер и фантаст Г. И. Бабат выдвинул эту идею в послевоенные годы в неоконченном фантастическом романе “Потерянная Вселенная” (естественно, Крик не знал об этом)...

Вот вкратце основная идея написанной с блеском и эрудицией книги Фрэнсиса Крика и Лесли Орджела. Недаром К. Саган, редактор этой книги, ведущий американский космобиолог, назвал ее “стимулирующей и провоцирующей, развлекающей и восхищающей”. Да только обоснована ли она?

Скажу прямо, доказательства космического происхождения жизни, выдвигаемые Криком и Орджелом, немногочисленны и неубедительны. Первое из них — повышенное по сравнению со средней концентрацией для общей массы Земли содержание молибдена в живых организмах. Молибден входит в состав ряда ферментов, например нитрогеназы микроорганизмов, связывающих атмосферный азот. Это ключевой фермент, делающий жизнь на Земле возможной. И Крик с Орджелом заключают: мы все эмигранты с богатой молибденом планеты. Но Морисабуро Эгами показал, что относительные единицы количества (кларки) для живой при-роды и морской воды по молибдену совпадают. Так что молибденовый след ведет не в космос, а в земной океан.

Второй довод Крика — внезапное возникновение микроорганизмов 3,8 млрд. лет назад. Увы, этот довод в равной мере годится для всех форм жизни, включая человека. Внезапность — артефакт, обусловленный спецификой палеонтологической летописи. Она всегда констатирует широкое распространение формы (“торжествующую обыденность”), а не процесс ее становления. Принцип телевидения и первые успешные попытки его применения известны с 20-х годов, но археологи будущего найдут первые обломки телевизоров, скорее всего, в слоях 50-х и ими датируют его внезапное возникновение. А на деле никакой внезапности не было.

Но главное не в этом. Самое досадное, что красивая гипотеза Крика не помогает. Даже призвав на помощь все планеты Вселенной, мы лишь в ничтожной мере повысим сверхкороткую вероятность возникновения протогена. Из исчезающе малой дроби (10 минус 260 степени) срежется каких-нибудь пятьдесят нулей после запятой — ни времени, ни места по-прежнему не хватает. Так что, по известному изречению Н. Бора, эта гипотеза недостаточно безумна, чтобы быть верной.Пожалуй, до конца пошел в этом вопросе лишь астроном и математик Налин Чандра Викрамасингх (Шри - Ланка). Его исходные положения те же: жизнь не может возникнуть случайным путем. Для жизни нужно возникновение около 2000 ферментов — число пробных комбинаций 10-⁴⁰⁰⁰⁰ (сорок тысяч нулей после запятой!).

Вывод Викрамасингха: “Скорее ураган, проносящийся по кладбищу старых самолетов, соберет новехонький суперлайнер из кусков лома, чем в результате случайных процессов возникнет из своих компонентов жизнь” (“Размышления астронома о биологии”. Курьер ЮНЕСКО, июнь 1982).

Но ведь происхождение жизни как-то надо объяснить? И Викрамасингх объясняет (или полагает, что объясняет, хотя это не одно и то же): “Свои собственные философские предпочтения я отдаю вечной и безграничной Вселенной, в которой каким-то естественным путем возник творец жизни — разум, значительно превосходящий наш”.

Дальше уже некуда. К чему мы пришли, начав со статистических подсчетов, в принципе не отличающихся от тех, которые расхолаживают мечтателей, желающих сорвать банк в Монте-Карло? Да к тому, что было сказано гораздо лучше и гораздо раньше: “Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою” (Бытие, 1, 2). “Естественный” путь возникновения творца жизни — не что иное, как стыдливая оговорка. Викрамасингх вспоминает, что он все-таки естествоиспытатель.У нас есть выбор. Можно, конечно, согласиться с астрофизиком из Шри-Ланки и на этом покончить с разгадкой происхождения жизни. А можно рассмотреть такую проблему: все статистические выкладки, приводящие к чудовищному количеству вариантов и, следователь-но, к ничтожно малым вероятностям спонтанного возникновения протогена, верны. Вот только применимы ли они?

Полагаю, все читатели согласятся с тем, что повторить создание “Гамлета” не под силу не только миллиону обезьян, но и миллиону людей с пишущими машинками. Но — последний риторический вопрос: мог ли существовать театр, если бы “Гамлет” не был написан? Ведь в бурный елизаветинский век Шекспир мог бы попасть не в “Глобус”, а, скажем, в экипаж к Фрэнсису Дрейку и сложить свою буйную голову в кругосветке “Золотой лани”. Ясно, что мы имели бы театр без шекспировских пьес и не переживали бы по поводу их отсутствия. Ибо нельзя скорбеть по тому, что не появилось на свет.

И М. Эйген со своим примером — цитохромом С, и Ф. Крик с гипотетическим ферментом, и Н. Ч. Викрамасингх в расчетах исходят из того, что имеется только один пригодный вариант цитохрома С, по единственному варианту каждого фермента и так далее — то есть, не будь “Гамлета”, и театра не было бы. А ведь это не так. Если вариантов множество (а их практически бесконечность), то и полипептидов, пригодных для работы, например в качестве фермента, так же должно быть практически бесконечное число.

Это утверждение допускает экспериментальную проверку. Если мы правы, то полипептиды, в которых аминокислотные остатки чередуются случайным образом (стохастические полимеры), должны проявлять биологическую активность. Как только стохастический полимер смог проявить ферментную активность при синтезе своей же матрицы — протогена, возникновение жизни можно было бы считать завершенным. Пусть эти полимеры работали хуже современных ферментов — не так эффективно и специфично. Но на то и отбор, чтобы корректировать их последовательности, совершенствуя функции.Вот хороший пример: есть целая группа ферментов — сериновые протеазы, расщепляющие белки по амидным связям.

Установлено, что активность их определяется наличием в последовательности тройки: сергис - аспартат — только тогда белок ускоряет расщепление (реакцию протеолиза) в 10 миллиардов раз против контроля. Если же мы будем убирать из последовательности сначала серии, потом гистидин, потом аспартат, активность соответствен-но будет снижаться в 2 • 10⁶, 2 • 10⁶ и 3 • 10⁴ раз. Но и без магической тройки она не исчезнет, не будет нулевой.

Отсюда следует, что в достаточно большой и разнообразной совокупности случайно синтезированных полимеров можно найти такие, которые смогут выполнять функцию любого бел-ка, например фермента,— такие опыты уже были поставлены. Американский исследователь X. С. Фоке смешивал сухие аминокислоты и нагревал их до 200°; в результате получались полипептиды - цепочки из аминокислотных остатков, практически неотличимые от белков малой молекулярной массы. Мономеры в этих полимерах были распределены совершенно случайно, и в этой смеси, вряд ли можно было найти две одинаковые молекулы. По-видимому, такие соединения — протеиноиды — легко возникали на начальном этапе существования Земли, например на склонах вулканов.

Фокс и его сотрудник Л. Бахадур проверили, может ли смесь протеиноидов работать как фермент. Оказалось, что она проявляла активность, имитирующую функцию ферментов пирофосфатазы, каталазы, АТФазы. Другие исследователи, многократно проверив опыты Фокса, пришли к выводу, что подобная смесь может имитировать функцию практически любого фермента. Возможно, что протеиноиды катализировали синтез первых генов — матриц, на которых синтезировались уже настоящие белки, но тоже со случайными последовательностями. Как только среди них нашлась одна, способная ускорить синтез и репликацию своей матрицы — нуклеиновой кислоты, труднейшая проблема происхождения жизни была решена.

Для этого не требовалось сверхастрономического числа Вселенных и вмешательства сверх-разума. В опытах Фокса участвовало не 10²³⁰ молекул, а существенно меньше — 10²³,— одного моля, как говорят химики. Для возникновения жизни вполне хватило бы случайных химических реакций в достаточно большой грязной луже, вроде той, которую воспел Гоголь в “Миргороде”.

Многие из читателей предпочли бы быть потомками божественного разума или же продуктом деятельности сверхцивилизации. Заключение, приведенное выше, их, конечно, покоробит. Поэтому в утешение подскажу единственный способ опровергнуть меня. Надо посетить несколько планет земного типа из других звездных систем. Вполне возможно обнаружить на некоторых из них, хотя бы на одной, жизнь. Вот если тамошние гены и кодируемые ими белки будут гомологичны генам и белкам земных организмов, я приму идею Творца.

Пока мне это не грозит: мы знаем, что и на Земле один и тот же ген не возникал дважды, как не было написано дважды любое литературное произведение, тот же “Гамлет”. Только Остап Бендер удосужился сочинить" заново стихотворение Пушкина, но это, как вы понимаете, не может быть доказательством.

Так что же — Бога нет?

Мы ни в чем не знаем меры, и сейчас за атеизм приходится, чуть ли не извиняться. Но ничего не поделаешь: идея Бога, идеи любых религий реальны лишь как составляющие мемофондов той или иной цивилизации. В каком-то смысле человек могущественнее Бога: он может обойтись без него, а не наоборот.И лучше всего о взаимоотношениях естествоиспытателя и Творца сказал Б. Брехт в пьесе “Жизнь Галилея”. Ученик Галилея, рассмотрев гелиоцентрическую модель солнечной системы, задает недоуменный вопрос:

“Но в твоей системе нет Бога. Где же Бог?”.

Помню чеканный ответ Галилея-Высоцкого: “В нас — или нигде”.

Генетика этики

В. П. эфроимсон
Любовь к самому себе — это единственный роман, длящийся пожизненно.

О. Уайльд
1. О ЕСТЕСТВЕННОМ ЭГОИЗМЕ

Если существование диких хищных животных представляет собой непрерывную борьбу всех против вся, то естественный отбор среди них действительно непрерывно ведет к усилению хищнических инстинктов. Если такой же характер имел отбор в ходе эволюционного формирования человечества, то логически неизбежен вывод, что этические начала у человека порождаются лишь воспитанием, религией, верой, убежденностью, то есть целиком приобретаются в ходе его индивидуального развития и поэтому ненаследственны.

В таком случае вспышки массовой жестокости следует рассматривать как возврат к до-человеческим животным инстинктам, к первобытным, звериным, из века в век подавляемым, но естественным свойствам. Действительно, с точки зрения элементарного здравого смысла и ходячего представления о естественном отборе господствующим инстинктом у человека должен быть инстинкт самосохранения и стремление к личной выгоде. Эти стремления могут ограничиваться лишь разумом и страхом, диктующим такие нормы поведения, которые избавляют от карающих законов и опасной вражды окружающих. Отсюда кажутся естественными все совершаемые втайне и направленные на личную выгоду поступки.

Эта логическая теория, обстоятельно изложенная Чернышевским, выводит все поведение человека из созданного отбором естественного и почти абсолютного эгоизма. Подкупая своей простотой, самоочевидностью, она может служить прекрасной идеологической базой — впрочем, по большей части для тех, кто, резервируя ее для личного употребления, для окружающих исповедует в качестве защитной какую-либо другую идеологию.

Но если инстинкт самосохранения главный, то все прочие инстинкты и эмоции, все пронизывающие историю факты верности дружбе, массового героизма и самоотвержения, возрождения общечеловеческих этических принципов почти сразу после снятия различных форм сверхдавления,— тогда эти факты являются лишь результатом отказа от естественных чувств, инстинктов и эмоций. Однако теория разумного эгоизма — как естественной основы этики человека — опровергается развитием чувства справедливости даже и у таких детей, которых воспитывали в духе устремления к благополучию, во что бы то ни стало. Теория разумного эгоизма опровергается быстрым распространением религий и мировоззрений, требовавших немедленного самопожертвования во имя блага будущих поколений, в частности мировоззрений, не обещавших своим приверженцам ни благ на земле, ни загробной компенсации. Будучи совершенно искренней, идея справедливости оказалась чрезвычайно регенерационноспособной, фениксом, возрождающимся из пепла.

Как сочетать с теорией разумного эгоизма, например, отречение французской знати от своих вековых привилегий? Или попытку русских аристократов-декабристов провести в столь опасных условиях лично им невыгодную революцию? Как сочетать с этой теорией поддержку революционных партий почти всей русской интеллигенцией? Неужели революционеры всех времен и народов жертвовали собой из личных интересов или честолюбия? Почему перед мобилизацией или боем ловчат только единицы? Неужели массовая запись добровольцев на опасную войну связана лишь с воспитанием или является своего рода брачным оперением?

Но если все это является выражением какого-то естественного альтруизма, то откуда этот естественный альтруизм появился?

2. ЭТИКА СТАИ
Добыча Стаи — для Стаи, ты волен на месте поесть.

Смертная казнь нечестивцу, кто кроху посмеет унесть!

Право Щенка-одногодка — досыта зоб набивать

Добычей Стаи, и Стая не смеет ему отказать.

Право Берлоги — за Маткой: у всех однолеток своих

С туши четверку взимает она для прокорма щенков молодых.

Р. Киплинг

Никто не станет оспаривать, что готовность матери и отца рискнуть жизнью, защищая свой помет или детеныша, порождена не воспитанием, не благоприобретена, а естественна, заложена в родительской природе. Но родительское чувство у животных длится лишь тот срок, на протяжении которого детеныш и помет нуждаются в помощи и охране родителей. Следовательно, этот инстинкт действует лишь постольку, поскольку он способствует сохранению потомства и передаче наследственных особенностей родителей.

Наоборот, отсутствие родительских инстинктов начисто отметает родительские генотипы, и потому естественный отбор сохранял, усиливал и совершенствовал родительские инстинкты. Но уже у стадных животных этот тип альтруизма распространяется за пределы семьи и охватывает стаю, стадо, которые иначе, в отсутствии чувства взаимопомощи и долга у ее членов, обречены на быстрое вымирание, ибо у многих видов животных только стая, а не пара родителей, способна одновременно осуществлять систему сигнализации об опасности, систему защиты и откорма детенышей. Если отсутствует передача опыта родительским примером, то стадно - стайные инстинкты тем более оказываются наследственно закрепленными, точно так же, как защитная окраска, наличие когтей и других средств самообороны.

В стаде бабуинов мать с ребенком пользуется большой дружбой других животных, а самцы защищают матерей многие недели после рождения детеныша. Коллективно заботятся о детенышах гелады, а во время тревоги детеныши, обычно бродящие в стаде далеко от матерей, прыгают на спину любого животного, несущегося в укрытие. Серьезная координация, необходимая для охоты, требует уже развитой системы связи, и у человека она начинается с питекантропа.

3. С ЧЕГО НАЧИНАЕТСЯ ЧЕЛОВЕК И... ЧЕЛОВЕЧНОСТЬ?

Если я не для себя, то кто же за меня? Но если я только для себя, то зачем я? И если не теперь, то когда же?

Гиллель

Нет уз святее товарищества! Отец любит свое дитя, мать любит свое дитя, дитя любит отца и мать. Но это не то, братцы! Любит и зверь свое дитя. Но породниться родством по душе, а не по крови, может один только человек.

Н. В. Гоголь

Эволюция вида одновременно идет в разных направлениях, но с разной скоростью. Гемоглобин человека отличается от гемоглобина гориллы лишь одной аминокислотой из 247, и, вероятно, таков же уровень различий других биомолекул. От австралопитеков и питекантропов раннего палеолита нас отделяет 500—200 тыс. лет, от неандертальцев среднего палеолита — 200—40 тыс. лет, а современный человек появился 40—13 тыс. лет назад (поздний палеолит); от мезолита и неолита нас отделяют 13—5 тыс. лет, и примерно 5 тыс. лет длится историческая эра. Одно поколение составляет около 25 лет, и мы отделены от нашего звероподобного предка всего десятком тысяч поколений отбора. Но что же мог за это время сделать отбор?

Эволюция вида идет направленно, по определенному видовому каналу, и, например, тутовый шелкопряд под влиянием отбора способен за десяток поколений пройти наследственный сдвиг от огромной бабочки с коконом, весящим 3 грамма, до карликового теплолюбивого отродья, с весом в 6—7 раз меньшим и в три раза ускоренным развитием. Иными словами, наличие такого видового канала обеспечивает не только сверхбыструю эволюцию, но и эволюцию коррелированную, согласованную по целым системам признаков. Не так много лет потребовалось, чтобы из тапирообразной морды вырос хобот слона, и чтобы сформировалась шея жирафа, отдавшая в его распоряжение всю листву, недоступную другим животным.

Когда наш предок начал ходить на задних лапах, а передние лапы стали руками, появились орудия, стремительно рос мозг, слагался совершенно новый канал коррелированного сверхбыстрого эволюционирования, канал, предуказанный длительной беззащитностью детеныша. Эта беспомощность, беззащитность детеныша связана с прогрессирующей кортиколизацией мозга, перемещением функций из стволовой части в кору.

Параллельно эволюционному росту мозга все более удлинялся срок беременности, а главное, срок беспомощности детенышей, в течение которого они нуждаются в охране не только родителей, но и всей стаи. У самых примитивных племен детеныш до шести лет совершенно неспособен к самостоятельному существованию, к добыванию пищи, к обороне, и даже у индейцев он лишь в девять лет становится способным к самостоятельной охоте. Непрерывная охрана, непрерывная подкормка детей и беременных, численность которых составляла не меньше трети стаи, могла осуществляться только стаей в целом, скованной в своей подвижности этой массой беспомощных носителей и передатчиков ее генов. И если эволюция человека, начиная от питекантропа, оставила следы в виде постепенно меняющихся скелетов, то в отношении наследственных инстинктов и безусловных рефлексов человек должен был дальше отдалиться от питекантропа, чем выводковые птицы от гнездовых.

В долгий период палеолита и неолита, когда территориальная разобщенность племен быстро обрывала распространение таких по преимуществу человеческих инфекций, как чума, холера, оспа, корь, дизентерия, тифы, когда женщина рождала 10—15 детей, а из них доживало до зрелости лишь двое-трое, тогда выживание племени главным образом зависело от защиты против хищников, охраны и прокорма детенышей. Лишь при прочной внутриплеменной спайке потомство могло дожить до возраста самостоятельности. Зато сохранение хотя бы половины “поголовья” на протяжении четырех-пяти поколений порождало взрыв размножения сам - сто, сам - двести, и инстинкты, которые мы позднее назовем альтруистическими, могли распространяться на значительные пространства. Стаи дочеловеков и племена могли не конкурировать друг с другом, но все равно природа безжалостно истребляла тех из них, в которых недостаточно охранялись беспомощные дети... и старики.

Стаи и стада дочеловека могли существовать и без каких — либо коллективистких и альтруистических инстинктов. Они могли побеждать и даже плодиться без них. Без этих инстинктов они только не могли выращивать свое потомство, а, следовательно, не могли передавать свои гены и вымирали, образуя бесчисленные тупики эволюции. Выживать могли лишь сообщества с инстинктами и эмоциями, направленными не только на личную защиту, но и на защиту потомства, на защиту стаи в целом, защиту быструю, молниеносную, инстинктивную. В условиях доисторических и даже исторических наличие таких инстинктов должно было проверяться естественным отбором почти непрерывно.

Но могли ли эти инстинкты ограничиваться лишь заботой о потомстве или же становление человечества неизбежно было связано с естественным отбором на альтруистические инстинкты гораздо более широкие?

4. ЭТИКА КАК ПРОДУКТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА
И в концлагере бывают минуты счастья. Этого не понять живущим на воле, как им не понять и силу дружбы, связывающей хефтлингов.

М. Майерова Естественный отбор на этические эмоции

Круг инстинктов и безусловных рефлексов, необходимых для сохранения потомства,— огромен. Требуется не просто храбрость, а храбрость жертвенная, сильнейшее чувство товарищества, привязанность не только к своей семье, но и ко всем детенышам в целом, необходимость защиты беременных самок. Причем в условиях постоянного нападения хищников многие из этих рефлексов должны были срабатывать молниеносно.

Конечно, нелепо представлять себе эволюцию человека только как путь совершенствования того начала, которое можно назвать этическим. Во многих ситуациях избирательно выживал и оставлял больше потомства тот, в ком довлел инстинкт самосохранения, чистый эгоизм. Борьба внутри стаи или племени за добычу, за самку сопровождалась отбором на хищнические инстинкты; например, вождь в современном южноамериканском племени оставляет в 4—5 раз больше детей, чем рядовой охотник. Однако племя, лишенное этических инстинктов, имело, может быть, столь же мало шансов оставить потомство, как племя одноногих, одноруких или одноглазых. И если в ходе эволюции, направляемой по каналу церебрализации, неизбежно возрастал до гигантских размеров резервуар памяти, то столь же неизбежно и быстро росла та система инстинктов и эмоций, которую мы называем совестью.

Под названием “совесть” мы будем понимать всю ту группу эмоций, которая побуждает человека совершать поступки, лично ему непосредственно невыгодные и даже опасные, но приносящие пользу другим людям.

Если отбор повел человечество по пути создания эмоционального комплекса совести, то это вовсе не значит, что он не шел параллельно на разнообразие, в том числе на эгоизм, и развивающееся общество неизменно создавало такие социальные ниши, в которых усиленно размножались и антисоциальные генотипы. Однако комплекс этических эмоций и инстинктов, подхваченный отбором в условиях той специфики существования, в которую заводила человечество его церебрализация, оказался необычайно широким и сложным, причем многие противоестественные с точки зрения вульгарного дарвинизма виды поведения на самом деле совершенно естественны и наследственно закреплены. Наследственно закрепляются, разумеется, не эмоции вне времени и пространства, а нормы реакции, системы восприятия и преломления в психике потока информации, поступающей в мозг с момента рождения.

То есть это способность воспринимать информацию с позиций самосоздающихся этических критериев, необычайно важных для сохранения группы, стаи. Например, на первый взгляд может показаться, что естественный отбор среди самцов, мужчин должен был идти по признаку максимальной сексуальности. Но так ли это?
Отбор, идущий по плодовитости, а не по сексу

Лишь иногда, средь оргии победной,

Я вдруг опомнюсь, как лунатик бледный,

Затерянный в кругу своих путей.

Я вспомню, что, ненужный атом,

Я не имел от женщины детей

И никогда не звал мужчину братом.

Н. Гумилев

Порхающий Дон Жуан оставлял гораздо меньше детей, чем домовитый крестьянин. Поэтому победителем с эволюционной точки зрения, то есть распространителем своих генов, лишь изредка бывала мохнатая полуобезьяна или белокурая бестия, которая владела всеми женщинами племени, а других мужчин калечила или оставляла им только старух. И сама бестия, и ее племя, и потомство оказывались, вероятно, очень недолговечными, превращаясь в один из бесчисленных тупиков эволюции. С эволюционной точки зрения победителями оказываются народы или группы, устойчиво плодовитые.
Происхождение некоторых форм поведения и эстетических эмоций
В индийском кукольном театре злые духи обозначаются сочетанием красных и черных цветов.

Для раскрытия происхождения поведенческих инстинктов и эмоций можно проанализировать модель, созданную непосредственно естественным отбором, например, в процессе согласования поведения животных с их приспособительной окраской. Эта окраска имеет два основных и диаметрально противоположных назначения: покровительственное и предостерегающее. В случае покровительственной окраски все поведение животного (бесшумность передвижения, замирание при тревоге и тому подобное) направлено отбором по каналу незаметности. Наоборот, предостерегающая окраска сочетается с шумным поведением, самодемонстрированием. Бросающаяся в глаза внешность приковывает внимание врага и провоцирует его нападение: хищник, однажды напав, на опыте убеждается, что броско окрашенная “добыча” на самом деле либо прекрасно вооружена (колючками, иглами, могучими челюстями, когтями, клювом, ядом, вонючими секретами), либо очень агрессивна и опасна, либо совершенно несъедобна. Хищник уже никогда больше не трогает такое или сходно окрашенных животных.

Отметим, что предостерегающие окраски разных насекомых, амфибий, пресмыкающихся — это сочетание ярко-красных, черных и желтых оттенков, совпадающих с комбинациями цветов, которыми художники и театральные режиссеры создают у зрителей чувства тревоги, опасности, угрозы.

Это совпадение предостерегающих окрасок животных и предостерегающей палитры режиссера показывает, на какую глубину напластований наследственных свойств должна была погрузиться такая группа эмоций, чтобы у сегодняшнего театрального зрителя при виде этой комбинации цветов создавалось то же чувство тревоги, какое было у хищника, бродящего в поисках добычи.

Брачное оперение и пение в период ухаживания за самкой подставляет самцов под удары хищников и с этой стороны невыгодно. Однако это оперение и пение прекрасно, причем не только в понимании человека, но и для непосредственного адресата, например птицы с довольно малым мозгом,— иначе эти признаки не закреплялись бы отбором. Можно ли после этого сомневаться, что наши эстетические эмоции являются следствием отбора, шедшего еще задолго до появления человека?

Итак, яркая окраска в ряде случаев является не предостерегающей, а привлекающей. Например, яркая окраска самцов у большинства утиных в период размножения резко отличается от покровительственного оперения самок, рассчитанного на незаметность. Такой диморфизм во время гнездования отводит врагов от нападения на насиживающую яйца и кормящую птенцов самку — объект в этот период биологически гораздо более ценный, чем самец. Но если в соответствии с этим в эволюции утиных формируется физиология оперения и поведения самцов, то можно ли считать элементарно-приличное поведение мужчины по отношению к женщинам и детям лишь результатом воспитания или пережитком, а не проявлением запрограммированных естественным отбором инстинктов?

5. ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ЭСТЕТИЧЕСКИХ ЭМОЦИЙ

Значительная часть эстетических эмоций носит отрицательный характер. Поэтому следует на нескольких примерах выяснить эволюционно-генетическое происхождение таких эмоций, как, например, реакция на отвращение. Пожалуй, ничто не вызывает столь сильного отвращения у человека, как фекалии, в особенности человеческие же, и падаль. Какая же форма естественного отбора могла породить подобное отвращение? По-видимому, налицо не менее двух разных типов отбора: отбор, вызванный паразитическими червями, и, вероятно позднее, отбор, вызванный кишечными инфекциями.

Очень многие виды червей, эволюционируя в направлении почти полной неспособности к внепаразитарной жизни и размножению, превратились в набитые яйцами мешки и проделали отбор в направлении облигатности, то есть полной зависимости от хозяина, гибель которого влечет за собой почти неизбежную гибель паразита.

Этот отбор создал в ходе эволюции очень своеобразный барьер для размножения паразита. Так, для многих паразитических червей характерна смена хозяев, а для некоторых, например аскарид, образующих астрономическое количество яиц в кишечнике хозяина, характерна остановка развития яиц в данном организме, необходимость выхода с фекалиями наружу и про-хождение определенной стадии развития вне организма, в фекалиях, после чего только и развивается инвазивность — способность к заражению. Едва ли, поэтому можно сомневаться в интенсивности отбора на отвращение к фекалиям, который шел тысячи поколений и закрепился в форме общечеловеческой эмоции. Весьма вероятно, что этот отбор подкреплялся и той опасностью, которую представляли фекалии людей — в силу существования ряда только человеку свойственных возбудителей кишечных инфекций, например дизентерии и брюшного тифа.

Что касается падали, то человек, сравнительно не так давно, на уровне австралопитека, превратившийся в эврифага, питающегося любой пищей, не успел приобрести свойственной многим хищникам устойчивости к ботулизму, к трупному токсину. Поэтому естественный отбор, вызываемый вымиранием тех, кто, голодая, не мог удержаться от пожирания гнили и падали, закрепил у уцелевших почти непреодолимое отвращение к ее запаху. Человек, вместе с немногими другими видами животных, характеризуется особым наследственным дефектом биосинтеза: неспособностью синтезировать аскорбиновую кислоту — витамин С. Отсюда не только склонность заболевать цингой, но и неспособность самостоятельно справляться с множеством микробов и токсинов, безвредных для многих животных. Очень трудно установить те формы отбора, которые заставили человека так полюбить зеленые растения — постоянный источник витамина С.

Поскольку наша задача — анализ происхождения не эстетических, а этических эмоций и типов поведения, мы ограничимся этими немногими примерами и покажем, каким образом естественный отбор, притом именно групповой, а не индивидуальный, породил у человека очень сложные этические эмоции, подлежащие, казалось бы, отметанию естественным отбором. Отбор, понимаемый как борьба всех против вся, как отметание всего явно слабого, индивидуально неприспособленного либо утратившего приспособленность, должен был, как может показаться, привести к закреплению эмоций, направленных против индивидуально не-приспособленных. Покажем на двух примерах — на примере отношения к старости и на при-мере искания истины,— что реально действовавший групповой отбор закрепляет эмоции, в высшей степени альтруистические.
6. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР НА ЭМОЦИИ ЗАЩИТЫ СТАРОСТИ
За детьми ходить могут только бабушки. Матери годятся только на то, чтобы их рожать.

Р. Киплинг

Утрата родительских чувств к подросшим детенышам у животных ярко раскрывает то, что родительские эмоции создавались именно естественным отбором: эти эмоции исчезают у каждого животного, как только они оказываются ненужными с точки зрения естественного отбора. Но в таком случае возникает вопрос, почему в человеческом обществе, где так много примеров неблагодарности, нормой поведения является уважение к старикам. Вероятно, первая мысль — что это уважение и бережливость к старым людям связаны лишь с воспитанием, а не с унаследованными эмоциями. Однако такое представление антиисторично и порождается непониманием огромного значения межгруппового отбора в Процессе развития человека.

Дело в том, что уже на заре организации человеческих сообществ, с развитием речи все большее, а может быть, и решающее значение в борьбе племени за существование стал играть накапливаемый и передаваемый опыт. Объем знаний, умений и навыков, необходимых племени для выживания в борьбе с природой и врагами, неуклонно возрастал. Умения и навыки изготовления орудий, одежды, добывания и поддержания огня, охоты, сбора и хранения провизии, знание повадок животных — жертв и хищников, знание свойств пищевых, целебных и ядовитых растений, знание звезд, рек, болот, гор, а также лечение ран и болезней, уход за младенцами, устройство жилья,— все это, получаемое от предков и накапливаемое, при отсутствии письменности целиком становилось достоянием старых людей. Старые люди с их жизненным опытом и резервуаром хранимых в памяти знаний неизбежно были почитаемым и охраняемым кладом для племени. От этой малочисленной группы выживание племени, может быть, зависело в гораздо большей мере, чем от молодых, но неопытных добытчиков.

Объем знаний и навыков, которые до развития письменности приходилось целиком держать в памяти, конечно, очень велик, и потому не из чисто этических принципов, а просто в силу здраво-го смысла, у народов, не имевших развитой письменности, старейшины пользовались очень большим авторитетом.

Разумеется, старые люди уже не передавали свои гены потомству, но группы и племена, в которых охрана старых людей и помощь им не была столь же автоматической и рефлектор-ной, как и помощь детям, обрекались на быстрое вымирание.

Таким образом, ближайшее рассмотрение показывает, что эта форма альтруистических эмоций — на защиту старости — должна была закрепляться естественным отбором, а не толь-ко вырабатываться воспитанием.

7. ГРУППОВОЙ ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР НА ЖАЖДУ ПОЗНАНИЯ
Из пророка, познавшего женщину,

семьдесят семь дней не говорит Бог.

Древнее изречение
Наполни смыслом каждое мгновенье

Часов и дней неумолимый бег.

Тогда весь мир ты примешь во владенье.
Тогда, мой сын, ты будешь человек.

Р. Киплинг

К одной из особенностей человека следует отнести любопытство и жажду знаний, что обрекало многих людей на жертвы и лишения. Вспоминая проделки бесчисленных поколений школьников и студентов, увиливавших от занятий, можно счесть стремление к знанию противоестественным, тем более что овладение знаниями зачастую не помогало, а скорее мешало их владельцам выжить и, соответственно, оставить большее число детей. Потомство великих ученых, мыслителей, поэтов, провидцев обычно малочисленно; те, кто шел дальше общепринятого или думал о недозволенном, гибли во все века. Индивидуальный отбор, вероятно, всегда действовал против чрезмерно любознательных, против стремившихся к познанию. Но зато на генотип, устремленный к усвоению и пониманию, работал отбор групповой, иногда необычайной мощности.

Стоит сопоставить судьбу стада полулюдей, целиком лишенных духа познания, с судьбой такой группы, в которой хоть изредка появлялись его носители. Они почти всегда погибали бесцельно или бесследно, но нет-нет, да оставляли современникам какую-либо из тысячи на-ходок — будь то насадка камня на палку или умение плыть на бревне,— и это хоть немного повышало шансы группы на выживание и успешное размножение. Групповой отбор не был столь интенсивным и сильным, чтобы сделать жажду знаний всеобщей и неукротимой (как, например, половое чувство), но он все же шел. Шутка “научная работа есть удовлетворение личной любознательности за государственный счет” — хороша, но не точна: любопытство удовлетворяется чтением, даже бездушным. Но именно жажда познания нового и истинного заставила работать в науке сотни тысяч людей еще до того, как этот труд стал хорошо оплачиваться и почитаться.

Жажда знания обуревала множество людей всегда, даже если она уводила в жречество, монашество, знахарство, шаманство, алхимию, талмудизм, кабалистику, сектантство, в изучение Библии, Корана, конфуцианства.

Итак, эмоции человечности, доброты, рыцарского отношения к женщинам, к старикам, охрана детей, стремление к знанию — это те свойства, которые неизбежно развивались под действием естественного отбора — по мере превращения человека в животное социальное из-за цефализации и удлинения срока беспомощности детей. Закон естественного отбора, самый могущественный из законов живой природы, самый безжалостный и аморальный среди них, постоянно обрекавший на гибель подавляющее большинство рождавшихся существ, закон уничтожения слабых, больных,— этот закон в определенных условиях, именно тех, в которых слагалось человечество, породил и закрепил инстинкты и эмоции величайшей нравственной силы.

Почему же мы считаем порядочность, этичность, готовность к подвигу противоестественными? Почему мы, оценивая свои и чужие поступки шкалой этичности, не отдаем себе отчета в том, что эта шкала является самой естественной?

Генетика этики

В. П. ЭФРОИМСОН
Властолюбие — надежнейшая из страстей. Нет увлекательней забавы, как помыкать людьми, возводить города, сковывать государства воедино и вновь разметывать их в разные стороны. Погоня за властью, все новой властью — это живительный и стойкий огонь. Поверь мне, дочка, политика не меньше горячит кровь, нежели самая прекрасная ночь любви.

Королева Алеонора. Л. Фейхтвангер. Испанская баллада
На первый взгляд, ни один из этих схваченных на лету профилей Фуше не похож на другой. С некоторым трудом представляешь себе, что тот же самый человек, с той же кожей и волосами, был в 1790 году учителем монастырской школы, в 1792 году уже реквизировал церковное имущество, в 1793 году был коммунистом, а еще через десять лет герцогом Орантским.

С. Цвейг. Жозеф Фуше
Одна ночь в Париже порождает больше жизней, чем стоила

эта битва, кровопролитность которой вас угнетает.

Конде
Если бы народы знали, из-за

чего мы воюем, никогда нельзя ¹ было бы устроить хоть одну

приличную войну.

Фридрих II
Что вы от меня хотите? В конце

концов — это великолепная

физика.

Э. Ферми об атомной бомбе
Ты не поверишь, сын мой,

• сколь неразумно управляется

этот мир.

Аксель Оксеншерна, умирая
А я, с непосильными бивнями совести. Вымру, как мамонт со льда.

И. Сельвинский

В растаптывании человеческого достоинства таится зародыш смерти.

Шатобриан

8. СОЦИАЛЬНЫЙ ОТБОР И ПОРОЖДАЕМЫЕ ИМ ИСКАЖЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭТИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ ЧЕЛОВЕКА

Отбор естественный и социальный шли в далеко несовпадающих направлениях, если не сказать — противоположных. Нередко главными факторами социального отбора были честолюбие, властолюбие, жестокость, беспринципность.

Социальный отбор лишь в слабой степени шел по признакам энергии, одаренности и нередко, как, например, свидетельствуют биографии миллиардеров, шел и на способность к хищничеству.

Истребление Наполеоном пленных в Яффе оправдывали необходимостью. Но его этическая сущность раскрывается посылкой им в период после термидорианской безработицы прошения о принятии на русскую службу. Тем не менее корсиканец позднее взывал к патриотизму французов столь же успешно, как австриец Шикльгрубер — к патриотизму немцев.

Обжора в состоянии съесть лишь несколько обедов; даже Распутин, падишах или султан имели все же ограниченное число любовниц, и только одна из страстей ненасытна — властолюбие. Оно победило самого Наполеона. Именно властолюбие породило наибольшее число преступлений. Эйхман, убийца шести миллионов, как выяснилось на суде, не был антисемитом, однако величайшей гордостью его жизни было то, что он, лейтенант, однажды как равный участвовал в заседании среди одних лишь генералов.

К счастью, только в некоторых случаях жажда власти, во что бы то ни с гало и безмерная жестокость могли чудовищно усиливаться благодаря социальному отбору, например, на востоке, где властителю доставался огромный гарем, и гены жестокого захватчика стремительно распространялись, среди знати — его потомков. Может быть, именно этому обязано человечество вошедшей в поговорку азиатской жестокостью.

Существование импульса человечности вынуждает подбирать идеологические мотивы для его нарушителей и постоянно подкупать окружающих чинами, должностями, деньгами. Попирание норм человечности быстро расслаивает нарушителей по иерархической лестнице соответственно степени их готовности преступать рамки кодекса этических норм.

Из-за этой стороны социального отбора не только так глупо управляется наш мир. Этот социальный отбор, вознося над “винтиками” пролаз, шкурников, подхалимов, авантюристов, карьеристов, эксплуататоров, выносит их на такие позиции, откуда они не только повелевают тысячами “низших”, но и видны тысячам “низших”. Может быть, всего опаснее то, что эти “высшие” и их дела, будь то Жиль де Ретц, Людовик XV или Л. П. Берия, каждый своим примером формирует у человека представление о человечестве в целом, причем в большей мере, чем миллионы добросовестных тружеников.

Поведение “высокопоставленного” видят сотни, тысячи, миллионы; поступки “винтика” видны лишь его ближайшим соседям. Если выдвижению в обществе способствует наличие хищнических инстинктов, то действия вознесшегося хищника народ чувствует острее чем поведение миллионов “винтиков”, для которых, однако, именно властитель, в силу оптического эффекта всевидности, становится эталоном для суждения о человечестве в целом.
9. О НЕКОТОРЫХ ТЕНДЕНЦИЯХ К ОТРЕЧЕНИЮ ОТ ЭТИЧЕСКИХ НОРМ

Пожалуй, ни к кому не апеллирует так охотно человек, совершивший грязный поступок, как к Достоевскому. Однако надо обратить внимание на то, что характеры и события, описанные им, почти нереальные, несмотря на разительное правдоподобие.

Так, студенты, если уж убивали богатых старух ради спасения сестры и матери, то, пойдя на это, не забывали сразу о настоящей цели, мотивах и оправдании преступления; их превосходительства на свадьбе у своих мелких чиновников не допивались до рвоты на свадебной постели; человек, не тронувший девушку, пришедшую отдаться ему ради спасения чести отца, не расскажет об этом, назвав ее имя; невеста не убегает от венчания с любимым под нож купчика, а тот, если и убивал свою любовницу, то старался избежать каторги; проститутки комплектовались не из Сонечек Мармеладовых, а Катерины Ивановны, и наслаждаясь унижением, все-таки не выводили дочерей плясать на улице. Вернее, если все это и случалось, то крайне редко, потому что каждое действие рождается из столкновения многих мотивов и контролируется задерживающими центрами. Так, как у Достоевского,— не бывало, а иллюзия правдоподобия порождается тем, что эквивалентно-дикие мысли естественно проносятся в голове, но не реализуются в действия.

Но если реализм Достоевского обманчив, если его стремление показать, что негодяй или ничтожество способен к благородным поступкам, а порядочный человек волей обстоятельств непременно пакостит,— если это порождено индивидуально-биографическими особенностями личности писателя, то зато он, как никто другой, снимая одно за другим мотивационные напластования, добирался до первичных импульсов. И что же? В основе их лежат общечеловеческие чувства благородства, даже если они перемешаны с жестокостью, честолюбием, гордостью, мстительностью, со страхом и так далее. Важно одно: не хищничество как таковое, а сложная гамма чувств — такова первая реакция: реакция доброты, братства, сочувствия.

Разумеется, этот первичный импульс слаб; важно, что он человечен, и недаром название ему — человечность. Разумеется, натура, мало-мальски нацеленная на успех, на начальническое одобрение, на карьеру, этот импульс легко преодолевает. Важно, что он, импульс, есть и, следовательно, отбор работал не зря.

Таким образом, чувство долга, доминирующее в поведении неизворотливого большинства, порождено не звездами в небе и не небесным законом в груди, а отобранным в ходе эволюции комплексом эмоций — эмоций, столь же необходимых людскому сообществу, как умение ориентироваться перелетным птицам.

Конечно, выход в действие эмоций, объединяемых названием совесть, да и интенсивность этих эмоций, вплоть до их ратного знака, зависит от среды, воспитания, примеров. Но “такт”, “приличие”, “дипломатичность”, “хорошие манеры”, “светскость” и тому подобное, позволяющее, в частности, хранить и в подлости оттенок благородства, удобно для ухода от требований долга. Дикарь или малообразованный человек может проявить большую этическую активность, чем цивилизованный человек, всегда легко подыскивающий мотивы для самооправдания. Любопытно, что связь уровня этики индивида с его образованием или социально-экономическим уровнем до сих пор остается весьма спорной и корреляция может быть обратной.

Талейран предостерегал от следования первым побуждениям — “они всегда самые благородные”. Необходимость этого предостережения вызвана естественной реакцией — как следствия естественного отбора, которому некогда подвергалось человечество. Однако важнейшие проблемы этики ставятся сегодня не парадоксами Достоевского, а тем, что широкие массы, освободившиеся от религиозных догм, стали подпадать под влияние расизма, культа, вождизма. Восприимчивыми к вождизму оказались малограмотные обыватели, крестьяне, рабочие, студенчество. Неспособность сопротивляться натиску тоталитарной дезинформирующей пропаганды и террору исключила обмен мыслями и организацию внутреннего сопротивления...
10. МАССОВАЯ И ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ПРЕСТУПНОСТЬ

Уничтожение десятков миллионов людей в концентрационных лагерях, массовые расстрелы гражданского населения, бомбежки мирных народов, непрерывные вспышки новых очагов войны, безнаказанность преступников — все это возбуждает естественное подозрение о дикости, жестокости человечества в целом. Действительно, во многих странах вожди смогли развязать низменные инстинкты не только у единиц, но и у масс.

Однако широкая преступность развивалась только в условиях тотального обмана и абсолютной невозможности анализа происходящего, когда творимые преступления можно было частью скрывать, частью оправдывать “высокими” целями или самозащитой.

В эру инквизиции тысячи людей под пыткой или угрозой пыток покаялись в сношениях с дьяволом и подписали развернутые показания со всеми подробностями этих сношений.

Взятая в плен Жанна д'Арк на суде мужественно отрицала связь с нечистой силой. Но у нее вынудили присягу невинную: не надевать мужского платья. А ночью ее женское платье унесли и заменили мужским, которое ей пришлось надеть, чтобы не проходить голой перед тюремщиками. Ее сразу потащили в суд, объявили разоблаченной клятвопреступницей и угрозами пытки добились каких-то полупризнаний. На другой день она от них отреклась, за что ее не удавили как раскаявшуюся, а сожгли как упорствующую. Порадуемся тому, что ее отречение от полупризнаний зафиксировали в суде, которому важнее было замучить, чем опозорить Жанну, потому что иначе величайшая героиня всех времен и народов ушла бы в историю как экс - героиня, напоследок испугавшаяся. Что же тогда может сделать одиночка, “средний” человек против насилия, обмана, шантажа — всего того, что ломает даже величайших героев?

Не будем предъявлять иск народам безмолвствовавшим, бессильным и обманутым; не будем порочить ни их мыслительные способности, ни мужество. Прибережем лучше свой гнев для палачей, для главных виновников и главных исполнителей преступлений, как это было сделано на Нюрнбергском процессе.

Нас должны интересовать настоящие преступники — профессионалы, те, для кого преступление — не стечение случайностей, а основное средство карьеры, основное занятие, прерываемое лишь по необходимости.

Являются ли в своей массе преступники тяжелые, рецидивирующие, профессиональные жертвами воспитания, среды или же можно обнаружить биологические, наследственные особенности, толкающие на подлинные преступления — преступления в общечеловеческом смысле этого слова?

Пока речь шла о преступлениях, совершаемых в обществе, где бытовала жестокая нужда, ссылки на социальные условия звучали весомо. Затем козлом отпущения стали пресловутые “пережитки капитализма”. Однако охотники до самоутверждения, паразиты и стяжатели, любители активного нарушения прав других людей и этического кодекса натворили в любых социальных условиях столько бед, что пора обратить внимание не только на средовые, но и на наследственные факторы преступности.

Существование общих тенденций отбора вовсе не означает, что “нормальную” систему эмоций нельзя подавлять средой или что человечество наследственно однородно в отношении эмоций, связанных с этикой. Нормальная система этических реакций, подобно любому виду психической деятельности, осуществляется при условии нормального состояния огромного количества генов. Нормальное, неолигофреническое мышление снижается до уровня олигофренического при гомозиготности (идентичности) по любому из полусотни уже известных и, вероятно, сотен еще не известных генов дефектов обмена, а также почти при любой хромосомной аберрации. Нешизофреническое мышление возможно лишь при нормальном состоянии сотен разных генов, а мутация хотя бы одного из них вызывает предрасположение к шизофрении. Существуют ли среди людей наследственные дефекты одной из тех систем, которые обеспечивают совокупность этичного поведения? Насколько эти дефекты часты, какова их социальная роль?

Рассмотрим кратко генетику преступности, переходя от фактов совершенно недвусмысленных к более сложным явлениям.
11. ГЕНЕТИКА ПРЕСТУПНОСТИ

в очень легкий материал для вербовки в пособники преступлений. Отсюда, кстати, вытекает целесообразность ранней диагностики синдрома и ограждения больных от конфликтных ситуаций с помощью подбора профессиональной ниши.

Гораздо более высока и агрессивна преступность среди другого типа хромосомных аберрантов — мужчин, имеющих аномальный набор половых хромосом XYY или XXYY. Цитогенетическое. обследование 197 психических больных, содержавшихся в качестве особо опасных в условиях строгого надзора, выявило, что 7 из них имели набор половых хромосом XYY. В дальнейшем выяснилось, что этот конституциональный тип действительно характеризуется одновременно и высоким ростом, и агрессивностью, причем, по английским данным, среди преступников ростом выше 184 см примерно каждый четвертый имеет половой хромосомный комплекс XYY. В отличие от обычных правонарушителей, эти субгиганты обычно начинают преступную деятельность рано, причем среди их родственников преступность отсутствует и о влиянии среды думать не приходится.

Во всех этих случаях грубый дефект хромосомного аппарата оказывает столь властное влияние на формирование личности, что все Своеобразным резервуаром для преступного мира являются юноши с синдромом Кляйнфельтера, который характеризуется набором половых хромосом XXY (вместо нормального XY), недоразвитием семенников, евнухоидной конституцией, высоким ростом, умственной вялостью. Юноши у синдромом Кляйнфельтера составляют около 0,2 % мужского населения, а среди вялых туповатых преступников — около 2 %, то есть на каждые 50 туповатых преступников приходится один такой больной.

Генез преступности здесь довольно элементарен: умственная вялость, отсталость, безынициативность приводят к неуспеваемости в школе, обрекает такого подростка на роль третируемого. Неспособность справиться с мало-мальски сложными житейскими ситуациями, низкий образовательный и профессиональный уровень, пассивность, зависимость, внушаемость превращают этот конституциональный тип, остальные воздействия могут лишь слегка модифицировать основную типологию.

Если в отдельных, достаточно редких случаях преступность оказывается связанной с грубой аномалией наследственной конституции (XXY, XYY), то только на этом основании оспаривать роль социальных факторов и среды в формировании преступности так же нелепо, как на основании существования наследственных типов авитаминоза отрицать наличие алиментарных (средовых) авитаминозов. Поэтому, по сравнению с эксквизитными аномалиями хромосомных комплексов, гораздо более социально значимы генные дефекты конституции.

Мы имеем в виду, главным образом, не определяющие личность четкие наследственные дефекты нервной системы, как, например, вызывающие эмоционально-этическую деградацию личности хорею Гентингтона или наследственную тяжелую эпилепсию, а массового типа наследственные характерологические особенности, такие, как вспыльчивость эпилептоидов, догматизм, отрешенность и черствость шизоидов, наследственная расторможенность, проявляющаяся, в частности, алкоголизмом. Наследственная причинность преступности этого типа поразительно наглядно проступает при рассмотрении преступников, имеющих однояйцевых и двуяйцевых близнецов.

Независимо от яйцевости, оба близнеца, родившись одновременно, в одной семье, в дальнейшем, как правило, оказываются в сходных социально-экономических условиях, в сходных условиях воспитания и образования; поэтому основное различие между однояйцевым и двуяйцевым партнером преступника сводится к тому, что первый по генотипу идентичен преступнику, а второй отличен от него примерно по половине генов. Материалы, собранные в Европе, США и Японии на протяжении тридцатилетия, ясно показывают, что эта разница решающим образом влияет на судьбу партнера: при генотипической идентичности (однояйцевая близнецовость) он в 2/3 случаев оказывается тоже преступником, а при неполном генотипическом сходстве (двуяйцевая близнецовость) он становится преступником лишь примерно в четверти случаев (см. таблицу).

Частота преступности второго близнеца при преступности первого среди пар однояйцевых и двуяйцевых близнецов

Автор, год

Страна

Однояйцевые близнецы

Двуяйцевые близнецы

число

пар

тоже

пре

ступник

не

пре

ступник

число

пар

тоже

пре

ступник

не

пре

ступник

Ланге, 1929 Германия 13 10 3 17 2 15

Розанов, 1941 США 45 35 10 27 6 21

Легра, 1932 Голландия 4. 4 0 5 0 5

Кранц, 1936 Германия 31 20 11 43 23 20

Штумпфель, 1939 Германия . 18 11 7 19 7 12

Боргстрем, 1939 Финляндия 4 3 1 5 2 3

Иосимасу, 1957 Япония 28 14 14 26 0 26

Всего: 143 97 46 142 40 102

% — 68 32 — 28 72

Детальное изучение каждой пары близнецов показывает, что однояйцевые близнецы-преступники чрезвычайно сходны по характеру преступления. В случае же преступности одного однояйцевого близнеца и непреступности другого они оказываются несходными либо из-за травматического заболевания лишь одного из них, либо же “преступность” виновного имела случайный, легкий, не рецидивный характер. Цифры и анализ преступлений привели бы к выводу, что название первой книги, посвященной исследованию близнецов-преступников — “Преступление как судьба”,— действительно оправдано. Но оба однояйцевых близнеца почти всегда попадают в сходную социальную обстановку, окружение, компанию (что, впрочем, тоже генетически обусловлено), тогда как разнояйцевые — в разные. Это обстоятельство не позволяет решительно отделить конституционально - наследственную компоненту преступности от социальной.

Нам, однако, важно здесь не противопоставление социальных факторов наследственности, а то, что преступность в значительной мере порождается отклонением от нормального генотипа. Склонность к преступлению (а преступление обычно бумерангом оборачивается против преступника, и здравый смысл ему должен это подсказать) порождается в значительной мере типологией, нередко наследственной, а реализация этой тенденции во многом уже зависит от социальных условий.

Однако надо помнить, что преступность вовсе не во всех случаях порождается дефектами наследственного аппарата либо социальными факторами. Многие болезни мозга травматического, воспалительного и сосудистого характера вызывают такие нарушения личности, особенно в период полового созревания, что, освободившись от авторитета родителей и семьи, подростки с повреждением мозга легко используются преступниками. Повреждения лобной доли мозга ведет к уплощению, обеднению мысли, падению активности. Известны также такие травматические повреждения лобных долей, при которых, наряду с полным сохранением умственных способностей, неудержимо возникали преступные сексуальные тенденции, жестокость, алкоголизм. Некоторые повреждения височной доли мозга вызывают душевную холодность, жестокость, растормаживание низменных инстинктов и антисоциальную агрессивность — и также при отсутствии снижения умственных способностей.

Это, разумеется, вовсе не значит, что таким образом нащупывается локализация этических эмоций. Это значит лишь, что не внешние, а внутренние, в том числе наследственные поражения структур мозга могут породить так называемую бессовестность.

Возникает вопрос: что общего между профессиональными преступниками-рецидивистами, нередко просто малообразованными, тупыми, примитивными, с их легко удовлетворяемыми страстями и властителями, повелителями народов, завоевателями, партийными боссами, поднятыми на самую вершину социальной лестницы? Нечто общее есть. Это бессовестность - а разница сводится к масштабам, то есть определяется возможностями. Если “бытовой” преступник убивает или обворовывает единицы, десятки, то завоеватель — сотни тысяч или миллионы. Известно, что французская революция выдвинула немало блестящих полководцев и политических деятелей, но императором стал самый хищный, а его ближайшими министрами — самые вероломные: Фуше и Талейран...

Несомненно, что в основе головокружительного социального успеха личности нередко лежит энергия, целеустремленность, талант. Но решающим фактором, решающим преимуществом является бессовестность — страшное оружие, которым обладает будущий деспот,— причем особенно наглядно это проявляется среди идейных людей, в том числе революционеров...
12. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Описав предельно схематично происхождение этики как следствие естественного отбора у человека, необходимо в заключение не только подчеркнуть спорность ряда положений, но и устранить возможные неясности.

Огражденная каким-либо образом от гибели группа маленьких детей, оторванных от старших и поселенная на необитаемом острове, едва ли сама выработала бы существующий минимум этических норм. Эти нормы обычно передаются от старшего поколения к младшему, и наследственна меньшая или большая восприимчивость к ним, которая и поддерживалась отбором. Передача этики — это та связь времен, которая для Гамлета прервалась убийством его отца.

Что же касается общепринятого представления, по которому этические нормы всецело определяются средой и воспитанием, то оно опирается на ошибочное отождествление понятий, порождающее силлогизм: врожденный — следовательно, наследственный, не врожденный — значит, не наследственный, “благоприобретенный”. Однако множество индивидуальных особенностей, определяющихся генами, реализуется отнюдь не к моменту рождения, а позже, например, только в старости. Кстати, отбор никогда не мог идти на проявление этики именно в младенчестве, а также вне социальной среды. Достижение возраста активности и наличие социальной среды — необходимое условие для проявления наследственных этических эмоций, закрепленных естественным отбором.

Может показаться, что представление о чисто средовом происхождении этических норм, о всемогуществе их воспитательной передачи от поколения к поколению и абсолютизация зависимости этики от среды обещают человечеству гораздо более скорое самосовершенствование, чем эволюционно-генетическая гипотеза происхождения этики. Но такое представление имеет и оборотную сторону: опричники и янычары давно продемонстрировали плоды направленно-солдафонского воспитания, и если признать всемогущество именно “воспитания”, то попытка Гитлера вырастить такую немецкую молодежь, перед которой содрогнется мир, уже не покажется безумной. Однако в силу вступает своеобразный групповой отбор: опричнина оказалась прологом к смутному времени, янычаров пришлось уничтожить как величайшую угрозу собственному государству, а военные успехи Гитлера обернулись против Германии такими опустошениями, которых она не знала со времен тридцатилетней войны.

Общим знаменателем у совершенно разнородных процессов является неустойчивость социальной системы с противоестественными этическими нормативами. Такая социальная система становится самопожирающей, против нее — заговор общечеловеческих чувств внутри страны или вне ее.

Европа прожила средневековье, черпая этику из непоколебимых религий. Затем эту веру частично сменила рационализированная и адаптированная религия реформации. XVIII—XIX века человечество прожило верой в разум и прогресс. Первая мировая война пошатнула эту веру. Часть человечества обратилась к социализму и коммунизму. Но к последней трети XX века человечество убедилось в том, что собой представляют социализм национальный, коммунизм деспотический — в конце концов, античеловеческий.

Место слепой веры в религиозные запреты и догмы (кстати, во многом соответствующие требованиям общечеловеческой этики, начиная хотя бы с десяти заповедей) заняли сначала рационализм, а затем пссвдодиалектическое, по существу же — софистическое отношение к этике. Восторжествовал иезуитский принцип “цель оправдывает средства”, а массовые преступления, порожденные властолюбием, производились под флагом высоких идей справедливости.

Однако, избавившись и от религиозных догм, и от веры в вождей и руководителей, которые знают все лучше других, все же нелегко жить по смутно ощущаемым законам этики, в условности которых человечество так долго и упорно убеждали со всех сторон и так наглядно. Слишком долго проповедовались классовость, временность, условность законов этики, их субъективность. Слишком малочисленна прослойка тех, кто, не веря в религию, освободившись от политических догм, стоически готов жить по законам этики, следование которым обходится так дорого. Однако эволюционно-генетический анализ показывает, что человечество с самого начала своего развития проходило жесточайший естественный отбор на закрепление тех инстинктов и эмоций, которые мы называем альтруистическими и этическими, что оно проходило жестокий отбор на становление общечеловеческого чувства справедливости, что этот естественный отбор связал все человечество единым органом — совестью.

Нельзя это чувство трактовать как следствие дальних пережитков религиозного воспитания, как результат массового подавления индивидуальных стремлений к борьбе за свое место в жизни, нельзя это чувство рассматривать как признак слабости неполноценности, как защитную психологическую реакцию по отношению к сильным захватчикам. Наоборот, чувство справедливости, совесть вели на подвиги, звали к величайшему напряжению сил, — правда, не тогда, когда это напряжение нацеливалось на угнетение других людей.

Это чувство всегда во все времена стремились извратить, подавить захватчики и тираны. Это естественное, природное чувство совести можно временно заглушить у части или у многих. Тот, кто его лишен, легко накупит единомышленников. Он может захватить власть и создать могучую систему массового обмана и дезинформации. Но страна, которая это допустит, обрекается на деградацию.

Секрет прост. К бессовестной власти быстро присасываются бессовестные исполнители, и начинается цепной процесс. Мир не знал империи, армии и флота, более могущественных для своего времени, чем империя Филиппа II. Полстолетия власти инквизиции сбросили Испанию в такую пропасть, из которой она не могла выбраться несколько столетий.

Макиавелли списал своего образцового государя с Цезаря Борджиа. Несущественно, что герой довольно рано стал сифилитиком. Существеннее, что все его великолепные планы рухнули со смертью отца — папы римского Александра, могущество которого защищало от расплаты. Цезарю Борджиа не только пришлось в кандалах оставить Италию, где он сделался совсем невыносимым, но и кончить жизнь мелким офицериком в войне, которая никакого отношения к его государственным замыслам не имела.

Происхождение совести описано здесь предельно кратко и фрагментарно, а генетика и психология преступности, особенно государственной,— еще в пеленках. Но безгранично возросшие возможности массового насилия и дезинформации заставляют противопоставить им осознанный общечеловеческий щит совести и отношение к добру и злу как основоположным категориям, не допускающим софизмов.
Публикация Б. ГОРЗЕВА

Инстинкт совести или алгебра совести?

Ю. А. ШРЕЙДЕР

ОТ АВТОРА

Я познакомился с Владимиром Лефевром в начале 1970 г. на встрече в редакции “Знание — Сила”. Он подарил мне тогда свою книгу “Конфликтующие структуры”, вышедшую в издательстве Воронежского университета, весь тираж которой автору пришлось раздавать самому. В 1973 г. книга вышла вторым изданием в солидном московском издательстве “Советское радио”. Только со второго прочтения я осознал важность и изобилие содержащихся в книге идей. (Я написал, было “всю важность”, но, спохватившись, вычеркнул первое из этих слов.) Суть идей состояла в том, что в математические модели мира необходимо включать и математические структуры осознания мира мыслящим субъектом. Из этого следует, что надо принимать во внимание структуру осознания субъектом самого себя, в том числе, собственной структуры осознания мира и себя. Словом, возникает проблема выявления человеческой рефлексии.

В 1968 г. В. А. Лефевр заочно окончил мехмат Московского университета, а вскоре защитил кандидатскую диссертацию по психологии. Однако ситуация в науке стремительно ухудшалась, времена “оттепели” уходили в прошлое, и Лефевр принял решение эмигрировать в США.

Когда я услышал от него об этом, то послал ему стишок с таким началом: “Редеет наша хевра на горестной земле. Наверно, и Лефевра не станет в феврале. Внук пленного француза, сын русского жида, наверно, из Союза уедет навсегда”.* Действительно, в феврале 1974 г. В. А. Лефевр получил выездную визу и через некоторое время оказался в США, где создал интереснейшую концепцию структуры этического самосознания, о которой я попытаюсь рассказать здесь в статье. Эта концепция описана в его книге “Алгебра совести”, вышедшей в 1981 г.

Впрочем, этика — лишь одна из сфер, где плодотворно работают идеи В. А. Лефевра о рефлексивной структуре человеческого сознания. На этих идеях основаны интересные исследования эстетического восприятия, в том числе, вывод интервалов музыкальной гаммы. Сегодня эти идеи получили широкое признание и на Западе, и в России, куда В. А. Лефевр приезжает с большой охотой. Меня глубоко тронуло, что, навестив в последний приезд редакцию “Химии и жизни”, он процитировал приведенные два четверостишия из моего давнего послания.
ЧТО ТАКОЕ МОРАЛЬНЫЙ СТАТУС СУБЪЕКТА?

Есть поступки, которые хороши, безусловно. Их не придет никому в голову оправдывать, хотя они порой выглядят неразумными или неправильными, то есть наносящими явный ущерб интересам самого поступающего или его близких. Есть поступки, которые субъект вынужден оправдывать в собственных глазах, заглушая голос совести. Сама потребность искать специальные оправдания случаям, когда мы кому-то отказали в помощи, участвовали в насилии и тому подобное свидетельствует, что речь идет о заложенном в них моральном изъяне. Совесть не только оценивает уже сделанный дурной поступок и заставляет раскаиваться в содеянном. Она предупреждает о содержащемся в исходной ситуации соблазне, толкающем на дурной поступок ради обеспечения собственных интересов — предать кого-либо, отказать в помощи, лишить необходимого... Совесть действует как инстинкт, предупреждающий о том, что какие-то из естественных в данной ситуации действий могут оказаться дурными.

Совесть — это мысль, направленная на воображаемые действия. Мысль, предмет которой есть мысль о том, как правильно поступить в предлагаемых обстоятельствах. Мысль, направленная на собственную мысль, а не на внешние объекты, называется рефлексией. Возможны и более высокие уровни рефлексии, когда мысль направляется на мысль о мысли. Так человек может задать себе вопрос о справедливости той оценки, которую подсказывает совесть, и начать подыскивать аргументы, позволяющие не считаться с голосом совести. Затем он может начать мыслить уже и об этих аргументах. Так возникают уровни рефлексии.

Способность к рефлексии — это свойство развитого человеческого сознания мыслью догонять собственную мысль, чтобы скорректировать ее действие в сознании субъекта. Именно структура этической рефлексии, позволяющей вовремя исправить собственные оценки происходящего, определяет моральный статус субъекта.

Моральный статус субъекта выражается в качестве принимаемых им решений и определяется его способностью оценивать качество ситуации, в которой он находится, и оценивать собственные оценки.

Возникает вопрос, можно ли ввести объективную характеристику морального статуса субъекта? Ответ на этот вопрос зависит, прежде всего, от того, имеет ли объективный смысл само понятие хорошего и дурного, добра и зла. Быть может, сами эти понятия определяются историческими условиями, вкусовыми предпочтениями, индивидуальными склонностями либо сводятся к полезности действия для субъекта или представляемой им группы?

Дело в том, что этика как наука о моральном поведении (подразумевающем моральное сознание) исходит из фундаментальной предпосылки объективности категорий добра и зла. Люди часто поступают вопреки очевидным требованиям морали, пытаются заглушить голос своей совести. Это свидетельствует не об относительности моральных критериев, но об испорченности и слабости человеческой природы. В основе всего дальнейшего лежит представление о том, что существуют абсолютные критерии моральных оценок, делающие эти оценки в принципе объективными, а не возникающими в результате условных соглашений или исторических традиций.

Читатель не может не согласиться с таким принципом объективности, равно как и с мыслью об испорченности человеческой природы относительно абсолютной нормы. В этом случае ему остается одно из двух:

либо принять авторскую точку зрения условно как основу последующих рассуждений, а свои несогласия с автором вынести за скобки, либо на этом месте прекратить чтение статьи. Мы будем рассматривать модель этического самосознания субъекта, которую разработал Владимир Александрович Лефевр.

В. А. Лефевру удалось построить не просто модель поведения субъекта с точки зрения внешнего наблюдателя, но объективную модель субъективного восприятия мира и поведения субъекта в этом мире. В этой модели моральный статус субъекта объективно характеризуется некоторым числом s, принимающим значения между нулем и единицей. Значение s=1 выражает абсолютную моральную доброкачественность субъекта в данной ситуации, а нулевое значение — его полный аморализм.
АЛГЕБРА МОРАЛЬНЫХ ОЦЕНОК

В предложенной Лефевром модели моральный статус субъекта можно определить как моральное качество решения, которое он принимает в данной ситуации. (Вполне понятно, что моральный статус субъекта может в разных ситуациях оказаться различным — многие храбро сражавшиеся на войне, боялись помочь несправедливо преследуемым людям.) В книге “Формула человека” (М.: Прогресс, 1992) Лефевр предложил способ вычисления морального статуса через оценку качества ситуации, оценку этой ситуации совестью и оценку этим человеком того, что ему подсказывает совесть.

В более ранней книге Алгебра совести” он рассматривал несколько иную схему, вычисляя моральный статус через качество совершаемого поступка, его непосредственную оценку и оценку этой оценки.

Стоит начать с объяснения смысла этой первой схемы, предварительно ее упростив. Мы будем сейчас учитывать только объективное качество поступка — а, которое сам субъект оценивает как b. Безусловно, хороший поступок условимся характеризовать значением а=1, а, безусловно, дурной — значением а=0. Соответственно случай, когда сам субъект оценивает свой поступок как хороший, мы будем выражать, полагая b=1, а дурную оценку своего поступка (раскаяние) как b=0.

Возможны четыре случая.

1. Субъект совершил хороший поступок (а=1) и сам оценивает его как хороший (b=1). В этом случае никаких моральных претензий к субъекту быть не должно и можно считать, что его статус s=1 .

2. Субъект совершил хороший поступок (а= 1), но оценивает его как дурной (b=0). В этом случае важнее то, что субъект сделал, а если он этим не считает нужным гордиться, то это не снижает его морального статуса: s=1.

3. Субъект совершил дурной поступок (а=0), но оценивает его как хороший (b= =1). Ясно, что в этом случае моральный статус субъекта предельно низок: s=0.

4. Субъект совершил дурной поступок (а=0), но голос совести (моральный инстинкт) явно говорит ему, что поступок дурной. Значит b=0. Очевидно, что моральный статус такого субъекта высок: s=1 .

В итоге мы получаем таблицу, выражающую зависимость морального статуса s от величин а и b:

а 1100

b 1010

s 1101

Эту зависимость удобно выразить формулой

s=1—b+ab, (1)

которая имеет смысл не только для значений переменных 0 и 1, но и для любых промежуточных значений.

Обсудим теперь основания, по которым В. А. Лефевр пришел к необходимости видоизменить эту схему в своих последних публикациях. (Математическая модель при этом не только не изменилась, но получила более строгое обоснование.)

Дело в том, что совесть работает не столько ретроспективно (заставляя человека сожалеть о содеянном), сколько как предупреждение — как инстинкт, сигнализирующий об опасности морального проступка. Правомерно сказать, что совесть — моральная интуиция, позволяющая своевременно увидеть таящийся в ситуации соблазн дурного поступка. Например, из-за нынешней дороговизны люди начинают отказывать поделиться на улице сигаретой. Разумеется, есть много гораздо более сильных соблазнов — поддакнуть начальству в ущерб коллеге, дать показания на следствии в ущерб невинному человеку и так далее.

Дурная ситуация — это и есть ситуация, содержащая соблазн, то есть объективно толкающая человека на дурной поступок. Такой поступок актуализирует соблазн и делает ситуацию необратимой. Качество ситуации — это более общее понятие, чем качество поступка. Оно подлежит моральной оценке еще до совершения поступка. Это и дает основания вычислять моральный статус, характеризующий уровень решения, не через качество совершенного поступка, а через качество исходной ситуации, которую мы обозначим той же буквой a. Рассмотренные выше четыре случая нуждаются теперь в несколько иной интерпретации, которую мы изложим в виде вариантов, соответствующих четырем возможным комбинациям а и b.

1) а=1, b=1. Человек находится в хорошей ситуации и совесть ничего не имеет против. В этом случае статус s=1.

2) а=1, b=0. Если в хорошей ситуации совесть предупреждает человека об опасности, то это свидетельствует только о повышенной моральной чувствительности. Ясно, что статус при этом не ухудшается: s=1 1.

3) а=0, b=0. Это означает, что совесть вовремя предупредила человека об опасности и его моральный статус следует оценить очень высоко: s=1.

4) a=0, b=1. В этом случае совесть оказалась нечувствительной к соблазну. Статус следует оценить как низкий: s=0.

В этом случае получается зависимость s от величин а и b, выражаемая той же таблицей и той же формулой (1).

СОВЕСТЬ И СВОБОДА ВОЛИ

Откажемся теперь от второго упрощения и, будем учитывать то, что субъект волен послушаться или не послушаться голоса собственной совести. Тогда мы должны учитывать третий параметр, с, который характеризует отношение человека к совести — его оценку того, что говорит ему совесть, фактически выражающую его намерение поступить по совести или ей вопреки. В первом случае мы примем, что с= 1 (человек оценивает голос совести, как моральную истину), а во втором, когда этот человек отказывается считаться со своей совестью, положим с=0.

Оценка ситуации субъектом определяется теперь не автономным “инстинктом совести” (то есть значением величины b), но совместным влиянием величины b и величины с, характеризующей свободное отношение субъекта к голосу своей совести.

Эту составную оценку ситуации мы будем обозначать буквой М — эту величину можно было бы назвать оцененным (или даже уцененным) голосом совести. Именно эту составную оценку надо ввести в выражение (1) для морального статуса субъекта вместо величины b. После такой замены мы получим новое выражение для морального статуса субъекта:

s=s (а, М)=1—М+аМ (2)

При М=0 мы будем всегда иметь s=1, а при М= 1 статус субъекта будет высоким, только если сама ситуация хороша (а= 1). Таким образом, для обретения высокого статуса субъекту следует стремиться относиться к голосу совести так, чтобы параметр М принял нулевое значение. Этика учит что, хотя совесть способна ошибаться, всегда лучше следовать тому, что она говорит. (Совесть никогда не подтверждает, что ситуация хороша, она может только предупреждать об опасности.)

Если субъект верит своей совести, оценивает ее положительно (с=1), то значение

М безусловно, совпадает с той оценкой ситуации, которую субъекту подсказывает голос его совести: М=b.

Если субъект отказывается доверять голосу своей совести, то есть оценивает его негативно (с=0), то совесть ему фактически перестает говорить что бы то ни было. Она больше не предостерегает субъекта о соблазнах, таящихся в ситуации. Это означает, что при с=0 любая ситуация оценивается субъектом как хорошая, то есть М=1.

Сведем эти соображения в таблицу, описывающую зависимость составной оценки ситуации М от оценки этой ситуации совестью Ь и оценки субъекта своей совести с:

в 1100

с 1001

М 1110

На основании этой таблицы зависимость М от переменных b и с можно выразить в виде:

A=1—c+bc. (3)

Обратим внимание насовсем не случайное сходство этой формулы с формулой (1). Подчеркнем, что параметр с есть оценка, которую субъект приписывает голосу совести, то есть это оценка оценки ситуации, в которой он находится. В принципе можно осуществить и оценку оценки и так далее.

Функциональная гипотеза Лефевра состоит в том, что только оценка оценки возникает как незамедлительная реакция на возникающую в данной ситуации этическую коллизию. Следующие уровни оценок требуют от субъекта длительных размышлений. Поэтому можно рассматривать модель этических реакций субъекта из трех уровней, когда этический статус субъекта (адекватность его морального реагирования в конкретной ситуации) определяется тремя параметрами а, b, с. Принимаемое субъектом решение или его этический статус можно выразить через эти три параметра. Для этого надо в формулу (2) подставить вместо М его выражение (3). Читатель может проверить или поверить мне на слово, что в результате этой подстановки и простейших преобразований мы придем к формуле, выражающей моральный статус субъекта через качество ситуации, ее оценку совестью и оценку субъекта своей совести:

s=(1—a) (\—b)с+а (4)

Пока эта формула остается некоторой условностью, ибо мы обсуждали только тот случай, когда все параметры могли принимать лишь крайние значения — нули или единицы. Теперь мы откажемся и от этого ограничения и, будем обсуждать общий случай непрерывной модели. Здесь уже нет возможности перебора всех комбинаций и надо действовать иначе.
ИСХОДНЫЕ ПОСТУЛАТЫ ФОРМАЛЬНОЙ МОДЕЛИ

До сих пор мы вводили соотношения между различными величинами как интуитивно очевидные. Однако изложение формальной модели можно сделать гораздо более строгим с помощью явной формулировки исходных предположений, из которых основная формула (4) выводится математически. Строгость здесь, как часто бывает, не только не затемняет суть дела, но даже делает более ясной содержательную сторону.

Первое из предположений состоит в том, что моральный статус субъекта s определяется только первыми двумя уровнями рефлексии, то есть “быстрой” или интуитивной рефлексией.

Второе состоит в том, что этот моральный статус определяет качество решения, интуитивно принимаемого субъектом в данной ситуации. Иначе говоря, величину s мы можем считать оценкой того решения, которое субъект принимает в данной ситуации “а”, руководствуясь голосом совести “b” и своей оценкой этого голоса “с”. Последнюю оценку мы вправе интерпретировать как качество намерений субъекта — от полной готовности поступать по совести (с= 1) до полного разрыва со своей совестью (с=0).

Итак, мы предполагаем, что качество решения субъекта есть функция от состояния его мира “а”, оценки этого состояния “А” и свободного намерения самого субъекта “с” — уровня его решимости поступать по совести.

Сформулируем, следуя В. А. Лефевру, четыре постулата, которым должна удовлетворять эта функция.

1) Постулат простоты. Величина s линейно зависит от каждой из величин а, b и с.

2) Постулат вреда доверчивости. Если ситуация, в которую погружен субъект, абсолютно плоха (а=0), но оценивается его совестью как вполне хорошая (b=1), то моральный статус субъекта предельно низок (s=0). Соответственно и его решение будет дурным.

3) Постулат не злонамеренности. В доброкачественном мире (а=1) и решение субъекта будет всегда доброкачественным (s=1). При отсутствии соблазнов никакие сколь угодно дурные намерения не могут привести к злу.

4) Постулат свободы воли. В дурном мире (à=0) и при его адекватной оценке совестью (b=0) решение субъекта будет таким же, как его намерение (s=0).

В книге В. А. Лефевра “Формула человека” читатель может найти, как из этих постулатов выводится уже знакомая ему формула (4).

Автору этой статьи последние два постулата показались недостаточно убедительными, и он берет на себя смелость заменить их более самоочевидными. Читателю придется поверить мне на слово, что эта замена позволяет прийти к той же самой основной формуле. Итак, вместо последних двух постулатов можно предложить следующие.

3) Постулат внешней поддержки решения. Принимаемое решение всегда не хуже, чем состояние мира, в котором находится субъект (s>=a), но при дурных намерениях оказывается и не лучше этого состояния, то есть при с=0, s=a.

4) Постулат преодолимости мирового зла: При адекватной совести и добрых намерениях заведомо хорошее решение (s=1) возникает независимо от качества мира.

Интересно, что здесь мы имеем дело С уникальной ситуацией, когда свобода воли (свободно возникающее намерение с) входит в формальную модель. Эта свобода реализуется в решении при a=b=0, ибо именно в этом и только в этом случае основная формула (4) превращается в тождество:

s=c

.

Для того, чтобы принятое согласно формуле (4) решение стало реальным поступком, нужна еще определенная сила характера. Моральный статус человека мы оцениваем согласно тому, сколь адекватно он реагирует на добро и зло в своем сознании. Но, кроме того, надо различать людей не только по моральной ориентации, но и по их силе. Моральный герой — это тот, кто находит в себе в данной ситуации силы действовать в соответствии со своей моральной оценкой ситуации. Но даже ему в другой раз может недостать силы провести эту оценку в жизнь. И все же с этической точки зрения слабый, но правильно морально ориентированный человек выше бессовестного негодяя, ибо ему открыт путь раскаяния. Грехи, совершаемые по слабости, могут проститься тем, кто сам к ним относится достаточно беспощадно, а не пытается оправдать высшими соображениями. Тому яркий пример — отречение апостола Петра (Мф 26:69—75).
АЛГЕБРА КОМБИНИРОВАНИЯ ДОБРА СО ЗЛОМ

До сих пор мы рассматривали состояние мира или ситуацию, в которую попадает субъект, как некий монолит, подлежащий общей оценке. Однако, часто приходится разделять саму ситуацию как данную заранее и то, что в нее вносится действиями самого субъекта. Более того, состояние мира может определяться отношениями субъекта с другим субъектом, составляющими источник некоторой опасности. Поэтому встает вопрос о том, как следует оценивать ситуацию, являющуюся комбинацией ситуаций.

Ясно, что комбинация двух хороших ситуаций — это хорошая ситуация (“кашу маслом не испортишь”). Точно так же и комбинация двух дурных ситуаций может быть только чем-то очень дурным. Однако, комбинирование двух различно оцениваемых ситуаций может, как оказалось, оцениваться на основе двух противоположных принципов. Первый из них состоит в том, что “ложка дегтя портит бочку меда”, или

добро + зло = зло.

Второй формулируется, как “хорошее не испортишь”, или

добро + зло = добро.

В первом случае комбинация ситуаций с оценками х и у оценивается как ху, то есть при x=0 или у=0 эта оценка (произведение) обращается в ноль. Во втором случае такая комбинация оценивается величиной х+у=ху. При х=0 эта оценка обращается в у, а при у равном 0, в х. В общем случае оценка комбинации не хуже оценок составляющих. Эти два способа комбинирования моральных оценок определяют две возможные этические системы. Принадлежность того или иного субъекта к одной из этих систем может быть проверена с помощью предлагаемых ему психологических тестов. Такие тесты были составлены В. А. Лефевром и предлагались им группам испытуемых. Оказалось, что принадлежность индивидуальных испытуемых к той или иной системе выявляется достаточно четко.

Более того, становится ясной преимущественная принадлежность к той или иной системе для групп, составленных из людей определенной культуры. Вот пример одного из таких тестов: “Считаете ли Вы хорошим делом подсказать на квалификационном или конкурсном экзамене правильный ответ человеку, не способному справиться с заданием?”. Ясно, что подсказка искажает результат экзамена, но в ее основе лежит доброе желание помочь человеку в трудной и важной для него ситуации. Ответ “нет” характерен для первой этической системы, ответ “да” выдает принадлежность ко второй. Здесь очень важно, что ответы должны даваться без долгих размышлений, они выдают механизм действия совести как этической интуиции субъекта. Реально он может так не поступить, важно здесь то, как его совесть оценивает происходящее.

В каждой этической системе есть свои герои и “слабаки”. Герой первой системы откажется подсказывать, даже если в подсказке нуждается его близкий друг и его отказ грозит разрывом отношений. Слабак подскажет именно потому, что ему не хватит выдержки поступить в соответствии с велением собственной совести. Герой второй системы будет подсказывать с риском быть изгнанным с экзамена, что чревато для него крупными неприятностями. Слабак, второй системы не рискнет подсказать, именно из-за страха понести наказание, но не потому, что считает подсказку дурным поступком.

Различие между героем и слабаком в том, что первый стремится не делать зло в силу того, что оно дурно, а слабак исключительно вследствие страха наказания, то есть, следует не “автоматизму” этической системы, но вынуждающим обстоятельствам.

В “Алгебре совести” математически установлена связь между способом комбинирования добра и зла и отношением субъекта к другим субъектам, которые являются для него источником опасности. Представители первой системы (чья мораль не допускает компромисса между добром и злом) предпочитают искать компромисс со своим противником. (Это очень родственно христианскому принципу ненавидеть грех, но быть терпимым к грешнику.) Наоборот, представитель второй системы, готовый комбинировать добро со злом, четко ориентирован на беспощадную конфронтацию с тем, кто несет ему хотя бы маловероятную угрозу. (Он терпим ко греху и потому нетерпим к грешнику.)

Все это выглядит, на первый взгляд, парадоксально, но в формальной модели эта связь между способом комбинирования добра и зла и предпочтением компромисса или конфронтации с потенциальным или реальным противником устанавливается как математическая теорема. Об этом можно прочесть в книге “Алгебра совести”.

Впрочем, суть дела легко разъяснить и без всякой математики. Субъект, негативно оценивающий комбинирование добра со злом, будет осторожен и при защите уже достигнутого добра или средств его достижения. Он должен заботиться о том, чтобы не породить новое зло, которое испортит имеющееся добро. Эта моральная установка воплощается в стремлении осуществить компромисс и в высокой оценке самого принципа компромисса с тем, кто ему угрожает. Субъект из второй этической системы, будучи уверен, что его добро не испортится при добавлении зла, стремится любой ценой защитить то, что он уже имеет, не заботясь о качестве используемых для этого средств. Тем самым он ориентирован заранее на агрессивную самооборону и конфронтацию с любым противником по принципу “не поступаться принципами” или “добро должно быть с кулаками”.

Наши рассуждения, в сущности, обосновывают следующий весьма важный этический принцип. Терпимость ко злу (готовность допустить зло ради отстаиваемого добра) влечет нетерпимость к тем, кто нам. видится как носитель зла. Наоборот, бескомпромиссное отношение к любому злу заставляет быть более терпимым к тем, от кого это зло может исходить, — будь это свой или чужой.

Остается добавить, что сам Лефевр проводил свои тесты в США с коренными представителями западной культуры и недавними эмигрантами из бывшего СССР. Первые в большинстве оказались представителями первой этической системы, вторые, в основном, оказались принадлежащими ко второй. Считая себя противниками советской системы ценностей, они обращались с новыми ценностями по той этической системе, которую они впитали на родине. Последнее обстоятельство стоит иметь в виду всем нам, считающим себя покинувшими Советский Союз в силу того, что он безнадежно рухнул политически. Но духовное наследство слишком живо, чтобы с ним можно было не считаться.

Преобразование разнообразия

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ СЕРГЕЯ МЕЙЕНА

Ю. В. ЧАЙКОВСКИЙ

Сергей Викторович Мейен (1935—1987) всерьез заявил о себе как об эволюционисте статьей “Некоторые теоретические вопросы современной палеоботаники”. Это было в 1970 году. Прежде он касался вопросов эволюции как минимум в дюжине публикаций, но только теперь выступил с цельной оригинальной программой. Чтобы понять, чем эта программа существенно отличалась от общепринятого тогда понимания эволюционной проблематики, надо хотя бы бегло коснуться предшествующей подспудной работы мысли молодого палеоботаника.

Как и А. А. Любищев — его будущий идейный наставник, Мейен еще в школьные годы был удивлен явлением параллелизма, (сходством организмов, принадлежащих к разным таксономическим группам), и точно так же, как и Любищеву, ему долго никто не мог указать, существует ли по этому вопросу какая-либо литература. В последние годы сталинизма на то имелась веская причина: гомологические ряды Вавилова — самое крупное и известное тогда достижение в области параллелизма — оказались под запретом, с тех пор как в 1940 г. Н. И. Вавилов исчез в сталинском застенке. Однако, смею уверить, главное заключалось не в страхе, а в незнании. Ведь и позже, когда имя Вавилова было возвращено в список классиков, а его работа “Гомологические ряды” многократно переиздана, положение мало изменилось: большинство наших палеонтологов и эволюционистов не знает, что с этими рядами делать. Не знают и на Западе, где Вавилова чтили всегда.

Насколько я помню из рассказа самого Мейена, он был уже первокурсником, когда геолог-эрудит В. В. Меннер наконец, объяснил ему про вавиловские ряды. С тех пор Мейен многократно и уже целенаправленно фиксировал параллелизмы на ископаемом материале, понемногу подходя к мысли, что их надо как-то учитывать в систематике. Легко сказать — надо, но как? Ведь общепринятая в те годы иерархическая систематика общаться с параллелизмами не умела, а прочесть о какой-либо иной систематике было решительно негде. Все споры велись в рамках иерархической идеи. Поэтому подспудный период и оказался у юного Мейена долгим.

Большое впечатление на Мейена - студента произвела кристаллография, в частности то, что разнообразие кристаллов жестко ограничено возможностями пространственной симметрии. Позже Мейен сопоставил эту ограниченность с ограниченностью вариантов индивидуального развития — онтогенеза. Отсюда было недалеко до мысли, что формообразование имеет свои собственные законы, несводимые лишь к потребностям жизнедеятельности. Это приобретение в теоретическом багаже Мейена — признание им идеи Любищева о “примате формы над функцией”.

Следует добавить, что к моменту знакомства с творчеством Любищева Мейен уже защитил кандидатскую диссертацию, где, в частности, писал о том, что установить этапы эволюции основных групп организмов без разработки естественной систематики организмов невозможно. А естественная систематика требовала описать и дать объяснение ряду фактов. К примеру, почему род Rufloria “развивался двумя ветвями, одна из которых (подрод Rufloria) доминировала в каменноугольное и позднепермское время, а другая (подрод Neuburgia) — в раннепермское время”.

Наравне с этим, еще после прочтения в студенческие годы книги Л. С. Берга “Номогенез”, Мейен понял, “что дарвинизм небеспорочен”. Однако Берг не удовлетворил его — как тем, что “заменил понимание термином”, так и своей позицией “или-или”, то есть стремлением предложить альтернативу вместо синтеза. Столкновение дарвинизма с антидарвинизмом породило у юного Мейена “скепсис, может быть, даже агностицизм” (из письма А. А. Любищеву от 13 июня 1970 г.).

Мейен высоко ценил учебник палеоботаники А. Н. Криштофовича. Там был поразительный параграф — “Факторы эволюции”, в котором не упоминался отбор, зато была фраза: “Первым, хотя и менее энергичным фактором (эволюции.— Ю. Ч.), является само время”. Именно это — внимание к течению времени как таковому и к резкой неравномерности перемен — стало основой эволюционных исследований Мейена.

Он всегда подходил к эволюции как палеонтолог: искал в ископаемых остатках организмов прямые свидетельства хода развития. Подход же Любищева был иным:

тот считал все аргументы эволюционизма косвенными, хотя и признавал, что палеонтологические свидетельства эволюции ближе к прямым доказательствам, чем прочие факты. (Ведь в принципе палеонтология говорит только о последовательности появления и исчезновения организмов, но не о происхождении их друг от друга.) Поэтому Любищев как эволюционист прославился в области критики, а Мейен с самого начала своей деятельности подчинил критику задачам конструктивной работы — реконструкции хода эволюции по данным палеоботаники.

Вообще знакомство Мейена с творчеством Любищева началось довольно поздно — в 1969 г. В первом письме Любищеву Мейен уже смог выразить свою теоретическую позицию если не четко, то достаточно явно. Тогда же он послал Любищеву рукопись своей книги “Из истории растительных династий”.

78-летний Любищев, в тот момент едва начавший работать после перелома шейки бедра, сразу же ответил: “Разбор Вашей рукописи до известной степени входит в мой план работы”. И далее: “Вы поняли неудовлетворительность современной эволюционной теории, но Вы еще крепко держитесь за старое”. В общем, Любищев сделал ряд замечаний, семь из которых носили характер конкретных упреков. Мейен, однако, ни одного из них не учел, да и на письмо не ответил. В этот период он завершил монументальную докторскую диссертацию — палеоботаническую работу, надолго оторвавшую его от общих проблем эволюции. И получилось так, что вышедшая в свет в 1971 г. первая эволюционная книга Мейена (упомянутая выше “Из истории растительных династий”) в общем-то чужда тех любищевских идей, которые позже стали для него очень важными.

В книге поставлены почти все интересовавшие Мейена общеэволюционные вопросы, но нет и намека на большинство из данных им впоследствии ответов. Пожалуй, единственным исключением является фраза: “Экспансия на незанятые участки суши при незначительной конкуренции и богатом воздействии факторов, каждый из которых был в диковинку выходцам из воды,— вот, по-видимому, тот источник, которому обязан девонский мир своей сверхскоростной эволюцией”. Пояснений не было, зато был дарвинистический контекст — поэтому Любищев в своем отклике тут же заметил: “Вот так раз: незначительная конкуренция, т. е. слабый отбор — и сверхскоростная эволюция”. В действительности здесь у Мейена налицо первый намек на одно из положений впоследствии разработанной им теории глобального флорогенеза. Это положение гласит: “С более успешной макроэволюцией высших растений в экваториальной зоне можно связать лишь ослабление, а не усиление отбора в большинстве случаев”.

В 60-е годы в научной литературе безраздельно господствовало убеждение, что теория эволюции существует и это очередной вариант дарвинизма: принципиальная истина, которую следует лишь уточнять и детализировать (противоположная точка зрения содержалась только в статьях Любищева, еще не известных Мейену). Поэтому, прежде всего надо было показать, что эволюционизм есть проблема.

Большинство пробелов, указанных Мейеном, были одновременно и фактическими, и теоретическими. Таков, например, первый из них: неизвестно, как, когда и от кого произошли первые наземные растения. При этом, что особенно важно проблема прогресса и проблема разнообразия Мейеном были сразу разъединены. “Откуда же берется все разнообразие девонской флоры? Добро бы только разнообразие! Девонские растения имеют уже сложную внутреннюю структуру, которая за всю последующую историю растительного мира менялась лишь по линии второстепенных реорганизаций”.

Не более ясности было и в отношении проблемы приспособления. С одной стороны, Мейеном четко сказано, что “приспособительный смысл большинства свойств растений пока неизвестен” и что даже при катастрофических изменениях среды никаких “эволюционных вспышек” не наблюдалось. Однако, с другой стороны, “вопрос о происхождении параллелизмов не может быть окончательно решен, пока не выяснено приспособительное Значение параллельно появляющихся признаков”. То есть та мысль, что разнообразие и приспособление, — разные явления (мысль, которую я позже почерпнул именно из бесед с Мейеном), еще не выражена.

Приверженность старой системе взглядов в этот период видна у Мейена и при обсуждении проблемы вида. “Если бы биология могла точно сказать, что такое вид, то половина ее проблем была бы решена”,— это положение Мейена Любищев назвал в первом письме курьезным, заметив:

“Современные дарвинисты продолжают повторять мысли Дарвина (простительно в его время), что, разрешив проблему видообразования, мы разрешим проблему эволюции в целом”.

Разумеется, Мейен уже и тогда не был дарвинистом в обычном смысле этого слова. Его подспудная тяга к приспособительным объяснениям в равной мере связана с симпатией и к дарвинизму, и к ламаркизму, и к жоффруизму (дарвинизм объясняет процесс приспособления через отбор малых ненаправленных изменений, ламаркизм — через приспособление самих организмов в ходе жизни, жоффруизм — от имени Э. Жоффруа Сент - Илера — через изменение зародышей). И если Мейен в чем-то отдавал предпочтение дарвинской традиции, так это конкретно — ее акценту на внутривидовую изменчивость. Как в схемах дарвинистов, так и у Мейена, вид определяется не столько типовым экземпляром, сколько набором рядов изменчивости внутри вида. Так, он подробно рассмотрел монотонные ряды ископаемых кордаитовых листьев.

Монотонный ряд (листьев, спор и так далее) состоит из экземпляров, собранных в одном слое и связанных друг с другом постепенными переходами — по морфологии и микроструктуре. При этом неизвестно, какой лист какому экземпляру растения принадлежал. Мейен показал, что можно избежать многих ошибок в определении таксонов, “если больше внимания обращать на внутривидовую изменчивость спор и пыльцы, изучая ее как путем построения монотонных рядов, так и анализируя содержимое спорангиев (пыльников)”.

Это исходное внимание к полиморфизму внутри вида имело два важных результата. Во-первых, Мейену принадлежала единственная известная мне серьезная попытка синтеза дарвинизма и номогенеза (последний отвергает дарвиновский принцип случайности в эволюции, постулируя целесообразность хода развития). Эта попытка синтеза по Мейену выглядит так: изменение не случайно в том смысле, что являет собой выбор из небольшого числа вариантов, известных заранее (эти варианты, например, видны при анализе близких видов), но случайно в том смысле, что сам по себе акт выбора может быть для исследователя непонятен, непредсказуем.

Во-вторых, сопоставление полиморфизма в пределах одной особи (скажем, листьев одного растения) с монотонным рядом вскоре привело Мейена к формулировке правила множественного параллелизма. Параллелизмы строились и до него, причем иногда с блеском (школа Вавилова), но к новой теории эволюции не привели. Почему?

Ответов можно дать, много — смотря, на какой точке зрения стоять, что знать в теории и практике, что уметь понимать и какие цели ставить. Многоаспектность проблемы раскрывалась Мейену постепенно, и, пожалуй, первым крупным шагом в ее понимании было сомнение в том, что сходство есть мерило родства.

Следующий шаг состоял вот в чем: нельзя принимать аргумент, когда он работает в пользу твоего убеждения, и игнорировать, когда он работает против. Поняв это, Мейен получил в руки мощный инструмент, но тем самым и взвалил себе на плечи огромный груз: взялся за расчистку вековых завалов, созданных теоретиками, подбиравшими аргументы в свою пользу и отбрасывавшими все остальное как хлам. Весь корпус данных палеоботаники высших растений надо было просмотреть с единой беспристрастной позиции, ничего не упуская и не отбрасывая. Эта беспрецедентная работа была через много лет щедро вознаграждена: родилась теория глобального флорогенеза, впервые в науке показавшая, как фактически, без домыслов, шла эволюция.

Хорошо усвоив мысль Любищева, что систематику, морфологию и эволюционизм надо строить вместе, Мейен добавил сюда еще экологию и биогеографию, но почти не коснулся физиологии, ибо такова уж специфика палеоботаники. Как и Любищев, он исходил из того факта, что форма естественной системы организмов различна на разных таксономических уровнях. На низшем уровне (роды, виды, расы) естественна сетчатая, или комбинативная, форма системы высших организмов, “хотя именно на этом уровне, по доктрине Дарвина, можно ожидать наиболее четкую иерархичность”. То же относится и к уровням сложности организмов: “Если у низших групп система имеет вид решетки свободно комбинирующихся признаков, то с усложнением организмов решетка начинает вырождаться... в иерархию”.

Налицо был загадочный параллелизм между двумя разделами систематики — низших таксонов и низших уровней организации. Обратившись к общей теории систем, Мейен понял, что параллелизм — имманентное свойство всякой большой системы. Поэтому бессмысленно искать отдельное объяснение каждому конкретному сходству — следует положить сам принцип параллелизма в основу теории.

До Мейена в биологии было признано только одно, на сей счет правило — “правило тройного параллелизма”, которое ввел немецкий зоолог Э. Геккель для сопоставления данных палеонтологии, эмбриологии и сравнительной анатомии. Мейен тройной параллелизм дополнил до пятикратного, добавив к историческим, онтогенетическим и морфологическим параллелям между далекими видами еще и параллели между особями близких видов (или даже одного вида) и частями одного организма. Вскоре стало ясно, что сюда же надо добавить генетический, фенотипический (фенотип — совокупность признаков организма), географический и многие другие параллелизмы, так что мы будем говорить сразу о феномене множественного параллелизма, хоть у Мейена этого термина нет.

Множественный параллелизм заключается в следующем. Если составить ряд организмов (или их частей, признаков), то по какому бы принципу ряд ни был составлен, лишь бы принцип вообще был, этому ряду найдутся соответствия в рядах, составленных по другим принципам. К сожалению. Сам Мейен нигде не дал наглядного развернутого примера, иллюстрирующего эту теоретическую схему, и мне приходится конструировать пример самому.

Составим ряд растений по принципу наличия “кленового контура” листа — пальчато-лопастного с острыми концами лопастей. Сюда войдут многие, но не все, клены, платаны, ликвидамбары, смородины, аралиевые и тому подобные. Упорядочим ряд: от остролистного клена, имеющего шилообразные концы и глубоко вырезанные лопасти, до черной смородины, у которой и лопасти, и их острия едва намечены. Затем таким же образом упорядочим род Клен в целом: в этот ряд войдут все клены из первого ряда плюс остальные клены, вплоть до клена лаврового, имеющего простой, без лопастей, лист. Для третьего ряда возьмем все виды деревьев, имеющих лопастные остроконечные листья: сюда попадут многие члены первого ряда плюс, например, некоторые дубы; дуб болотный и дуб красный имеют лист почти кленового контура, но не пальчатый, то есть округлый, как растопыренная ладонь, а слегка городчатый. Четвертый ряд построим совсем иначе: возьмем любое дерево из первого ряда и упорядочим все его листья — от самых “кленовых” до самых “тупых”.

И вот окажется, что в этом последнем ряду можно найти все или почти все контуры из первого ряда и не только из него, хотя крайних членов может оказаться мало. В частности, у молодых листиков лопасти если и выражены, то слабо.

Почему же таксономически очень далекие листья имеют сходный контур, а очень близкие, в том числе с одного дерева,— различный? Даже великий Любищев прошел мимо этого факта, назвав листья “недоорганами”. А вот Мейен понял, что это — прекрасная модель для уяснения общей теории. Ведь так устроено чуть ли не всякое разнообразие, только это не всегда столь заметно.

До Мейена ряды выявляли многие, особенно Вавилов, но они попросту сопоставляли их почленно, не упорядочивая члены внутри ряда. Упорядочение начал в 1930-е годы московский ботаник Н. П. Кренке, но он не выходил за рамки предполагаемого родства, чем свел к минимуму общебиологический смысл своих результатов. Наконец, в 60-е годы палеонтолог А. Ю. Розанов составил периодическую таблицу примитивных животных — археоциат, в которой, как он писал, “совершенно одинаковые структуры появляются у разных групп археоциат в разное время. А последовательность появления одинаковая”, притом практически не зависившая от конкретных условий среды. Поначалу Мейен старался объяснить это “по Шмальгаузену”: появление каждого свойства создает принципиальную возможность для создания на его базе каких-то новых свойств, что и объясняет сходство последовательностей. Однако вскоре он обнаружил на своем материале, что последовательность появления свойств тоже может быть различной.

Оставалось упорядочивать, исходя из собственной логики рядов, что впоследствии и привело Мейена к понятию повторного полиморфного множества.

Известно, что Вавилова называли “ботаническим Менделеевым”, однако следует отметить, что у Вавилова нет периодических систем. А аналог периодичности возникает лишь тогда, когда в нескольких параллельных рядах, выстроенных по горизонтали в порядке возрастания или убывания какого-либо признака или качества, обнаруживаются параллельные ряды и по вертикали.

Так, можно выстроить в порядке размывания “кленового контура” клены (от остроконечного через округлый и яйцевидный до ланцетовидного), под ними — смородины (так же от остроконечной через округлую до яйцевидной), а еще ниже — аралиевые (в той же последовательности форм). При этом остроконечные формы образуют свой вертикальный ряд, округлые -— свой, яйцевидные — свой и так далее. Разумеется, некоторые клетки останутся пустыми.

Аналогично сказанному, периодические ряды можно построить для типов жилкования листа. Они поразительно напоминают ряды типов жилкования крыльев насекомых. Понятно, что отсюда вовсе не следует вывод ни об общем предке, ни о приспособлении к общим условиям существования:

в обеих группах попросту реализованы все мыслимые признаки и качества.

“Таким образом,— читаем у Мейена,— мы видим, что органическая форма (в данном случае — лист) распадается на несколько независимых систем с присущими им целостными свойствами, причем законы преобразования в пределах одной системы связаны с законами других систем, но не сводятся к ним”. Эти преобразования Мейен хотел видеть в форме преобразований криволинейной симметрии — преобразований как типологических (среди ныне живущих форм), так и исторических. “Развитие элементов симметрии у наземных растений происходит со временем, причем раньше в микроструктуре, потом в макропризнаках,— я имею в виду геологическое время” (из письма Любищеву от 13 июня 1970 г.).

Сравнив сказанное с монотонными рядами и с пятикратным параллелизмом, можно догадаться, что нащупан какой-то общий закон эволюции — эволюции, понимаемой как преобразование разнообразия. Но чтобы ясно выразить суть этого закона, Мейену пришлось придумать новое направление классификационной науки, взаимодополнительное к обычной систематике,— мерономию.

Итак, Мейеном был нащупан общий закон эволюции, понимаемый как преобразование разнообразия.

Традиционно изучением биологического разнообразия заняты две дисциплины — морфология и систематика.

Морфология классифицирует органы, а систематика — организмы. В систематике есть общее понятие для всех единиц классификации, то есть вида, рода, семейства и так далее: это таксой. Аналогичное понятие — мерон (от греческого “мерос” — часть) — Мейен предложил для морфологии. Этот термин означает множество однотипных органов, или частей тела, или свойств, сходных в неком определенном, интересующем исследователя смысле. Отсюда ясно, что если организм имеет признаки, свойства, органы, то таксой имеет мероны. Скажем, у позвоночных обычно две пары конечностей — плавники, ласты, лапы, крылья, руки, ноги; значит, таксон “позвоночные” имеет мерон “парные конечности”.

В отдельных случаях мерон полностью определяет собой соответствующий таксон: например, мерон “цветок” характеризует отдел цветковых — покрытосеменных. Однако чаще с помощью мерона можно составить ряд или систему рядов вне соответствия таксонам. Так, мерон “пищеварение” свойствен и животным, и насекомоядным растениям, а мерон “кленовый контур листа” объединяет самые разные растения, хотя и не все клены. Укажем также, что конкретный орган является состоянием мерона: к примеру, рука — состояние мерона “конечность”, характерная для таксона “человек”.

По Мейену, классификационная наука (он не вполне удачно называл ее типологией) состоит из таксономии — исчисления таксонов, и мерономии — исчисления меронов. Всякая классификация строится итеративно, то есть путем поочередного обращения то к таксономии, то к мерономии. Следовательно, любая система возникает не сама по себе, а из какой-то прежней системы; первая же система, с которой все началось, это даже не система, а набор бытовых, как говорил Мейен, “кухонных” соображений. Поэтому заблуждается тот исследователь, который полагает, что строит систему сам, пользуясь лишь знанием организмов и логикой.

Итак, если мы хотим обращаться к таксонам и меронам попеременно, то их нельзя определять независимо — они должны быть, как говорят в точных науках, взаимодополнительны. Вместе с тем, с одной стороны, мерон нельзя сформировать, пока неизвестно, о каких таксонах идет речь. К примеру, перечисленные выше состояния мерона “конечность” (плавник, ласта, лапа, крыло, рука, нога) характерны для таксона “позвоночные”, однако при рассмотрении этого понятия на таксой “моллюски” понадобятся иные состояния мерона — щупальца и так далее. С другой стороны, сам таксой определяется через свои мерены: отряд змей следует характеризовать как пресмыкающихся с нулевым состоянием мерона “конечность”, ибо если есть хоть что-то от плечевого пояса, то это уже не змея, а безногая ящерица.

В этой чехарде попеременного обращения от таксонов к меронам и обратно каждый исследователь должен освоиться, прежде чем сможет сам что-то всерьез классифицировать. До сих пор это делалось бессознательно, но на то и существует наука, чтобы познание шло сознательно.

При переходе от одного таксона к другому всегда наблюдаются сходства. В наглядном виде это обычно параллельные ряды. Однако далеко не во всех случаях их можно объяснить общепринятыми положениями, — то есть наличием независимых приспособлений к среде обитания или унаследованием от общего предка. Так, рисунки контура и жилкования листа никак не связаны с приспособлением к среде обитания:

сторонники номогенеза это доказали многократно, и повторяться у меня нет ни желания, ни места; пусть дарвинисты, ламаркисты или жоффруисты, утверждающие противоположное, приведут наконец хоть какие-то аргументы. В равной мере специфика этих рисунков — вовсе не результат унаследования от общего предка: если общий предок насекомых и высших растений даже и существовал, то он не имел ни листьев, ни крыльев. Поэтому Мейен предложил описывать параллельные ряды с помощью процедуры, преобразующей один ряд в другой. В точных науках такая процедура формализована и известна как преобразование симметрии, однако в биологии мы чаще всего вынуждены ограничиваться до сих пор словесными или рисуночными описаниями.

Итак, если для каких-то параллельных рядов можно выявить то преобразование, которое превращает один ряд в другой, то налицо рефрен. Пока укажем, что этот введенный Мейеном термин означает повторяющуюся последовательность. Таков, например, рефрен “кленовый контур листа”, причем здесь преобразованием является размывание остроконечного контура, описанное мной выше. Наиболее яркий пример рефрена - периодичность. В этом случае преобразование от одного ряда к другому можно формализовать — так же, как в системе химических элементов движение вдоль строки (ряда) описывается заполнением одного уровня электронов, а от строки к строке — появлением нового уровня.

В 1976 году Мейен формулировал:

“Рефрен — это такое множество объектов, принадлежащих разным таксонам, которые (объекты.— Ю. Ч.) могут быть сделаны неразличимыми посредством одного и того же преобразования”. Позже он уточнил определение, выразив рефрен через мерон:

“Эту повторяющуюся, подчиненную одному правилу преобразования последовательность состояний мерена назовем рефреном”. Как видим, термин “рефрен” использован в двух смыслах: как само преобразование и как его результат. Однако мысль Мейена легче понять по первому из его определений: именно оно показывает, что рефрен призван играть в описательных науках ту роль, какую в математике играет формула.

Отсюда многое упрощается. Множественный параллелизм теперь может быть выражен правилом: у разных таксонов — общие мероны. Онтогенез формулируется как движение вдоль рефрена “индивидуальное развитие”. А основной биогенетический закон Мюллера — Геккеля, согласно которому онтогенез есть краткое повторение эволюции, превращается из исторического анекдота в инструмент познания: онтогенез вовсе не повторяет эволюцию (это был бы физиологический абсурд), но похож на него в силу сходства рефренов. Причина этого сходства — в том факте, что разнообразие организмов имеет единую рефренную структуру. Ее-то и называют обычно законами морфологии.

Понимание данных законов — едва ли не главная задача биологии. Однако чтобы приступить к ней, надо было переосмыслить в новых понятиях основную идею морфологии — идею архетипа.

Со времен Ричарда Оуэна, то есть с середины прошлого века, архетипом таксона называют обобщенный план строения организмов данного таксона. Грубо говоря, — это схематический рисунок, изображающий то, что есть у всех членов таксона. А у Мейена архетипом называется другое — многомерная таблица, где каждая строка — мерон, а каждый столбец — особь (точнее — перечень в принципе возможных для данного таксона свойств особи). Иными словами, архетип по Оуэну — пересечение множеств признаков, а по Мейену — их объединение. Однако при анализе эволюции оба понятия архетипа взаимодополнительны.

И опять многое становится понятнее. Например, в эволюции таксонов выявляются два основных феномена: появление новых строк в архетипической таблице (это можно назвать прогрессивной эволюцией) и преобразование разнообразия в пределах существующих строк (все прочие процессы). Теории — пусть и ущербные — фактически предложены только для второго феномена. Однако главная проблема — понять первый феномен, то есть, как в эволюции образуется нечто совсем новое.
Согласно Мейену, такие акты новаций происходят в природе исчезающе редко, тогда как вся остальная эволюция являет собой лишь игру с уже существующими “кирпичиками”, их перетасовку и распространение. Пусть Мейен и не решил всю проблему прогрессивной эволюции, но он дал язык, на котором можно выразить ее специфику, а это само по себе очень важно. И до него французский философ-эволюционист Анри Бергсон писал в 1907 году, что создание эволюционных новшеств есть творчество, аналогичное придумыванию новой идеи. Но теперь стала очевидной пропасть между “творческой эволюцией” по Бергсону и “плоской эволюцией” по Дарвину, ибо дарвинизм ничего не знает о новых строках архетипической таблицы.

В промежутках между актами новаций эволюция идет в рамках заданного разнообразия элементарных свойств и потому, казалось бы, должна быть легко понятной. Однако и тут Мейен указал на принципиально важный момент: “При желании можно любой современный полиморфизм прочитать как временную последовательность”, что дарвинисты постоянно и делают, но что на самом деле неправомерно. Например, обнаружив появление отдельных черных бабочек среди множества пестрых, многие ученые легкомысленно заявляли, что налицо акт приспособительной эволюции. В действительности же здесь только частное приспособление, но не эволюция. У всех бабочек есть гены, ответственные за синтез различных пигментов, причем пестрая мозаика рисунков определена сложным физиологическим механизмом, и черный цвет в данном случае — всего лишь отклонение от нормы уродство, способное оказаться полезным в очень специфических условиях — при загрязнении внешней среды.

Реальная эволюция шла путем выработки механизма раскраски, а не путем его разрушения. Поэтому факт “полезности” черной окраски на черном фоне маскирует гораздо более важную вещь:

появление черной бабочки среди ее пестрых сестер столь же неизбежно, как и овального листа среды обычных листьев клена. Переход от одного представителя разнообразия к другому, существующему с ним одновременно,— еще не акт эволюции.
Поэтому, чтобы понять, что же является элементарным актом эволюции, Мейену понадобилось ввести еще два понятия:

семофилогения и транзитивный полиморфизм. Семофилогения — это эволюционное преобразование мерона, то есть временной рефрен. Зачастую она бывает хорошо документирована ископаемым материалом, который можно достаточно уверенно выстроить во временной ряд, притом составленный из географически близких или даже монотонных форм. Говорить об эволюционном преобразовании таксона правомерно только в тех случаях, когда семофилогении основных его меронов обнаруживают один и тот же эволюционный путь.

Так, вполне можно утверждать, что при эволюции обезьяноподобного предка в человека мерон “передняя конечность” принял значение “рука” и что в тот же эволюционный промежуток изменились и другие мероны, обеспечив этим прямохождение, увеличение черепной коробки, уменьшение челюстей, инволюцию волосяного покрова и многое другое. В этом смысле действительно человек произошел от обезьяны. Но только в этом! Ибо все попытки конкретизировать путь от древних обезьян к человеку оказались безуспешными: у одних ископаемых видов сперва “очеловечилась” рука, у других — черепная коробка, у третьих — челюсти и так далее. И чем больше мы узнаем об ископаемых гоминидах, тем яснее видим несовпадение семофилогений.

Этим последним фактом, кстати, широко пользуются “научные” креационисты. Однако им рано праздновать победу над эволюционизмом, так как на самом-то деле налицо победа лишь над дарвинизмом. Дарвинизм постулирует, что элементарный акт эволюции — вытеснение одного признака другим, а такого акта действительно не бывает:

даже если истребить носителей данного признака, он все равно возникнет в ближайших поколениях. Наследуются не сами признаки, — наследуется система их разнообразия, или, если точнее,— не отдельные состояния меронов, а рефрены меронов. Вот этот феномен Мейен и определил как транзитивный полиморфизм.

Элементарным актом эволюции при этом оказывается резкое, иногда в одно поколение, качественное изменение полиморфизма — одновременно существующего внутривидового разнообразия. То есть это — переход от одного набора меронов к другому набору, общему для всего таксона. И в приложении к очень важному случаю — происхождению цветка — Мейен построил убедительную модель такого эволюционного, притом прогрессивного акта.

Подобную теорию эволюции, эволюции, понимаемой как преобразование разнообразия, Мейен назвал номотетической.

Однако для ее окончательного создания надо было, прежде всего, понять те познавательные принципы, на которых можно хотя бы приближенно выяснить, что есть истина в историческом прошлом. Сначала основной источник эволюционных построений Мейена состоял в наличии сходств между рефренами ныне живущих и ископаемых организмов. В дальнейшем ему удалось показать, что на таком базисе ничего устойчивого построить нельзя. Анализ рефренной структуры разнообразий сам по себе — чисто структуралистический, а не исторический инструмент. Так называемый исторический метод в биологии сводится к чехарде филогенетических анекдотов.

Следовательно, для построения эволюционной теории следовало разработать принципы исторических реконструкций (ИР). Мейен посвятил им ряд работ, и основной его вывод состоял в следующем. Принципы ИР (он выявил их девять) образуют единый познавательный инструмент: “Изолированное приложение любого из принципов невозможно: все принципы, так или иначе, сцеплены друг с другом. Поэтому ИР всегда будет не разовым построением, выполняемым с одного захода, а повторяющейся... процедурой, последовательно приближающей к согласованию доступные факты и эмпирические обобщения”. Другими словами, всякая ИР, как и система, строится на основе какой-то предыдущей ИР, так что предыдущие построения не отбрасываются, а переосмысливаются. И результатом работы должна быть система, которую не надо то и дело пересматривать: “Устойчивость ИР на введение... новых признаков и принимается критерием истинности”. В этом очень важном пункте Мейен следовал за Любищевым. Насколько ему удалась эта работа, попробую пояснить на одном примере.

Попросту говоря, Мейену впервые удалось показать, что эволюция была на самом деле. Когда я сказал ему, что именно так воспринимаю его глобальный флорогенез, он удивился, но ничего не возразил.

Разумеется, отдельных, хорошо обоснованных родословных было предложено много и до него, но если подвергнуть их рефренному анализу, то окажется, что об эволюции они говорят мало. Их авторы, по-видимому, все без исключения, попадались в одну и ту же методологическую ловушку: выстроив какие-нибудь ископаемые организмы в ряд — от самых древних до самых молодых, — так что соседние образцы сильно похожи друг на друга, исследователь уверенно заявлял, что ряд является генетическим, то есть соседние формы связаны отношением “предок-потомок”. Однако для подобной уверенности нет оснований, и Мейен решительно возражал против такого самообмана, ибо в аналогичные же ряды можно выстроить одновременно живущие виды, а они заведомо не связаны отношением “предок-потомок”.

Более того, родство ныне живущих организмов, известных нам во всей полноте их свойств, приходится то и дело пересматривать, и зачастую общепризнанные “близкие родственники” вдруг предстают как очень дальние. А вся систематика держится на святой вере в то, что родство заведомо имеет место. То есть саму идею родства проверке не подвергают.

Рефренный анализ рушит эту веру: если, во-первых, все сходства выстраиваются в рефрены, а рефрены в принципе одинаково устроены у живых и неживых форм, и если, во-вторых, даже у живых форм сходные рефрены могут ничего не говорить о родстве (наш пример: жилкование листьев и крыльев), то тезис “сходство есть мерило родства” теряет смысл. Выходит, Любищев был прав, отказывая современной ему палеонтологии в статусе эволюционного арбитра, и у нас нет прямых доказательств эволюции?

Те, кто не имел святой веры в родство, всегда заявляли, что эволюция ничем не доказана, однако до 1980 года их можно было не замечать. Но вот в 70-е годы, сперва среди протестантов - фундаменталистов США, начал возрождаться креационизм, то есть святая вера в независимое творение каждого вида, и читающей публике не оставалось ничего другого, кроме как выбрать одну из вер. Не ведая о рефренах, креационисты стали быстро набирать сторонников, в том числе, с началом “перестройки”, и в СССР. Так что глобальный флорогенез Мейена оказался более чем актуален.

“Многое в истории разрешает география” — этой фразой из Гоголя Мейен начал статью “География макроэволюции у высших растений” (“Журнал общей биологии”, 1987, № 3; статья вышла в свет уже после смерти автора). Задача была такой: “совместить филогению таксонов (эволюцию.— Ю. Ч.) с конкретным биогеографическим фоном, как бы спроецировать ее на историю...”. Иными словами, показать, как в своем конкретном месте и времени один конкретный таксон преобразовывался в другой.

Суть глобального флорогенеза Мейена состоит в том, что “в последевонское время подавляющее большинство порядков и семейств впервые появилось в экваториальном поясе, а далее они или не выходили за его пределы, или проникали в бореальные и нотальные фитохории (северные и южные ботанико-географические зоны.— Ю. Ч.). Это проникновение обычно происходило с задержкой, иногда на целый период, и, вероятно, приурочивалось к эпизодам потеплений. Далее судьба переселенцев из низких широт была различной. Они или исчезали при очередном похолодании, или же удерживались на новом месте, но с этого времени незначительно меняли свою общую организацию, давали начало новым видам, реже родам и лишь в исключительных случаях — таксонам более высокого ранга, но не выше порядка”. Другими словами, можно говорить о действии “экваториальной помны”, которая при потеплении закачивает виды, возникшие у экватора, на юг и на север. Эту картину Мейен назвал фитоспредингом — “по аналогии со спредингом (растеканием) морского дна в рифтовых зонах” — то есть по аналогии с теорией дрейфа континентов.

Менялись положение и очертания материков, менялись климаты и флоры, но неизменно — в течение последних 350 млн. лет — действовал глобальный эволюционный механизм: новые формы наземных растений возникали в жарком климате и, немного изменяясь, расселялись в более холодные зоны.

Образно говоря, Мейен показал, где, когда и каким образом изменялись растения суши, постепенно преобразуясь из риний — первых робких стебельков на суше — в хвойные.

Поскольку Мейен обнаружил и убедительно описал единый механизм преобразования всех (в указанных рамках) растений, то таксоны и флоры впервые предстают перед нами в становлении. Говорить о том, что они каждый раз создавались Богом сразу в законченном виде (Адам и Ева, согласно книге Бытия, созданы взрослыми), теперь нельзя. Верующий человек, изучивший основы палеоботаники, увидит теперь Бога не в примитивном облике кустаря, поштучно изготовлявшего все на свете, а в облике величественного творца общих законов, в том числе — эволюции. Именно в такого Бога верили и Ламарк, и Дарвин, и Мейен, продолжавшие этим традицию великих богословов-ученых, из которых напомню хотя бы Альберта Великого и Фому Аквинского.

Основной результат работ Мейена, позволяющий мне уверенно говорить, что его теория соответствует реальному ходу эволюции, состоит в следующем. Мейен всю жизнь был противником априорного представления естественной системы организмов в форме древа, оставляя эту форму в качестве априорной только для систем искусственных. Тем не менее, его система высших растений, построенная как естественная, на основе данных флорогенеза, оказалась именно древом. Он сам говорил мне об этом с некоторым удивлением, но таков итог: все семофилогении сошлись у него в единую филогению.

Мейен довольно точно указал таксономическую границу филогении: это — семейства и выше. То есть налицо вовсе не возврат к геккелизму, не распространение дарвиновской идеи дивергенции на высшие таксоны, а обоснование принципиально иного процесса: сетчато-параллельная эволюция низших таксонов (виды, роды) сама собой вырождается на высших таксонах в древо, то есть в иерархию.

Вопрос о факторах эволюции Мейен едва успел наметить, но и здесь ясно виден его подход с позиции общей теории систем. Ограничусь одной, наиболее четкой формулировкой: “Модель прерывистого равновесия, предложенная ранее для видообразования (длительные периоды равновесия сменяются быстрыми перестройками), отражает то, что происходит с флорами. Периоды медленного изменения флор перемежаются короткими интервалами их перестроек (на что палеоботаники обратили внимание еще в прошлом веке). Основным фактором, вызывающим быстрые флористические смены, было изменение климата”. Из других факторов, как уже было сказано, он отмечал ослабление отбора...

Прежние креационисты, умевшие спорить с эволюционистами всерьез, всегда указывали на главную слабость эволюционизма:

никогда не удается назвать конкретного предка ни для одного вида. Теперь ясно, почему так: не вид преобразуется в вид за счет дивергенции — расхождения, как учил Дарвин, а семейство преобразуется и семейство за счет транзитивного полиморфизма видов и родов. Быть может, вообще у ответа на вопрос о том, какой вид был предком данного, нет перспективы.

Нельзя сказать, что эта мысль совсем уж нова: за 230 лет до Мейена нечто похожее писал великий натурфилософ Пьер Мопертюи: “...Память о первоначальном состоянии элементов исчезает, и от нас остается скрытым наше происхождение”. Но в биологии долго господствовала противоположная идея: во что бы то ни стало выяснить родословные. Чтобы дать синтез этих, казалось бы, несовместимых идей, вновь понадобился великий натурфилософ. Им, как мне представляется, и являлся Сергей Викторович Мейен, сумевший быть натурфилософом в науке, не ставившей ни в грош натурфилософию.

ЗАГАДКИ ГЕНИАЛЬНОСТИ
В. ЭФРОИМСОН, доктор биологических наук
Шлем Перикла

Нередкое свойство людей талантливых, лидеров в своей области деятельности — высоколобость.

Что общего между гениальными или выдающимися полководцами, государственными деятелями, писателями, поэтами, скульпторами, художниками, композиторами, естествоиспытателями, изобретателями? Общее — поразительная напряженность интеллекта, независимо от того, должен ли полководец сообразовать возможности своих войск с действиями противника, должен ли политик рассчитать и взвесить ближние и дальние последствия своих действий, писатель — создать впечатляющий образ, а художник, архитектор — целое и частное, композицию, деталь, поэт — найти “наилучшие слова в наилучшем порядке”, композитор — воспроизвести мелодию, отображающую настроение, естествоиспытатель и изобретатель — выбрать из бесконечного множества возможных опытов именно тот путь, который вероятнее всего ведет к успеху. Во всех случаях недостаточно только одного чувства слова, ритма, абсолютного слуха, чутья, знания научной литературы. Необходима материальная база интеллекта — мозг, способный к интенсивному функционированию.

Обратимся к известным данным. Объем мозга, начиная от австралопитека и до современного человека, шел по нарастающей: 435—540, 633—684, 790—975, 915—1225, 1000—2000 куб. см. При этом количество его нервных клеток, нейронов, увеличивалось примерно так: 4,0—4,5 Х 10⁹, 5,5 X 10⁹. 8,5 Х 10⁹, У современного человека, как считается, 9 Х 10⁹ нейронов. Характер эволюции здесь очевиден. Соз-

Продолжение, Начало в № 8, 9.

давший человечество естественный отбор направлялся на увеличение размеров мозга и особенно лобных долей, и одно это позволяет предполагать наличие некоторой (отнюдь не полной!) зависимости между размером головы, относительной высотой лба и интеллектом.

Современными исследованиями установлено, насколько сильно мозг человека мобилизован энергетически. Именно в его тканях, по сравнению с другими, имеет место активация максимального количества генов. Можно утверждать, что в мозгу, как ни 6 какой другой ткани, максимально мобилизуется и используется генотип человека. К этому стоит добавить, что та часть мозга, деятельность которой соотносится с физиологической функцией центральной и периферической нервной системы, составляет около трети или четверти его объема. Остальная, большая часть выполняет функцию мышления. Так что постановка вопроса о значении объема мозга далека от примитивной.

Канон, выработанный еще древними, гласил: нормальная высота головы равна одной седьмой роста человека, высота лба составляет треть лица. Афинские комедиографы называли Перикла “цефалогеритом” — “многоголовым” из-за огромной его головы (кстати, в те времена органом мышления считалось сердце). Чтобы скрыть этот “недостаток”, его изображали непременно в шлеме. Насмешники и не подозревали, что через тысячелетия прозвище многое расскажет об основах поразительного ума и многосторонности Перикла.

Сотни и десятки тысячелетий, вплоть до изобретения письменности, весь накапливаемый людьми опыт приходилось запоминать, сравнивать, сопоставлять в уме — и те роды, племена, которые что-то важное в ходе социальной преемственности теряли, уступали место племенам достаточно памятливым и психически гибким в сохранении своего опыта и обогащении опытом чужим. Нам трудно представить себе многообразие умений, которые нашим предкам нужно было держать в молниеносной готовности к использованию.

Нужно сказать, что именно внутренняя энергия, необычайная устойчивость к дееспособности является самой общей, почти обязательной особенностью людей высокоодаренных. В афористичном народном языке эту особенность запечатлело известное присловье — “семь пядей во лбу”.

Не прибегая к циркулю, можно выделить несколько типов высоколобья — гигантолобых, очень высоколобых, нормальнолобых, низколобых. На луврском портрете Микеланджело с повязкой на голове без труда просматривается могучий, необычайно широкий и высокий лоб. Генетики в этом случае вспомнят лица Менделя и Моргана, Мёллера, Добжанского, физики — Кюри-Склодовской, Лейбница, Ньютона, музыканты — Бетховена, Грига, Чайковского, Рубинштейна.

Попытаемся объективировать эту особенность на основе серий групповых портретов. Воспользуемся тем, что в книге Э. Кречмера “Гениальные люди” (1958) приложены около 80 портретов. Исключив тех, у кого из-за париков, шляп или причесок трудно определить тип лба, даже при грубом сопоставлении увидим, что “кречмеровские” гении поражают частотой гигантолобия. Здесь оба Гумбольдта, X. Вольф, Лейбниц, Я. Бёме, Кант, Гёте, Мендель, Шлейден, Дарвин, Пастер. Почти половина гениев Кречмера оказалась гигантолобой (12) и очень высоколобой (20).

Второе издание Большой Советской Энциклопедии в рубрике “Гений” называет К. Маркса, Ф. Энгельса, В. И. Ленина, М. В. Ломоносова, А. С. Пушкина, Д. И. Менделеева, И. П. Павлова, И. В. Мичурина, М. Горького, Аристотеля, Коперника, Галилея, Ньютона, Дарвина. Из них три последних — подагрики. Гигантолобые — Маркс, Энгельс, Ленин, Менделеев, Павлов, Коперник, как, впрочем, Галилей и Дарвин. Почти у всех так или иначе создавались благоприятные условия развития интеллекта с наличием интенсивного импрессинга. Дед Мичурина был создателем знаменитого сорта яблок, Менделеев и Павлов рано попали в среду, кипящую естественнонаучными интересами. Ч. Дарвин положительно вырос в такой среде, тогда как Ломоносов, закаленный помор, в нее пробился. Раннее детство Горького, именно в силу особенностей его личности, позволило ему, как и Диккенсу, из последующих бедствий и странствий извлечь свои “университеты”.

Объективна лишь общая тенденция: сильно повышенная частота высоколобия у выдающихся людей.

Существенно и то, что высоколобые не знают профессиональных ограничений. Это генераторы ума и энергии. Рассмотрение любого вида одаренности — математической, лингвистической, шахматной и т. д. показывает, что каждая состоит из целого ряда независимых друг от друга, первичных “элементарных” способностей, вероятно независимо наследующихся, весьма возможно независимо друг от друга развивающихся. Очевидно, что только на основе какой-либо благоприятной комбинации этих дарований могут дать благоприятный результат акцентированная уратами (гиперурикемией) целеустремленность, гипоманиакальный подъем работоспособности, синдром Марфана, гигантолобие.
Династическая гениальность

В истории общества есть немало примеров гениальных и высокоталантливых родов, о которых можно было бы сказать, что здесь сыграли свою роль наследственные механизмы, сказались социальная преемственность и брачный подбор. Это так называемая династическая гениальность.

Все из перечисленных факторов гениальности носят в значительной мере наследственный характер и подчиняются законам генетики. Но в династической гениальности существенно то, что “родоначальник” создает нередко какую-то социальную преемственность, будь то знатность, знаменитое имя, ранняя приверженность к определенному роду деятельности, рано закрепленный интерес к ней, благоприятный социум и т. д. Совокупность таких факторов прослеживается и в истории династии султанов Османов, основатель которой, подагрик, положил начало господству турок - османов в Малой Азии;

и у подагрической династии Медичи, двести лет игравшей крупнейшую роль в культурной, дипломатической, религиозной, финансовой, военной жизни северной Италии и Франции. Основатель династии Бэконов, Николас Бэкон, сын фермера, достиг должности лорда — хранителя печати. В 65 лет сэра Николаса начала мучить подагра. Эту болезнь унаследовали от отца его сыновья Фрэнсис и Энтони Бэконы, известные деятели в царствование Елизаветы и Якова I.

Празднуя свой юбилей, жители Базеля особо отметили династию Бернулли, которая дала гениальных математиков. Старший сын Якоб (1655— 1705), изучивший по настоянию отца теологию, стал, однако, профессором математики Базельского университета, выдающимся ученым, как и его третий брат, Иоганн. В родном их городе кафедру математики в течение 105 лет занимал кто-нибудь из Бернулли. Пятеро из этого семейства были почетными членами Санкт - Петербургской академии наук.
Петр Толстой и другие

Остановимся на династии Толстых — Пушкиных. “Голова, голова, как бы не так умна ты была, давно бы отрубить ее велел”,— говаривал царь Петр I об одном из активнейших своих приближенных Петре Андреевиче Толстом (1645—1729). Сторонник царевны Софьи, П. А. Толстой перешел в лагерь Петра. Человек старого закала, он оказался незаменимым в бурное время петровских преобразований и уже 80-летним стариком ввязался в борьбу против всемогущего Меншикова, лишен всех званий и сослан вместе с сыном. Графский титул был возвращен его потомкам много позднее.

Знаменитый наш биолог Н. К. Кольцов, предвосхитивший главные принципиальные положения молекулярной биологии и генетики, в 1926 году, когда велик был интерес к разработке проблемы творческой одаренности, опубликовал родословную этой династии. П. А. Толстой был дальним предком не только Толстых — Льва Николаевича, Алексея Константиновича, даже по одной линии Алексея Николаевича Толстого, но также Одоевских, Чаадаева, а по отцу и Тютчева. Одна из замечательных особенностей П. А. Толстого, которую он передал многим потомкам,— долголетие, жизненная энергия, а у некоторых — огромная физическая сила.

Дед П. Я. Чаадаева князь М. М. Щербатов (1733—1790), историк, выступавший с критикой всех начинаний Екатерины II. После его смерти императрица приказала конфисковать и доставить лично ей все его рукописи. Их оказалось немало;

многотомный труд князя Щербатова по истории России предшествовал работе Карамзина, был он автором незаконченного социального романа “Путешествие в землю Офирскую”. Внуку довелось не только ознакомиться с 15 000-томной щербатовской библиотекой, но и унаследовать многие фамильные таланты. Кстати, внучкой П. А. Толстого была мать П. Я. Чаадаева.

Жизнь этого замечательного русского мыслителя, его судьба — наглядное сочетание того, как оптимальный импрессинг, прекрасное образование, блестящие дарования, полностью не раскрывшиеся из-за тоже наследственных тяжелых депрессий, пришли в противоречие с социальным фактором—эпохой Николая I.

Братья Чаадаевы получили прекрасное домашнее образование, в Московском университете слушали лекции блестящих профессоров, поступив в гвардию, участвовали в сражениях при Бородине, Тарутине, Малом Ярославце, Люцерне, Бауцене, Пирне, Кульме, Лейпциге. В 1816 году в Царском Селе Петр Яковлевич познакомился с Грибоедовым и лицеистом Пушкиным. Получив наследство, он путешествует за границей — но состояние его ужасно. Его гнетут тоска, бездеятельность, он часто жалуется на несуществующие болезни. 16-летний Пушкин восхищался Чаадаевым:
Он высшей волею небес

Рожден в оковах службы царской,

Он в Риме был бы Брут, в Афинах

Периклес,

А здесь он — офицер гусарский.

Дружба с молодым поэтом, особенно же работа над “Философическими письмами” — это периоды огромного, поистине гипоманиакального душевного подъема в жизни Чаадаева. Иначе “откуда бы он взял это могучее волнение, чисто личное, неповторимое, которое проникает всю его доктрину и сообщает такую неотразимую убедительность его слову?” И еще из характеристики чаадаевских “Писем”: “В железной и вместе свободной последовательности его умозаключений столько сдержанной страсти, такая чудесная экономия сил, что... за один этот строгий пафос мысли его “Философические письма” должны быть отнесены к области словесного творчества наравне с пушкинской элегией или повестью Толстого”.

Чеканны и автобиографичны слова Чаадаева: “Во Франции на что нужна мысль? Чтобы ее высказать. В Англии? Чтобы привести ее в исполнение. В Германии? Чтобы ее обдумать. У нас? Ни на что!”
Круг поэтов

В 1924 году Е. Н. Каменева провела психиатрический анализ пушкинского рода. Оказывается, А. С. Пушкин и Л. Н. Толстой имеют некоторую долю общих генов — по линии сестры жены прапрадеда Л. Н. Толстого по матери. Предки великого поэта как с материнской — Ганнибалы, так и с отцовской стороны в обеих своих ветвях несли гены как повышенного уровня мочевой кислоты в крови (подагры), так и циклотимии — пульсации жизненного тонуса, чередования его резкого усиления с падением. Комбинаторность дарований великого поэта, его близость к циклотимной конституции прослеживается как по отцовской, так и по материнской линиям. Это исследование Е. Н. Каменевой полувековой давности удивительным образом отвечает проблематике биологических механизмов поддержания гениальности.

Е. Н. Каменева мимоходом упоминает о наследовании “артритизма” у Пушкиных, с прямым указанием на подагричность у отца Александра Сергеевича и у брата Льва. По Вересаеву, подагра была и у дяди Пушкина, Василия Львовича. Это не удивительно, ибо из всех видов “ортризма” наследственна именно подагра. Владимир Даль вспоминает, как к нему пришел, хромая, с палкой А. С. Пушкин и пожаловался, что совсем его замучили “рюматизмы”. Отец А. С. Пушкина описывал страшные “ортрические” боли в ноге сына, когда тот приехал после свадьбы в Петербург.

Другая особенность — плохое самочувствие весной и летом, резкое падение работоспособности, сильный подъем его осенью — зимой (вот она, Болдинская осень!) — все это характерно для психической конституции гипоманиакально - депрессивных гениев, передававшейся по наследству в роду Толстых — Пушкиных.

Высоколобым, а точнее — гигантолобым был князь А. И. Одоевский (1802—1839), декабрист, поэт, представитель одной из знатнейших семей России. После 12 лет сибирской каторги ему милостиво разрешили вступить рядовым в Кавказскую армию. Там он и умер от лихорадки в Лазаревском форту. Стихи он начал писать рано, но не издавал их, и если бы не друзья, то от его творчества не уцелело бы ни строки. Собрание его сочинений вышло в 1958 году.

Писателем, поэтом был и другой Одоевский, Владимир Федорович (1803—1869). Вместе с Грибоедовым и Кюхельбекером он издавал альманах “Мнемозина”, получил известность как музыкальный критик и стал одним из зачинателей русского музыковедения, участвовал в учреждении Археологического и Географического обществ. Деятельно занимался организацией благотворительных детских приютов и больниц. Круг его общения — А. С. Пушкин, Глинка, Лермонтов, Жуковский, Вяземский, Даргомыжский.

Поэтом был и Д. Веневитинов (1805—1827), тесно связанный с идеями декабризма и декабристским движением. С раннего детства — общество умнейших, образованнейших людей своего времени; с юности — принадлежность к цвету его гуманистической интеллигенции. В поэзию он вошел “династически”. И ранняя смерть его отмечена печатью времени. Вместе с французом Воше Веневитинов проехал часть пути в Сибирь, провожая к декабристам графиню Лаваль. В дороге его и Воше арестовали. Допрос в III отделении так подействовал на Веневитинова, что он заболел “тифозной горячкой” и скончался.

Наибольшая известность Ф. И. Тютчева (1803—1873) как поэта началась, когда ему пошел уже шестой десяток лет. Он поражал современников способностью читать с удивительной быстротой, помнил все до мельчайших подробностей, начитанность его была изумительна. Биографы упоминают его подагру. По воспоминаниям И. Аксакова можно судить о таком факторе импрессинга, как первые воспитатели. О “дядьке” Тютчева И. Аксаков писал, что он напоминал знаменитую няню Пушкина. Николай Афанасьевич сопровождал Тютчева и в его заграничных командировках, и в многолетних службах. На десятом году жизни родители пригласили к Тютчеву воспитателем С. Е. Раича, который приобщил своего ученика к поэзии и литературе.

Поэт, писатель, драматург, Алексей Константинович Толстой (1817—1875) зачитывался книгами с шести лет, был необычайно силен — гнул подковы, связывал в узлы кочерги. Знатный, богатый, образованный, друг будущего императора Александра II, он еще в университете стал тем “архивным юношей”, которые знают все и обо всем. У него была феноменальная, почти фотографическая память, почти идеальные условия для реализации творческой натуры. Стихи А. К. Толстой писал с шести лет. На них сочиняли музыку Чайковский, Мусоргский, Римский-Корсаков, Рахманинов, Кюи, Танеев.

Генетика А. К. Толстого небезынтересна. Его мать, урожденная Перовская, была дочерью графа Алексея Кирилловича Разумовского, племянника Алексея Разумовского, фаворита императрицы Елизаветы Петровны. Кирилл Разумовский стал гетманом Украины. Его сын Алексей, оставив жену, влюбился в красавицу и умницу М. М. Соболевскую, родившую ему девять детей. А. К. Разумовский добился для них дворянского звания и фамилии “Перовские”.

А. К. Толстого воспитывал брат его матери — А. А. Перовский, друг Пушкина и Жуковского.

А легендарный Козьма Прутков, к мудрости которого и мы обращаемся в минуту жизни трудную,— это А. К. Толстой и его двоюродные братья Жемчужниковы.

Постоянные боли в ногах, почти ежегодные поездки А. К. Толстого в Карлсбад на лечение не исключают у него подагру, которой тяжко страдал и Алексей Разумовский, фаворит Елизаветы.

Л. Н. Толстой (1828—1910) в этой династии как айсберг. Конструктивный анализ биологических факторов его могучего творчества, могучей личности приходится начать с опровержения легенды о его эпилепсии. Приступы, сопровождавшиеся потерей сознания и судорогами в последние годы жизни — это явления, связанные прежде всего с глубокой старостью, с атеросклеротическими изменениями сосудов мозга, со спазмами, приводящими к обморокам, потере сознания. Они не эпилептической природы и могут возникать у любого человека, дожившего до восьмидесяти лет.

Иное дело — веские доказательства неудержимой гипоманиакальной активности, сильнейших спадов ее и подъемов в течение всей жизни и всего творчества великого писателя. Л. Н. Толстой в периоды своей “арзамасской тоски” стремился к самоубийству: он вынес из кабинета веревку, ходил на охоту без ружья, чтобы не застрелиться. Но в периоды творческих подъемов он был просто счастлив.

Можно было бы спросить, не являются ли периоды низкой творческой продуктивности лишь передышкой, временем подготовки нового труда? Нет, это форма классической депрессии. С. А. Толстая пишет Т. А. Кузминской в один из таких приступов:

“Завтра месяц как мы тут, и я никому ни слова не писала. Первые две недели я ежедневно плакала, потому что Левочка впал не только в уныние, но и какую-то отчаянную апатию. Он не спал, не ел... плакал буквально”.

Как и его дальний предок, Л. Н. Толстой отличался огромной физической силой. Вспомним характер его раннедетского импрессинга. У сына добрейшей Марии Волконской (прототип М. Болконской из “Войны и мира”) с детства проявилось неудержимое стремление к справедливости, пониманию. Из несовместимости этих стремлений с действительностью рождается и жизненный конфликт, и творчество, Но почему у миллионов оно решается посредственно, а в данном случае — гениально, это еще загадка, загадка и тайна личности.

Характерно: чтобы легче творить, Толстой сознательно доводил себя до возбуждения. Вот в “Люцерне”: “Я совсем озлился той кипящей злобой негодования, которую я люблю в себе, возбуждаю даже, когда на меня находит, потому что она успокоительно действует на меня и дает мне, хоть на короткое время, какую-то необыкновенную гибкость, энергию и силу всех физических и моральных способностей”. Тот “злобный подъем”, о котором идет речь, и дает способность к выбросу большого количества адреналина, гормона, дающего силы для преодоления трудностей.

Разбор династически замечательных родов, выявление внутреннего механизма их поразительной активности — обширное поле для будущих исследователей. Такова династия Келдышей — Новиковых с родоначальником — выдающимся врачом, его сыном — крупнейшим фортификатором, с его внуками — блестящим математиком и организатором науки, президентом АН СССР М. В. Келдышем и другими замечательными представителями этой династии.

Здесь еще много невыясненного. Взять хотя бы некий скрытый внутренний механизм династии Винеров, в которой дед — редактор газеты, отец — полиглот, поразительный труженик; сын, Н. Винер,—основатель кибернетики. Не раскрыт внутренний механизм гениальности Т. Эдисона, гигантолобого Гойи, президента США Рузвельта, отличавшегося необычайной работоспособностью, энергией, прозорливостью...

Биологические факторы повышенной умственной активности, механизмы гениальности многих великих людей мы смогли показать и доказать. Остается еще много возможностей для дальнейших исследований. Однако читатель вправе задать вопрос; для чего?

ЗАГАДКИ ГЕНИАЛЬНОСТИ

В. ЭФРОИМСОН, доктор биологических наук

Герой одного из рассказов Марка Твена, попав в загробный мир, просит показать ему величайшего полководца всех времен и народов. И ему показывают... умершего сапожника с соседней улицы. Как это?! Но все правильно, сапожник действительно родился военным гением, но командовать ему не довелось даже ротой.

Бесспорно, это литературный сюжет, к тому же бродячий, повторяющийся у других писателей. Но стал бы английский физик Майкл Фарадей тем, кем он стал,— основоположником учения об электромагнитном поле, автором законов электролиза, электромагнитной индукции, идеи существования электромагнитных волн, тождественности различных видов электричества,— стал бы он ученым с мировым именем, если бы не Г. Дэви, случайный посетитель книжной лавки, который взял к себе в лабораторию мальчика на побегушках, будучи поражен неожиданными его знаниями и начитанностью.

Мария Склодовская девочкой работала сначала препаратором, а затем лаборантом у своего отца, преподавателя физики в средней школе. Позднее в Париже она буквально голодала, долго была безработной, пока однажды профессор Липпман не обратил внимание на то, как она быстро и умело обращается с лабораторным оборудованием и проявляет большую экспериментальную сметку.

Сын базельского пастора Л. Эйлер занимался в гимназии, где математику не препода-вали, и он брал уроки частным образом. Затем студентом университета он как-то попал в поле зрения Иоганна Бернулли, после Лейбница и Ньютона крупнейшего математика мира. Остальное известно: приглашенный в Петербургскую академию наук, он в 1727 году переехал в Россию, затем работал в Берлине. Леонард Эйлер — ученый необычайной широты интересов и творческой продуктивности, автор свыше 800 работ по математическому анализу, теории чисел, небесной механике, оптике, баллистике, кораблестроению, теории музыки и т. д.
Окончание. Начало в № 8 — 10 за 1987 г.

Случайно, однажды ... Как бы то ни было, но это произошло, и мир получил замечательных ученых Эйлера, Фарадея, Склодовскую - Кюри, дважды лауреата Нобелевской премии — в области физики и химии (кстати, все трое были иностранными членами-корреспондентами Петербургской Академии наук).

А так ли уж нужны обществу гении? Нужны. Хорошо сказал канадский физиолог Гана Белье:

“Культура, здоровье и мощь науки зависят прежде всего от ее творческих фундаментальных исследователей, от яйцеголовых”. И подчеркнул: “Но важно рано распознать многообещающего фундаментального исследователя тогда, когда он нуждается в поддержке для развития своих особых дарований”.

Как видите, снова раннее детство, период решающих детско - подростковых впечатлений. Значение семейных традиций, сознательное воспитание интеллекта.

Я обращусь здесь к воспоминаниям Мариэтты Шагинян о старых “фребелевских” садах и приготовительных классах. Немецкий педагог Фридрих Фребель (1782—1852) был теоретиком дошкольного воспитания, ему принадлежит идея детсада и основные направления методической работы в нем. В России платные курсы его имени существовали в 1872—1917 годах. Это были педагогические заведения, которые в течение трех лет готовили воспитательниц детей дошкольного возраста для садов и семей. Затем на их основе возник Институт дошкольного образования. “Я помнила старые фребелевские сады,— пишет М. Шагинян. — Там была система в играх, в игрушках, в линованных густо (две горизонтали, пересекаемые сеткой косых диагоналей) тетрадках, в подборе цветных карандашей...

Система эта состояла в том, что дети готовили руку, когда выводили свои палочки,— к будущему каллиграфическому письму, готовили глаза — к будущему выбору красок, готовили свое восприятие — к симметрии, к пониманию, что она такое; готовились игрою в лото, в кубики, в мяч — к знанию флоры, фауны, первых форм геометрии, чувству дистанции. А возраст был — четыре-пять лет. И с этих же пор ставилось горло, обучался слух — пением, музыкой... Именно тогда закладывалось и знание иностранного языка... “ Фребелички”, руководительницы детских садов, были с университетским образованием”.

Обучаемость как типично возрастное явление, необычайно быстрый рост знания в детско-подростковом возрасте созданы грандиозными силами естественного отбора. Творя человечество, он неустанно способствовал тому, чтобы развивался исследовательский инстинкт, любопытство, любознательность, впечатляемость. И не генетические, а биосоциальные и социобиологические тормоза приводят к тому, что реализуется лишь один гений из десятка тысяч потенциальных. Психоанализ, генетика и биология сходятся теперь в понимании того, что творческие способности индивида зависят от условий, в которых он провел свои первые годы жизни.

И если зарождение потенциального гения или выдающегося таланта определяется прежде всего генетическими факторами, такой рекомбинацией генов, которая наделяет оплодотворенное яйцо исключительно благоприятной комбинацией наследственных задатков, то развитие этих дарований определяется в огромной мере комплексом социальных факторов, особенно сильно формирующих личность. Результат воздействия среды будет зависеть во многом от возраста и избирательной восприимчивости к воздействию. И тут снова на первый план выходит сверхранняя Обучаемость, кстати, обусловленная естественным отбором как у животных, так и у человека (когда животное станет самостоятельным, обучаться ему уже будет некогда).

“Только безграничное невежество и поверхностность взглядов могут позволить не доглядеть, что младенец представляет собой некую строго определенную индивидуальность, складывающуюся из врожденного темперамента, силы интеллекта, самочувствия и жизненного опыта”,— сказал польский писатель, педагог, врач Януш Корчак, и слова его имеют тем больший вес, что подкреплены самоотверженной смертью этого замечательного человека, погибшего в 1942 году в Треблинке с 200 своими воспитанниками. Но как своевременно определить характер, особенности индивидуальности ребенка? И можно ли массово воссоздать для тысяч детей такие условия воспитания, которые благоприятны для формирования высокоодаренной интеллектуальной личности? Этим вопросам, для многих еще не вышедшим из стадии теоретического осмысления, предмета дискуссионных споров на семинарах и симпозиумах, уже надлежит обрести формы практического решения. Причин тому много.

Сегодня научно-техническая революция налагает на науку, технику, искусство гигантские задачи, качественно отличные от задач прошлых времен, и отличные прежде всего тем, что наличие слабого звена грозит гибелью уже не просто какому-нибудь племени, народу или государству, а всему человечеству. Взаимосвязь, усложнение науки ведут к тому, что погибнуть мир может не только от того, что оплошает человек у пульта ракеты с атомной боеголовкой, но и человек, находящийся у руля управления любого государства, атомной электростанции или в любой лаборатории, занятой микробной генетической инженерией. Гигантский вред может принести ошибка в финансировании, планировании, прогнозировании.

Наполеон сказал, что ум и воля полководца должны равняться друг Другу, как две стороны квадрата. Для нашего века такой двумерности недостаточно. Большие беды произошли не только потому, что ум оказался сильнее воли или воля оказалась сильнее ума и даже простого здравого смысла, но прежде всего из-за отсутствия третьего параметра — этического. Однако научно-техническая революция влечет за собой резкое возрастание личной ответственности и в ходе ее повышается роль параметров ума, воли, как и этики.

И еще одно обстоятельство: поскольку угрозам, стоящим перед человечеством, должны противостоять не только наука и техника, но и литература, искусство, обостряется потребность и в выдающихся людях гуманитарного профиля.

Человечеству предстоит грандиозная задача — уложить гигантские наборы фактов в краткие, емкие законы, к тому же не в одной, а во множестве областей знаний, сообразовать с этими законами технические, прикладные достижения. Человечеству предстоит подвиг создания представлений, объединяющих науку, искусство и этические установки в единое целое. Как решить эти задачи без гениальности, повышенной работоспособности лучших его умов? И как добиться, чтобы человек делал то, что у него лучше всего получается,— конструировал космические аппараты, а не тачал сапоги?

Природа подарила человечеству неисчерпаемое наследственное биохимическое разнообразие, гетерогенность — в типах конституции, мышления, тонуса, восприимчивости, темпов созревания, быстроты и глубины понимания. Как следствие этого — безграничное разнообразие индивидуальностей, слагающееся в своих задатках даже не к моменту рождения, а в процессе зачатия.

Выявление у человека его потенциальных способностей, их максимальное развитие требуют исключительного внимания, проникновенного труда, а также, что не менее важно, научно достоверных знаний природы гениальности. Вероятно, поэтому так и редка полнота расцвета личности, так редки подлинно творческие кружки и коллективы.

“Каролингское возрождение” — культурный подъем VIII—IX веков в империи Карла Великого (в хрониках есть упоминание о его подагре). Уделяя внимание образованию и вовлечению в управление наиболее даровитых людей, он, в частности, во всех концах страны разыскивал наиболее способных подростков и посылал их в школы. Петр I ломал сословные предрассудки, посылая за границу способных простолюдинов. Когда в конце XVIII века в Петербурге была основана Военно-медицинская академия, священный синод не препятствовал поступать туда студентам духовных семинарий:

ведь они знали латынь, необходимый язык медицины. Этим разрешением воспользовались многие способные семинаристы, и нет ничего удивительного в том, что среди первых русских врачей оказалось немало детей из семей священнослужителей и бывших семинаристов.

Вспомним эффект Царскосельского лицея или кружок Станкевича, который не только объединил, но и сформировал Белинского, Огарева, Тургенева. Вокруг Мамонтова в Абрамцеве собираются Врубель, Серов, Васнецов, Шаляпин, Чехов, Левитан.

Однако все это уже история. Реальным фактом сегодняшнего дня стало существование 35—40 тысяч специальностей, и они предъявляют спрос на такие виды дарований и их комбинации, которые не могли бы найти применения ни в Элладе, ни в промышленной Англии XIX века, ни среди высшей интеллигенции России начала нашего столетия. И если такой спрос наряду с демократизацией возможностей не привели к соответственному возрастанию числа гениев и талантов, то причина этого — существенные изъяны воспитательных, образовательных, отборочных и выдвигающих систем. А для развития общества, для решения тех грандиозных задач, которые ставит перестройка во всех сферах нашей жизни сегодня и завтра, для обеспечения междисциплинарных областей деятельности трудно будет — если вообще возможно — обойтись без одаренных людей.

Практичные американцы ответили на полеты советских спутников не только усиленным развитием своей космонавтики, но и тем, что поставили на конвейер отыскание (посредством разработанных тестов) самых одаренных старшеклассников. Тестирующие методы принципиально отличаются от экзаменов тем, что почти целиком ориентированы на сообразительность, умения, а не на то, что удалось запомнить, заучить. Ни знание формул, теорем, ни словарный запас почти никакой роли здесь не играют. На бланке теста даются фразы с пропуском одного слова и из 4 — 5 предлагаемых нужно выбрать то, которое придает фразе наибольшую содержательность. При проверке математических способностей сохраняется тот же принцип: на бланке имеются все формулы, необходимые для решения, но нужно сообразить, какую и как использовать.

Тест содержит 44 страницы, его выполняют 3 часа. С его помощью из 600 000 перспективных старшеклассников ежегодно отбирается 35 000. 10 000 лучших обеспечиваются стипендией для окончания высшего учебного заведения, 25 000 получают дипломы “полуфиналистов”, а с ними свои привилегии.

Конечно, на результатах тестирования сказываются начитанность, интеллектуальные навыки, развитие мышления, словом, тесты измеряют не генотип, а фенотип, то есть совокупность всех свойств, качеств личности, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития. При этом часто остается за бортом потомство обездоленных классов, национальных меньшинств, чьему умственному развитию в детстве не уделяли должного внимания. Сами американские исследователи видят в тестировании “своеобразный трамплин, подбрасывающий многих людей к достижениям, поднимая существенно над их “природным” социальным классом. В обществе, ориентированном на достижения, коэффициент интеллекта является важнейшей мерой, предупреждающей затвердение классов в касты”. Даже так.

Целая серия исследовательских работ, проведенная в этой связи на раздельно воспитанных однояйцевых близнецах, показала ошибочность утверждений, будто роль генотипа, наследственных факторов в становлении гения ничтожно мала, а все определяется воспитанием, средой, обстоятельствами. В своих выводах итальянский генетик Кавалли - Сфорца предположительно принял, что превышение над средним уровнем интеллекта на 50 процентов обусловлено средой, на 50 процентов — наследственностью, что, вероятно, близко к истине в отношении значительных контингентов, а не в индивидуальных случаях, когда на один фактор может приходиться до 100 процентов, а на другой — до нуля.

При всех упреках в антидемократизме служба тестирования в США стала эффективным методом отбора одаренных людей.

Та бурная дискуссия, которой сопровождается обсуждение всей системы обучения в нашей стране, свидетельствует, с одной стороны, о признаваемых в ней недостатках, несовершенствах, с другой же — о поисках оптимальных решений, новых подходов. И здесь предстоит рушиться устарелым, застойным представлениям, меняться практике. Многие скептики говорили, что сама постановка проблемы гениальности и антидемократична (один гений на 10 миллионов) и не актуальна (дело-то идет и без них). Но оба эти, казалось бы, самоочевидные утверждения неверны, если просто учесть наличие 40 тысяч современных специальностей, требующих своей оптимальной комбинации дарований. И для всех нужно раннее развитие талантов, внутренняя собранность и целеустремленность, специфические ценностные координаты.

Опасения, что индивидуализированное обучение порождает элитаризм, не лишены оснований. Но надо ли опасаться, что в классе среди двадцати школьников отчетливо выделится первый математик, первый физик-экспериментатор, первый литератор, художник, искусствовед, первый шахматист? При таком положении одноклассники будут терпимо относиться даже к первому ученику, а рано профилированные школы утратят свою заманчивость для родителей, помешанных на престижности для своих детей. Именно ранний и повседневный контакт с многими яркими индивидуальностями и развивающимися дарованиями уже в детстве и юности будет гасить то стремление к превосходству, престижности, тот инстинкт господства, самоутверждения за чужой счет, который перерождается в страсть к верховенству, власти.

Способности и дарования человека являются главной производительной силой общества — это стало аксиомой. Но ее можно развить и так:

проблема происхождения гениальности, ее изучение, привлечение к решению задач нашего времени — вовсе не абстрактная маниловщина, а конкретное, актуальное дело, каким может быть и должно стать раннее выявление одаренных людей, обладающих любым из трех раскрытых нами внутренних допингов. И неразумно пренебрегать здесь теми возможностями, какие дает знание биохимических факторов.

По-видимому, нормальный, средний человеческий мозг при отсутствии внешних по отношению к нему тормозов, при хроническом воздействии на него определенных внутренних биохимических, гормональных допингов оказывается потенциально способным к необычайно высокой продуктивности, близкой к гениальной.

И здесь важны результирующие следствия, как ни непривычны они еще нашему сознанию. Один пример, уже прорвавшийся через эту преграду. Известно, что врожденное нарушение обмена фенилаланина, незаменимой аминокислоты в организме человека, приводит к умственной отсталости. Есть возможность избежать этой печальной участи, если определить такое нарушение обмена еще у новорожденного. Лабораторный анализ позволяет это сделать, матери в детской консультации достаточно предъявить врачу мокрую пеленку.

Анализ капельки крови на содержание в ней мочевой кислоты позволит сделать предположение о возможной повышенной активности мозга. Сигнал зажжен. Идеальный вариант (причем, для всех детей) — материнский уход за таким ребенком до 4-х лет. Составление программы воспитания, развития и обучения ребенка с высоким интеллектом должно быть поручено высококвалифицированным педагогам. Здесь можно говорить о целесообразности и желательности обучающих игрушек для детей домашних, ясельных и детсадовских, о раннем обучении чтению и иностранным языкам, раннем поступлении в школу, постоянно действующих летних курсах для желающих и способных пройти 1-2 класса экстерном. Экстернат и раннее поступление в высшее учебное заведение должно быть постоянно в поле зрения родителей и преподавателей и его следует поощрять, если подросток на это способен и к этому активно стремится. Такие выдающиеся деятели науки, как Дж. Дж. Томсон, Л. Ландау, Н. Винер, Г. Селье и другие окончили школу очень рано и рано приступили к самостоятельной работе, не утеряв при этом возрастной любознательности и жизнелюбия.

Вопрос о том, демократично ли, справедливо ли предоставлять немногим “избранникам” с раннего детства особые льготы, решается относительно просто: речь идет не столько о льготах, сколько о перегрузках, доступных и даже необходимых перспективному уму.

Это не совсем уж такая “голубая мечта”: экономисты не раз указывали, что при надлежащей организации труда из промышленности можно без ущерба освободить 15— 20 миллионов человек. Вероятно, именно из этого фонда можно, сохраняя зарплату, вернуть детям еще на четыре года их матерей. Конечно, ясли и сады сыграли огромную роль в раскрепощении женщин. Но одновременно появились и такие понятия, как “ясельный ребенок”, “детсадовский ребенок”. Вот в Японии существует очень престижное звание “мать - образовательница”, даваемое женщинам, чьи дети очень хорошо учатся в школе. Оставленная на четыре года при ребенке, мать сама может продолжать свое образование — формально или неформально, потому что впереди — взросление детей и только эрудированная, грамотная в вопросах медицины, психологии мать может создавать в семье тот авторитет, который так нужен подросткам.

В какой мере этично или неэтично создавать вероятным обладателям внутренних допингов необходимые и отнюдь не оранжерейные условия развития, для них оптимальные? Можно ли ждать даже эти 20— 25 лет, покуда “допинговые” дети подрастут и начнут развивать свою энергичную деятельность? Не следует ли уже в ближайшее время заняться их розыском, чтобы обеспечить им максимальные возможности самореализации? Не следует ли ориентировать на эти розыски наши медико-генетические консультации, почти бездействующие и не только из-за отсутствия реактивов и оборудования, но и из-за того, что врачи, не обученные в институте медицинской генетике, не умеют распознать у пациента что-то, связанное с наследственностью? Пусть даже у этих подростков окажутся неблагоприятные условия воспитания в семьях, яслях, детских садах и школах, зато перед нами будет молодежь, у которой уже выявились и определились те способности, без которых никакой хронический внутренний допинг не создаст выдающуюся творческую личность.

До каких пор во имя псевдодемократической доктрины о мнимой изначально одинаковой одаренности и потенциях всех детей наша страна и человечество в целом будут терять возможность десятикратно, стократно, даже тысячекратно увеличить свою интеллектуальную мощь? Ведь для равноправия вовсе не требуется, чтобы все люди были однояйцевыми близнецами, как однажды заметил выдающийся генетик Феодосий Добжанский. Ведь недаром, не для обмана был некогда провозглашен принцип “От каждого по способностям”.

Пример из истории биологии:

прошло 50 лет стремительного развития генетики и биохимии, прежде чем выявилась огромная роль дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты (РНК) в эволюции и индивидуальном развитии, и было потеряно еще одиннадцать лет (до 15 октября 1964 года — даты “развенчания” Лысенко), покуда роль этих двух кислот официально не признали в СССР. Неужели нужно ждать еще много-много лет для того, чтобы огромная роль еще одной кислоты (мочевой, уратов) в истории и культуре была признана, чтобы были сделаны необходимые практические выводы, вопреки очковтирателям и “псевдодемократам”, тем, чья энергия и способности вовсе не соответствуют занимаемым ими постам?

Было бы безответственно и даже преступно не воспользоваться открытием того природного механизма, который, действуя на протяжении тысячелетий истории общества, поставлял большинство выдающихся личностей, сыгравших ключевые роли в судьбе человечества.

Не исключено, что такая установка вызовет многообразное противодействие, но за ней стоит реальная возможность качественного развития всего общества в целом. И конкретного человека, ибо счастье всякого творца — в сознании и признании его нужности, в исполнении той задачи, которую ставит перед гением его внутренняя сущность и его время.

“Человек как вид может возвыситься над собой... — писал Дж. Хаксли. — Если нужно назвать новую цель, то, может быть, подойдет слово “трансгуманизм”: оставаясь человеком, он подымется над собой, реализуя новые возможности своей человеческой природы, ради этой природы. Я верю в трансгуманизм: если однажды появится достаточно людей, способных устремиться к нему, человеческий вид окажется на пороге нового образа жизни, столь превосходящего наш, как наш — образ жизни синантропа. Человек наконец станет сознательно осуществлять свое истинное назначение”.

Какие сны в том смертном сне приснятся?
Люди все еще умирают!

Наука шагает вперед,

а смертность человеческая как была,

так и остается стопроцентной.

А. Моруа

Есть ли жизнь за... жизнью? Наверное, пока существует человечество, оно будет задавать себе этот вопрос вновь и вновь. Верующие различных конфессий, атеисты, просто обыватели по-разному отвечают на него. История религии и культуры дает нам множество доказательств того, что в древних обществах вера в загробную жизнь появлялась лишь при достаточно высоком уровне развития интеллекта, особенно абстрактного мышления. Многочисленные исследования религиозных текстов, фольклора, археологические изыскания (вплоть до неандертальской культуры) позволяют проследить развитие идеи о бессмертии души. Но моя цель в другом: я хочу рассмотреть явления, которые часто используют для доказательства существования жизни после смерти. Я профессионал, врач - реаниматолог с пятнадцатилетним стажем, переживший вместе с больными (поверьте, что это действительно так!) многие сотни критических состояний, утверждаю: главное и, может быть, единственное основание для веры в загробную жизнь — нежелание людей умирать.

КАК ВЫГЛЯДИТ СМЕРТЬ?
Умереть, — не просто дрыгнуть ногами и задубеть...

Карлос Кастанеда

Не берусь судить, хорошо или плохо, что люди умирают в основном вдали от родственников — в результате несчастного случая или в больнице, где при последнем вздохе присутствует только медперсонал. Смерть безобразна, и сопровождающие ее явления оставляют у окружающих тяжелые и неизгладимые впечатления. Не так много людей присутствовали при подобных ситуациях многократно и способны критически оценивать ситуацию в этот момент. Зачастую люди даже не могут определить, жив ли еще человек или уже мертв? Многие свидетельства о “воскресениях” идут именно отсюда.

Знать, как выглядит смерть, важно не только для того, чтобы не плодить мистических слухов. От своевременности реанимации зависит, выживет ли больной. Но часто бывает и так: неквалифицированный медик или прохожий на улице начинают делать искусственное дыхание, непрямой массаж сердца больному, который в этом совсем не нуждается. А если делать их неправильно, возможны тяжелые, иногда смертельные осложнения. Реанимацию можно проводить в единственном случае — при клинической смерти. Вот ее признаки.

Нарушено сознание, невозможно быстро привести пострадавшего в чувство. Человек не дышит, или дыхание нарушено. Иногда больной как бы глотает воздух (“рыбье дыхание”), после нескольких таких глотков дыхание останавливается. Резко изменяется цвет кожи: по-разному, в зависимости от причины смерти, но всегда быстро. Через минуту после остановки кровообращения в мозге расширяются и перестают реагировать на свет зрачки. Прекращается пульсация крупных артерий (если вам случится оказывать помощь, не теряйте много времени на их поиски — только попытайтесь найти).

В стандартных ситуациях переход от живого к неживому фиксируется достаточно точно (в пределах нескольких десятков секунд). А вот нестандартные случаи (их достаточно много, и достижения медицины увеличивают их число) как раз и дают пищу для легенд, газетных и журнальных сенсаций. Но это не главное. Главное, что с такими случаями связано множество моральных, юридических, медицинских и других проблем.

По определению Всемирной организации здравоохранения, жизнь окончена, когда мозг как главный орган, определяющий существование человека, прекращает свою деятельность. Смерть мозга можно считать биологической смертью — это, пожалуй, единственное, в чем сегодня сошлись ученые и христианские богословы. Но критерии смерти мозга едва ли смогут быть приняты единогласно в ближайшем будущем. Тем более не ясны они были в те времена, из которых пришли к нам самые известные предания об оживлении умерших.
МНИМАЯ СМЕРТЬ

... ибо не умерла девица, но спит.

И смеялись над Ним...

Он, войдя, взял ее за руку,

и девица встала.

Евангелие от Матфея, 9, 24—It

Из истории известно, что чудеса происходят там и тогда, где и когда в них готовы поверить. Научная медицина, основанная в Греции примерно за 500 лет до рождества Христова, была почти неведома палестинским евреям. В ту пору врачебное искусство в Иудее было развито слабо, успех лечения во многом зависел от личного обаяния и вдохновения врача. В подобных условиях появление необыкновенного человека, дающего надежду на исцеление, бережно относящегося к пациенту, само может стать лекарством. К тому же у Иисуса Христа были врачебные знания, которые он неоднократно проявлял. Как видно из евангельских текстов (например, из взятого эпиграфом к этой главе) Иисус умел отличить действительно умерших от находящихся в состоянии “мнимой смерти”. Он пытался объяснить окружающим, что в “оживлении” нет чуда. Но толпа хотела чудес и творила их для себя — его руками.

Две тысячи лет назад ошибки в определении, жив человек или мертв, случались, естественно, гораздо чаще, чем сейчас. Невозможно подсчитать, сколько человек было похоронено заживо, особенно во время эпидемий и войн. Понятно, что люди во все времена страшились этого. Оттого, видимо, и возникли еще в древности кажущиеся сейчас странными похоронные ритуалы. В Древнем Египте, например, бальзамирование трупа начинали через несколько дней после смерти и только после разрезания левой половины живота (болевого раздражителя, — если человек жив). Смысл этого действа читателю прояснит история средневекового врача Андреаса Везалия. Он был приговорен к смерти за то, что анатомировал тело испанского дворянина, который оказался живым и пришел вдруг в сознание. “Труп” выжил, но приговор врачу был приведен в исполнение. По странному стечению обстоятельств, инквизитор, вынесший приговор, вскоре после того сам очнулся на анатомическом столе, но ему повезло не так, как жертве Везалия: в результате вскрытия он погиб уже на самом деле.

Знаменитый поэт Петрарка “воскрес” за четыре часа до собственных похорон. И прожил потом еще тридцать лет. Поэтому кажется нелишним существовавший у некоторых народов обычай, по которому умерших сначала хоронили временно. А в конце прошлого века появились различные приспособления, в том числе патентованные, позволяющие “покойному” подать весточку на поверхность в случае воскресения. В основном это были электрические устройства, сигналящие звуком или светом о малейшем вздохе или движении покойного.

Но, судя по народным преданиям, случаи оживления, а затем и гибели уже в гробах все же бывали. Мнимая смерть может происходить от многих причин. Это травмы черепа, сон после эпилептического припадка (иногда невозможно разбудить такого больного несколько дней), отравления, переохлаждение или перегрев, глубокие обмороки, тяжелая шизофрения, истерия.

Полагаю, что большинству библейских преданий о счастливых воскрешениях и исцелениях можно найти простое медицинское объяснение. Старые врачи наверняка помнят о чудесах с больными цингой, когда крайне тяжелое состояние с обилием язв на коже (очень неприятного вида, а иногда и запаха) проходит начисто через несколько часов после приема аскорбиновой кислоты или ягодного сока. Причем язвы ичезают почти полностью. Подобные истории в древних текстах трактуются как чудеса.

Мнимая смерть описана у Шекспира в “Ромео и Джульетте”, у Пушкина в “Сказке о мертвой царевне”. В первом случае — на почве интоксикации, во втором — летаргического сна, по-видимому, истероидного характера. Читатели могут и сами вспомнить немало подобных примеров из литературы.

СВЕТ В КОНЦЕ ТУННЕЛЯ
Я назвал этот поток переживаний “состоянием необычной реальности”, то есть такой реальности, которая отличается от повседневной.

Карлос Кастанеда

Умирание не моментально. Оно длится иногда десятки секунд, иногда — часы и дни. Еще со времен Гиппократа досталось нам понятие о трех воротах смерти. Это сердце, легкие, мозг. От какой бы болезни люди ни умирали — от инфекции, травмы, удушья,— смерть становится полноправной хозяйкой в организме, когда гибнет один из трех перечисленных органов (ведь без крови, насыщенной кислородом, мозг работать не может).

Медицинские меры видоизменяют процесс умирания — сердце и легкие можно на время заменить приборами. И направлены эти меры в первую очередь на то, чтобы сохранить жизнь головного мозга. Может быть, именно поэтому большинство свидетельств о видениях после смерти поступает из тех (обычно кардиологических) клиник, где бывает больше успешных реанимаций.

Видимо, приемы простейшей акушерской реанимации и простейшие дыхательные приемы были известны много тысячелетий тому назад. (Помните библейское: “И создал Господь Бог человека из праха земного, и вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек душею живою”?) Сам термин “реанимация” в средние века больше был известен в богословии. Про-исходит он от латинского animatio, означающего “вливание жизни”, “сотворение живого”. А сегодня это слово трактуется в медицине как “комплекс мер с целью возврата к жизни или явление восстановления жизни”. (Последнее бывает, хотя и редко — признаки жизни иногда возвращаются и без помощи извне. Чаще всего это случается у больных с хроническими бронхо - легочными заболеваниями и пороками сердца: они лучше переносят недостаток кислорода в организме, к которому приучают их сами болезни.)

Обычно человек теряет сознание через 15 секунд после остановки мозгового кровообращения. Если это происходит в современной клинике, мониторные (следящие) системы предупреждают об угрозе для жизни больного и позволяют поддерживать циркуляцию крови на уровне, достаточном, чтобы при остановке сердца, которая раньше всегда считалась признаком смерти, сохранить сознание. Именно этим можно объяснить эффект присутствия при собственном оживлении. В моей практике был случай, когда больному два часа делали массаж сердца, и все это время он разговаривал и даже сопротивлялся.

Достаточно часто встречаются ложные клинические смерти у наркоманов — от передозировки препаратов опия и галлюциногенов (ЛСД, героин). Отсюда и характерные цветные видения, в которых душа отделяется от тела, человек летает в иные миры, раздваивается и наблюдает за событиями как бы со стороны. Подобные видения иногда бывают у больных во время операций, когда обезболивание проводят, не усыпляя пациента. Лет десять назад такой вид наркоза даже был в моде и считался признаком высокой квалификации анестезиолога.

Галлюцинации могут возникать и из-за изменений кровотока в мозгу. Врачам хорошо известна так называемая централизация кровообращения при критических состояниях. Кровоток перераспределяется в пользу жизненно важных органов и жизненно важных центров в каждом из них. В мозге преимущество получают подкорковые структуры, расположенные ближе всего к крупным сосудам — и более всего ответственные за галлюцинации.

Анализатор слуха — один из самых стойких, он менее других зависит от коры головного мозга. При выключенном корковом отделе стволовые участки слухового анализатора могут работать в самостоятельном режиме. Поэтому не нужны мистические объяснения тех случаев, когда умиравшие и ожившие люди слышали голоса врачей, но не могли на них отреагировать. Это проявление не жизни после смерти, а остатков жизни во время умирания.

Слепые, у которых после лечения восстанавливается зрение, вначале не опознают предметов, они лишь различают свет и тьму, Информация от сетчатки может не доходить по нервным путям до коры, а замыкаться в стволовой части мозга, и тогда зрительный образ распознается просто как свет. Ожившие больные часто описывают подобные видения.

Почему побывавшие “за краем” часто говорят о туннеле и ярком свете в конце него?

В затылочных долях коры больших полушарий головного мозга расположен центральный отдел зрительного анализатора. Полюса этих долей снабжаются кровью автономно и живут дольше других корковых участков зрительного аппарата, обеспечивая, правда, лишь центральное, или, иначе, трубчатое зрение.

Полюса, кстати, связаны с центральными участками сетчатки глаз. В самой сетчатке тоже возможно перераспределение крови в пользу ее центра, отчего сужается поле зрения. Все это вместе, по-видимому, и дает картину туннеля, просеки, дороги, в конце которых видятся неясные образы. К тому же яркий свет, с помощью которого врачи периодически проверяют у умирающих зрачковый рефлекс (сужается ли зрачок при освещении глаза), может способствовать появлению видений.

Надо отметить, что своими впечатлениями об увиденном или услышанном на крайних стадиях умирания могут поделиться лишь очень немногие. Клиническую смерть почти все ощущают как потерю сознания или сон. Свидетельства оживленных людей говорят лишь об одном: умирая, человек может воспринимать явления внешнего мира Естественно, впечатления эти хаотичны и искаженно отражают окружающее, ибо порождены они больным мозгом.

И еще одно наблюдение больных, перенесших клиническую смерть, может объяснить физиология.

Когда у возвращающегося к жизни человека восстанавливается память, в его сознании в первую очередь всплывают самые эмоциональные и наиболее стойко закрепившиеся в памяти впечатления. Этот ряд самых ярких воспоминаний создает иллюзию того, что перед глазами успевает пройти вся жизнь.

БЕЗ БОГА...
Советский больной не может видеть

религиозных сюжетов в период проведения реанимационных мероприятий.

Административная мудрость

Много десятилетнее атеистическое воспитание дает себя знать и на пороге жизни и смерти. Я, например, ни разу не встречал перенесших клиническую смерть людей, которые рассказывали бы религиозные сюжеты (оговорюсь, что не проводил специального исследования, а расспрашивал лишь из интереса). Особенно запомнились рассказы больного, который провел в бессознательном состоянии более десяти суток. Он видел радужные круги и облака, с сидящими на них Брежневым, Чан Кай - ши, Мао Цзе - дуном и другими политическими деятелями. Легко подменить их персонажами, которые заселяют небеса в сознании верующих людей, и все станет на свои места.

На этом закончу рассказ о “загробных” видениях. Добавлю лишь немного литературных данных о судьбе людей, побывавших на том свете. К сожалению, ни учета их, ни периодических обследований в нашей медицине никто не вел и не ведет. Врачи наблюдают за большин-ством из них только по поводу основного заболевания. Очень редко эти больные попадают в поле зрения психиатра, хотя немногочисленные исследования свидетельствуют, что у всех перенесших клиническую смерть есть энцефалопатия большей или меньшей степени — состояние мозга, граничащее с заболеванием, а иногда и тяжелая патология.

Врачебное наблюдение за теми, кто перенес клиническую смерть, необходимо. Как показывают исследования, у них больше риск развития атеросклероза и других заболеваний мозговых сосудов, опухолей головного мозга. Обычны для них неврастения, эмоциональная неустойчивость, раздражительность, некритическое отношение к своему состоянию. Им нужна особая медицинская помощь — тем, кто начал жить второй раз.

По моему убеждению, “посмертные” видения — это искаженное восприятие окружающего больным, умирающим мозгом. Для их объяснения достаточно физиологических знаний, они не могут подтвердить веру в существование загробной жизни.

А жаль...

А. А. ХАЙДАК, врач - реаниматолог

Глава 4. Разумен ли компьютер.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ РАЗУМ.

В наши дни, наверное, нет таких людей, которые ничего не слышали бы об электронных вычислительных машинах, о их роли в науке, технике, экономике. Но далеко не все ясно представляют себе принципы действия этих замечательных машин, их истинные возможности.

Эта книга, не требуя от читателей какой-либо специальной подготовки, ясно и популярно рассказывает об основных принципах действия вычислительных машин и программирования; знакомит с некоторыми экспериментальными машинами и программами. Этим, однако, не исчерпывается содержание книги. Вторая часть ее посвящена сопоставлению мозга и вычислительной машины, человеческого и искусственного разума. Автор тщательно и подробно рассматривает все гипотезы и факты, что позволит читателю достаточно полно познакомиться с современным состоянием проблемы, которая коротко формулируется в виде вопроса: “Может ли машина мыслить?”.
Редакция научно-фантастической и научно-популярной литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Волнуясь, как и положено, перед экзаменом, вы входите в аудиторию. В два ряда стоят столы, и на каждом — прибор, внешне напоминающий телевизор, и пишущая машинка. Вы занимаете свободное место, устраиваетесь поудобнее, кладете перед собой листы бумаги, карандаш и печатаете на машинке свою фамилию, инициалы и номер экзаменационного листа. Немедленно на экране “телевизора” вспыхивают несколько строк. Это первый вопрос. Внимательно прочитав его, вы печатаете на машинке “вопрос понял” и начинаете обдумывать ответ. Когда ответ готов, вы также печатаете его на машинке. Однако, видимо, не все в порядке, потому что на экране вспыхивает новый вопрос, уточняющий предыдущий. Снова обдумывание и снова ответ. Так продолжается около получаса. Наконец на экране вспыхивают долгожданные слова “Ваш экзамен окончен”. Вы вставляете экзаменационный лист под валик пишущей машинки и нажимаете на кнопку. Машинка начинает работать, и на листе печатаются несколько кратких, четких фраз, содержащих критический разбор ваших ответов, и, наконец, полученная вами оценка.

Что это? Отрывок из научно-фантастического романа? Нет. Опытный завод Тбилисского научно-исследовательского института приборостроения и средств автоматизации (ТНИИСА) уже сейчас выпускает машину - экзаменатор. Эта машина называется “Аиси”. Правда, машина “Аиси” пока много проще только что описанной машины-экзаменатора (но такое отличие имеет чисто количественный характер).

А теперь давайте вернемся в аудиторию. Итак, мы заняли место за экзаменационным столом, приготовились и слегка дрожащими от волнения пальцами отпечатали на машинке свою фамилию. И вот на экране вспыхивает вопрос: “Может ли машина мыслить?” Или иначе: “Может ли машина стать умнее человека?”
С того момента, как были сформулированы основные положения новой науки кибернетики, эти вопросы вызывали самые яростные споры, не закончившиеся, и по сей день. Автор предлагаемой советским читателям книги Дональд Финк на протяжении всего увлекательного и чрезвычайно насыщенного рассказа о современной вычислительной технике последовательно воздерживается от каких-либо категорических высказываний по этому поводу. Вначале он ставит перед собой цель разобраться, как в современных вычислительных машинах выполняются отдельные операции, и решаются задачи, которые всего лишь два десятилетия назад могли выполняться только человеком. Затем в самых общих чертах автор рассматривает процессы, происходящие в мозгу человека.

Наконец, в заключительной части книги приводится ряд примеров применения вычислительных машин для решения таких задач, как перевод с одного языка на другой, доказательство теорем, игра в шашки и даже сочинение музыки. Все это описывается с позиций совершенной объективности. Автор не навязывает читателю собственного мнения, — он как бы подводит его к тем или иным вопросам, к тем или иным ответам, снабжая вполне достаточным количеством материала для размышлений.

Нельзя не отметить, что такой полный отказ от навязывания читателю собственного мнения—самая привлекательная черта книги Дональда Финка. Действительно, в настоящее время наука о вычислительных машинах, и в частности тот ее раздел, который изучает “мыслительные” способности машин, или, следуя терминологии автора, “машинную психологию”, располагает еще столь небольшим числом фактов, что всякая попытка их обобщения всегда оказывается тенденциозной. Чтобы придать изложению необходимую стройность, Финк задает только один вопрос: если речь идет о “мышлении” машин, то, что же такое человеческое мышление? Однако и здесь автор не высказывает собственного мнения, а пользуется для ответа готовой формулировкой, заимствованной из известного толкового словаря английского языка Уэбстера.

Итак, перед читателем ряд фактов, подобранных тщательно, со знанием дела и с несомненным вкусом,—и при этом полная объективность. Одинаково беспристрастно описаны как отдельные успехи машин в соревновании с человеком (самый яркий—победа вычислительной машины IBM-7094 над чемпионом по шашкам), так и их несомненные поражения (например, неспособность современных машин выполнить литературный перевод с одного языка на другой). Сформулирована также и основная проблема,: какими свойствами должна обладать вычислительная машина, для того чтобы можно было утверждать, что она действительно мыслит, хотя бы и в несколько ограниченном понимании этого слова?

Автор, безусловно, выполнил поставленную перед собой задачу—написать такую научно-популярную книгу, которая удовлетворила бы интерес читателя, познакомила его с новыми фактами и заставила задуматься над одной из важных проблем. И все же нам представляется необходимым попробовать разобраться в существе сформулированного выше вопроса.

Может ли машина мыслить? Если исключить несущественные детали, этот вопрос можно ставить и понимать в двух совершенно различных аспектах. В первом случае необходимо начинать с совершенно четкой формулировки того, что такое человеческое мышление. Другими словами, нужно перечислить все без исключения свойства человека как мыслящего существа и описать эти свойства способом, исключающим всякую двусмысленность. Только после этого можно ставить исследование, имеющее целью выяснить, обладает ли машина (существующая или гипотетическая) всеми подобными свойствами и в какой степени.

В другой постановке, несколько менее очевидной, но зато значительно более важной, тот же вопрос звучит так: стоит ли проводить научные и технические исследования с целью автоматизации тех или иных областей умственного труда человека? Или уже сегодня можно с уверенностью утверждать, что существуют области заведомо недоступные для автоматизации? Если в первой постановке вопрос звучит несколько абстрактно и требует наличия определений, из которых любое, даже самое удачное, неизбежно внесет известные ограничения, то во второй постановке тот же вопрос требует исследования тенденций развития современной вычислительной техники и имеет несомненное практическое значение. Однако в обоих случаях сама постановка вопроса требует достаточно четкого представления о том, что же такое человеческое мышление в целом или отдельные его проявления.

Человеческое мышление можно рассматривать как процесс переработки информации, непрерывно и притом в огромных количествах поступающей из внешнего мира. Сами процессы мышления, в какой бы форме они ни проявлялись,—это всегда только отражение объективных процессов, протекающих в окружающей человека среде и не зависящих от его сознания. Способность человека воспринимать информацию из внешнего мира, организовывать, обобщать и перерабатывать ее является одним из самых величественных явлений природы, еще не изученных до конца современной наукой. Однако сама эта способность может проявляться только в том случае, если существует объект применения, то есть информация, поступающая извне. Весьма существенно также и то, что человек мыслит активно, то есть он может воздействовать на окружающий мир с целью извлечения необходимой информации. Полученная информация может выступать либо как объект непосредственной переработки, либо как средство для составления “программ”. Последнее проявляется как способность к обучению.

Можно представить себе, например, взрослого и вполне полноценного человека, не обученного правилам арифметики. Ясно, что такой человек не сможет решить даже элементарной задачи. Однако он обладает потенциальной способностью сделать это. Такая потенциальная способность может превратиться в реальную либо в результате прочтения учебника (что эквивалентно введению программы в машину), либо в результате опыта, когда человек выводит правила арифметики самостоятельно из наблюдения процессов в окружающем мире. И все-таки главное здесь то, что умение (а не способность) решать арифметические задачи, как, впрочем, и любые другие задачи, относящиеся к области умственного труда, не является у человека врожденным, а приобретается в результате обмена информацией с внешней средой.

Из сказанного следует непосредственный вывод, что в процессе получения и переработки информации участвует не только мозг, как можно было бы заключить после прочтения главы IX этой книги, но весь человек в целом. При этом органы, обеспечивающие поступление информации, то есть органы чувств, а также органы, обеспечивающие возможность воздействия на внешнюю среду с целью извлечения информации (то есть органы речи, мышцы и т. д.), играют здесь весьма существенную роль.

Чтобы сказанное стало еще более очевидным, обратимся к цифрам. До последнего времени предполагалось, что человеческий мозг содержит порядка -1,5-10(10)¹⁰ отдельных элементов, способных хранить и перерабатывать одну двоичную единицу информации.

Новейшие исследования над молекулами белка дают основание увеличить эту цифру еще на несколько порядков. Слов нет, “информационная емкость” мозга чрезвычайно велика. С другой стороны, по самым скромным подсчетам, с помощью одних только органов слуха человек получает в течение всей своей жизни порядка 10¹² двоичных единиц информации. Если просуммировать все количество информации, воспринимаемое человеком с помощью всех органов чувств, эта цифра окажется значительно больше.

Другая, не менее важная особенность человеческого мышления состоит в том, что процессы восприятия и переработки информации совершаются человеком при условии тесного взаимодействия с другими людьми. Огромный объем информации (заложенной, например, в самой структуре мозга), получаемой человеком еще до рождения, — его исходная программа — образуется как следствие получения и переработки информации рядом предшествующих поколений. В процессе обучения человек широко пользуется информацией (как исходными данными для переработки, так и программами), накопленной всем человечеством в целом начиная с момента его возникновения. К тому же всякий процесс мышления всегда имеет определенную цель, также возникающую в результате взаимодействия человека с обществом.

Изучая творения великих ученых, мы всегда восхищаемся мощью человеческого гения, однако это отнюдь не мешает нам отдавать себе ясный отчет в том, что собственный вклад каждого отдельного человека, пусть даже сделавшего крупнейшее научное открытие, относительно невелик по сравнению с тем огромным объемом сведений, которые были накоплены к моменту совершения этого открытия и использованы (сознательно или подсознательно) в качестве исходных предпосылок. Другими словами, процессы человеческого мышления глубоко социальны по своей природе и исходят, как правило, из потребностей человеческого общества в целом, то есть имеют в своей основе “социальный заказ”.

И, наконец, последнее. Способность человека мыслить непрерывно совершенствуется. Достаточно указать, что общий интеллектуальный уровень человека, а еще правильнее—человечества, создавшего мыслящую машину (если допустить, что такую машину удастся когда-нибудь создать), будет в значительной мере отличаться от интеллектуального уровня, существовавшего на тот момент, когда только начинались попытки создания такой машины. И самое важное здесь опять-таки, что подобное совершенствование найдет свое отражение не столько в изменении способностей каждого отдельного индивидуума, сколько в изменении суммы общечеловеческих знаний.

В свете всего сказанного мы можем снова, уже в третий раз, вернуться к вопросу, может ли машина мыслить.

Однако теперь мы ясно видим, что сформулирован он недостаточно корректно. Действительно, если под словом “мыслить” понимать только потенциальные способности человека перерабатывать информацию, а также образовывать программы такой переработки, то есть обучаться, то мы приходим к определению понятия “мышление”, данному в словаре Уэбстера. Все перечисленные там свойства в начальной стадии присущи уже современным машинам, и с учетом темпов развития науки и техники ответ, безусловно, может быть положительным.

Но, как мы уже видели, способность к переработке Информации еще не означает способности к мышлению. Поэтому, на наш взгляд, правильнее сформулировать проблему так: существует ли принципиальная возможность хотя бы в отдаленном будущем искусственно построить систему, полностью адекватную человеку во всем, что касается его способности получать информацию от внешнего мира (то есть обладающую такими же точно органами чувств), активно воздействовать на внешний мир с целью извлечения этой информации, активно взаимодействовать с окружающей социальной средой и, наконец, перерабатывать информацию в тех же объемах и по тем же программам, что и человек? Только при удовлетворении всех этих требований можно говорить о мышлении машины в том же смысле, в каком мы говорим о мышлении человека.

Современная наука и на этот вопрос отвечает, вообще говоря, положительно. Хотя человек и представляет собой чрезвычайно сложную систему, особенно по сравнению с теми машинами, которые мы умеем строить в наше время, тем не менее, эта система состоит из конечного числа элементов, которые взаимодействуют друг с другом совершенно определенным образом и подчиняются при этом объективным законам природы. Малейшее отступление от подобного утверждения неизбежно ведет к допущению существования святого духа в любой его разновидности. Задача сейчас состоит в том, чтобы исследовать эту систему, и, по всей вероятности, именно машины окажут человеку существенную помощь в таком исследовании. Итак, в принципе имеется возможность построить модель человеческого организма. Во всяком случае, в этом убежден автор настоящего предисловия. Но вот тут-то и возникает основной вопрос: нужно ли такое моделирование?

Конечно, познавательная ценность подобного эксперимента не вызывает никаких сомнений. Но, несомненно, и другое: чтобы высказанное выше достаточно бездоказательное утверждение превратилось в научный факт, вполне достаточно моделировать систему по частям, дополняя каждый раз результаты экспериментов данными теоретических исследований.

Если последовательно проследить историю технического творчества человечества, можно заметить, что в подавляющем большинстве случаев, создавая те или иные машины, человек моделировал отдельные свои функции. Однако каждый раз он не шел по пути копирования, а, наоборот, добивался большей эффективности за счет большей специализации. Убедительным примером сказанного могут служить хотя бы средства транспорта. Человек давно уже построил машины, которые как по скорости, так и по грузоподъемности во много раз превысили его способности. Однако никто и никогда не ставил, например, задачи создать автомобиль, который мог бы танцевать вальс. То же самое можно утверждать и относительно любой другой области машиностроения или автоматики. Есть все основания полагать, что и в дальнейшем развитие техники пойдет по тому же пути.

Уже современные вычислительные машины во много раз превосходят способности человека, например в области численного решения математических задач. При этом совершенно не обязательно, чтобы программу для решения каждой отдельной задачи составлял и вводил в машину человек. Опыт, накопленный вычислительной техникой, позволяет вполне реально представить себе машину, которая обучалась бы решению задач, скажем, путем чтения учебников по математике. Нельзя не отметить, однако, что подобный процесс обучения является далеко не оптимальным. Об этом свидетельствует хотя бы то, что обычный язык (например, русский или английский) оказывается не лучшим средством описания математических правил и теорем. Именно поэтому потребность общения с машиной сразу поставила человека перед необходимостью создания специальных языков, как, например, языка ФОРТРАН, описанного в этой книге.

Возникли также идеи создания “метаязыка”, с наибольшим успехом используемого в математике, и, наконец, различных систем “программированного обучения”. Во всех этих примерах человек учится у машин способу выражать свои мысли более кратко и в то же время так, чтобы любая фраза допускала одно и только одно возможное толкование. Частично этот вопрос затрагивается в главе V данной книги. Анализ тенденций развития вычислительных машин, предназначенных для решения математических задач, ярко иллюстрирует основную идею создания машин, обладающих одной определенной возможностью человеческого мышления (в данном случае умением решать математические задачи)—причем в большей мере, чем человек, — благодаря специализации, то есть за счет отсутствия других присущих человеку возможностей.

Точно так же можно задаться целью, создать машину для сочинения стихов, музыкальных произведений или для выполнения других работ, относящихся к области творчества. Однако сама потребность творчества вытекает из взаимодействия человека с социальной средой, а само творчество всегда совершается на основе более или менее ясно осознанного “социального заказа”. Независимо от своих возможностей машина, по определению, не может быть членом данной социальной группы (человечества), поэтому “социальный заказ” либо должен вводиться в нее человеком, либо попросту будет отсутствовать. Следовательно, на сегодня и впредь машине здесь также отводится вспомогательная роль усилителя способностей человека, причем она будет выступать в этой роли с тем большим успехом, чем в большей степени будет специализирована.

Теперь можно подытожить сказанное. Итак, понятие мышления в применении к человеку можно определить в самом общем смысле как способность человека определенным образом взаимодействовать с окружающей материальной и социальной средой на основе получения и переработки информации. Совершенно необходимым условием при этом является то, чтобы человек был членом указанной социальной среды, то есть представителем человечества. Следовательно, вопрос, - может ли машина мыслить, попросту не имеет смысла. В то же время чрезвычайно важным является вопрос, целесообразно ли создание машины, полностью и точно моделирующей все без исключения свойства человеческого организма. Ответ на этот вопрос, по всей вероятности, должен быть отрицательным.
К сожалению, автор данной книги рассматривает только одну сторону обсуждаемой здесь проблемы. Он, как правило, ограничивается только потенциальными способностями человека в отрыве от окружающей среды и почти не учитывает непрерывного совершенствования этих способностей. Поэтому он неизбежно приходит к ряду противоречий. Некоторые из них отмечены в русском издании соответствующими подстрочными примечаниями.

Особого внимания заслуживает глава V книги, посвященная так называемой символической, или формальной, логике. Эта глава—центральная в книге, посвященной описанию возможности машинного мышления. Однако есть и другая причина, которая состоит в следующем: в современной специальной и научно-популярной литературе по вычислительной технике очень часто встречаются термины “логика” и “логический”. Эти термины укоренились уже настолько прочно, что, несмотря на сильное нежелание, причины которому будут объяснены ниже, в известной степени их пришлось сохранить при переводе и редактировании данной книги, так как в противном случае это могло бы дезориентировать читателя. Тем более здесь необходим ряд пояснений.

Логика—это наука о формах и законах мышления. Из этого определения, очевидно, что предмет логики настолько обширен и в то же время настолько своеобразен, что нет ни малейших оснований, как-либо расширять этот предмет и тем более использовать слово “логика” в каком-либо другом, отличном от указанного выше смысле. Самостоятельный раздел общей науки логики составляет так называемая формальная логика, основные законы которой были сформулированы еще Аристотелем. Формальная логика учит мыслить правильно, соблюдая однозначность мысли, непротиворечивость мысли, ее определенность, доказательность и последовательность. Формальная логика отнюдь не подменяет собой логики вообще, а является только одним из ее разделов, применяемым далеко не всегда.

В то же время формальная логика лежит в основе большинства естественных наук, то есть применяется именно в тех случаях, где первостепенную важность приобретают однозначность и доказательность суждений. При этом здесь также нет ни малейших оснований, как-либо расширять или изменять значение термина “формальная логика”.

Формальная логика выдвигает четыре основных закона мышления:

1. Мысль должна быть однозначной. Закон тождества учит тому, что надо правильно отождествлять и различать вещи, что недопустима подмена одного понятия другим. В любом рассуждении каждое понятие или высказывание должно употребляться всегда в одном и том же смысле.

2. Мысль должна протекать непротиворечиво. Логический закон противоречия запрещает в процессе рассуждения и анализа вопросов противоречить самому себе. Нельзя, например, о положении, которое признается верным, говорить в то же время как о неверном.

3. На один и тот же вопрос, правильно поставленный и правильно понятый, говорится в законе исключенного третьего, недопустимо отвечать неопределенно, ни да, ни нет, уклоняясь от всякой определенности мысли. Из двух противоречащих друг другу высказываний одно необходимо истинно, а другое ложно, и нет ничего третьего, или, иначе говоря, А есть или, В или не - В.

4. Всякая мысль лишь тогда верна, когда она обоснована, когда она вытекает как следствие из другой правильной мысли, служащей ей в данном случае основанием (закон достаточного основания). Поэтому Мышление должно быть последовательным. А есть потому, что есть В, учит закон достаточного основания.

Наличие подобных законов позволяет пойти еще дальше по пути формализации логических рассуждений. Действительно, первый и второй законы позволяют записывать каждое высказывание в виде одной какой-либо буквы или символа. Третий и четвертый законы показывают, что отдельные высказывания всегда находятся друг с другом в определенной связи. Количество таких связей также ограниченно. Так, два любых высказывания могут либо полностью совпадать друг с другом (связь тождества), либо взаимно дополнять друг друга, либо частично совпадать друг с другом, либо полностью противоречить друг другу. Наконец, одно высказывание может быть логическим следствием другого. Каждую из этих связей можно также обозначить одним символом.

Таким образом, словесную запись высказываний и связей между ними можно заменить записью отдельных букв и символов, обозначающих связи, точно так же как это делается в математике. Наличие четко сформулированных законов позволяет выполнять над записями подобного рода чисто формальные преобразования, сохраняя при этом истинность или ложность, как самих высказываний, так и связей между ними. Заметим—и это чрезвычайно важно,—что запись высказываний в виде букв и символов не вносит ничего нового, а только упрощает сам процесс записи и процесс умозаключений. Другими словами, в рамках формальной логики создан свой символический язык, подобный языку математики.

С другой стороны, наличие букв, символов и, что самое главное, наличие определенной системы правил, позволяющих заменять эти буквы и символы другими, то есть осуществлять преобразования, может рассматриваться с совершенно иной точки зрения. Действительно, если полностью забыть, что буквы представляют собой определенные высказывания, а символы—логические связи между высказываниями, и рассматривать только сам факт наличия букв, символов и системы правил, то получим то, что в математике принято называть алгеброй. При этом необходимо договориться еще и о том, чтобы каждая буква могла принимать некоторые численные значения. Алгебра, в которой каждая буква может принимать только одно из двух возможных численных значений, а именно 0 или 1, и, кроме того, используются три символа, описывающие три конкретные и различные операции над этими значениями, получила название алгебры Буля, по имени английского математика Джорджа Буля.

В последние десятилетия алгебра Буля получила широкое распространение как средство описания работы всевозможных автоматических устройств, в частности схем цифровых вычислительных машин. При этом нужно очень ясно отдавать себе отчет в том, что алгебра Буля представляет собой раздел математики, ничем не отличающийся от других ее разделов, è используется в технике как математический аппарат, точно так же как аппарат дифференциальных уравнений используется при описании и исследовании работы электрических цепей.

Вспомним теперь, что каждое высказывание формальной логики может также иметь только одно из двух возможных значений. Это высказывание может быть либо истинным, либо ложным (закон исключенного третьего). Именно благодаря этому обстоятельству оказалось возможным использовать алгебру Буля также и в качестве математического аппарата формальной логики. Отсюда и пошла вся неразбериха â терминологии. Появился, в частности, “промежуточной” термин символическая логика, который иногда используют в смысле “формальная логика”, а иногда—в смысле “алгебра Буля”. Необходимо еще раз подчеркнуть, что алгебра Буля представляет собой обычный раздел математики, и из того обстоятельства, что она используется в качестве математического аппарата формальной логики, ничуть не следует, что она сама становится разделом науки логики, так же как Использование аппарата дифференциальных или линейных алгебраических уравнений в теории электрических цепей отнюдь не делает его разделом этой дисциплины.

Тем не менее, страницы специальной литературы по вычислительной технике буквально пестрят такими Словами, как “логическое устройство”, “логическая схема”, “логический элемент”, “логическая структура” è т. д. Для специалиста все эти слова давно потеряли свой первоначальный смысл и воспринимаются совершенно определенным образом, а именно как указание на то, что каждый раз имеются в виду устройства или отдельные их части, работа которых может быть описана и проанализирована средствами алгебры Буля. Правда, подчас такое обилие “логик” режет слух также и специалистов.

Совершенно иначе обстоит дело с читателем научно-популярной литературы. Встречаясь на страницах книг с всевозможными “логическими схемами”, “логическими структурами” и т. п., он неизбежно должен прийти к выводу, что логические, то есть “мыслительные”, способности заложены в самой конструкция вычислительной машины, а это совершенно неверно Знаменательно, что одной из жертв указанной путаницы в терминологии оказался и автор данной книги. Так, в частности, в главе V он вводит понятие “логическое уравнение” (logical equation), попеременно понимая под этим то связи между высказываниями (не имеющие ничего общего ни с какими уравнениями), то действительные уравнения алгебры Буля.

В той же главе V содержался ряд неверных высказываний, причиной которым послужило совершенно неоправданное отождествление формальной логики и так называемой “алгебры множеств”. Наконец, в отдельных случаях неоднозначность использования термина “логика”, а кстати, и название самой главы—“Два вида логики”—неизбежно приводят к выводу о существовании некоторой особой “машинной” логики, отличной от человеческой.

Все сказанное выше, а также наличие ряда неточностей второстепенного значения поставило редактора русского перевода перед необходимостью полностью переработать главу V оригинала. При этом мы стремились сохранить стиль и последовательность изложения автора. Сохранен также материал, не вызывающий возражений. В то же время довольно значительная часть главы переработана.

В своем настоящем виде глава V представляет собой краткий и достаточно поверхностный обзор аппарата формальной логики. Она содержит тот минимум сведений, который необходим читателю для понимания материала главы XI и главы XII—в части, касающейся описания машин, доказывающих теоремы. Кроме того, материал главы V дает читателям определенную идею относительно формализации процессов рассуждений и, следовательно, относительно возможности выполнения этих процессов машинами.

Итак, существует наука—формальная логика,— изучающая законы строгого человеческого мышления, Эта наука не имеет никакого отношения к конструированию вычислительных машин, если не считать того, что, как отмечалось выше, она лежит в основе всех естественных наук. С другой стороны, методы формальной логики широко используются при программировании вычислительных машин для решения всевозможных задач, связанных с автоматизацией отдельных процессов умственного труда. Существует алгебра Буля, представляющая собой раздел математики и с большим успехом используемая при анализе и конструировании различных автоматических устройств, в том числе и вычислительных машин. Если читатель будет четко различать эти понятия, то сможет без труда разобраться в большом круге вопросов, рассмотренных в данной книге.

А теперь нам остается только пожелать читателю успеха в его знакомстве с миром машин, играющих в шашки, отличающих мост от плотины, доказывающих теоремы, сочиняющих музыку и помогающих человеку в различных областях умственной деятельности. Большая эрудиция автора и его несомненный талант рассказчика обещают сделать это знакомство достаточно увлекательным.
ГЛАВА IX КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

Мозг похож на вычислительную машину, но нет вычислительной машины, похожей на мозг.

Уоррен Мак - Каллок

Механизм мышления и разумного поведения—это слишком широкая тема для серьезного разговора, и поэтому нам следует ограничиться рассмотрением тех аспектов мышления человека, которые непосредственно связаны с проблемами моделирования мыслительных процессов.

Изучение человеческого мышления осуществляется в основном двумя науками—физиологией и психологией. Физиология изучает строение тела и функционирование его органов. Физиолог исследует мозг изнутри, как бы проникая в черепную коробку. Он выявляет строение мозга, прослеживает каналы и связи нервной системы, изучает ее электрические и химические свойства. Пользуясь физическими, химическими и биологическими понятиями, он описывает взаимосвязь между различными органами, с помощью которых мы чувствуем, мыслим и действуем.

Что же касается психологии, то ее интересует главным образом поведение человека. Предмет этой науки — реакция человека на окружающую среду и его поведение в этой среде. Психолог изучает мышление извне, не интересуясь процессами в самом мозге. Его интересует, как мы воспринимаем сложные комплексы раздражений, действующих на органы чувств, как превращаем наши знания и желания в действия, как учимся на опыте. Он рассматривает мозг, нервы, органы чувств, мышцы как систему и пытается понять—и предсказать,—как она будет реагировать на воздействие внешних раздражителей. Он соприкасается не столько с физикой и химией, сколько с мыслями и эмоциями, проявляемыми в сознательных действиях и в подсознательных побуждениях. В частности, он устанавливает соответствие мысли и ее выражения, то есть слов и других символов, которыми мы пользуемся при организации разумных действий.

Исследование разумного поведения искусственных систем также ведется двумя науками. “Физиология” вычислительных машин изучает части, из которых они состоят, и внутренние взаимосвязи — перфоленты, транзисторы, запоминающие сердечники, индикаторы, кнопки управления и электронные схемы. “Физиолог” вычислительной техники—это инженер, конструирующий вычислительную машину в соответствии с теми функциями, которые она должна выполнять. С другой стороны, “психолог” вычислительных машин занимается их функциями. Специалист по вычислительным методам определяет план действий, с помощью которого удастся найти ответы на поставленные вопросы. Он может быть—и часто действительно является—совершенным профаном в том, что касается подробностей устройства машины, но зато отлично разбирается в ее языке—в числах, словах и программах, с помощью которых описывается план вычислений.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Итак, для начала кратко познакомимся с носителем человеческого сознания — мозгом и нервной системой, соединяющей его с органами чувств и мышцами. На фиг. 47 изображен путь от слухового раздражения до устного ответа.

Представим себе урок в школе. Учитель задает вопрос: “Кто может рассказать нам, почему космонавт, находясь на орбите, не ощущает земного притяжения?” В зависимости от того, насколько хорошо ученики приготовили урок, они либо поднимают руки, либо остаются совершенно пассивными. Принимая решение участвовать в обсуждении или устраниться, ученики совершают разумный акт, в котором мы различаем шесть основных этапов.

1. Восприятие и анализ. Звуковые волны, созданные голосом учителя, падают на барабанные перепонки, и те начинают колебаться. Каждая барабанная перепонка приводит в движение три маленькие косточки (молоточек, наковальню и стремечко). Колебания этих косточек далее передаются жидкости, заполняющей лабиринт, и через нее—группе особых клеток (“волосковые клетки”), волоски которых изгибаются, сжимаются или наклоняются по-разному в зависимости от высоты, громкости и тембра голоса учителя. С каждой волосковой клеткой связано волокно слухового нерва. Каждое такое нервное волокно возбуждается, когда колеблется волосок связанной с ним клетки. При этом в волокне возникает последовательность электрических импульсов. По слуховому нерву, состоящему из многих тысяч волокон, передается, таким образом, множество отделенных друг от друга электрических сигналов, каждый из которых соответствует различным составляющим звуковой волны. Тем самым ухо преобразует вопрос учителя в различные электрические сигналы, характеризующие высоту, громкость и тембр его голоса.

2. Передача комплекса сигналов. Комплекс электрических сигналов передается по слуховому нерву в мозг, причем сигнал, идущий по каждому из волокон, представляет собой часть этого комплекса, совершенно отличную от сигналов в других волокнах. Этот комплекс сигналов возникает в результате разложения звуковой волны в улитке внутреннего уха. Важно отметить, что именно этот комплекс сигналов однозначным образом соответствует именно этому вопросу, поставленному учителем, и индивидуальным особенностям его голоса. Комплекс сигналов содержит в себе не только смысл вопроса, но и многие другие побочные сведения, по которым ученики могут определить (даже с закрытыми глазами), какой именно из учителей говорит с ними и каково его настроение.

Комплекс сигналов имеет протяженность в пространстве (он распределен между тысячами нервных волокон) и во времени (от начала до конца вопроса). Вообще возможны буквально миллионы пространственно-временных вариантов комплекса сигналов, но каждый из них мозг может отличить от другого и распознать. Так, один из важных вариантов комплекса отличается от других не содержанием вопроса, а лишь местом, в котором находится учитель. Если он был справа, то в правые уши учеников звук падает на малую долю секунды раньше, чем в левые, но даже это ничтожное различие будет обнаружено слуховыми центрами левого и правого полушарий мозга и укажет, где находится учитель.

Говоря о процессах во внутреннем ухе, мы полагались на довольно точные факты. Процесс преобразования звука в комплекс электрических сигналов в слуховом нерве уже прослежен учеными достаточно детально. Но о том, что происходит с комплексом сигналов, когда он поступает в мозг, мы можем судить только очень общо. У низших животных (например, лягушки) уже удалось выделить и раздельно исследовать многие функции мозга, у высших удается пока лишь проследить главные проводящие нервные пути. Мозг человека столь сложен (в мозгу и центральной нервной системе насчитывается примерно 13 миллиардов нейронов, каждый из которых имеет в среднем по нескольку сот соединений с Другими нейронами), что мы не в состоянии разобраться в деталях его работы. Пока мы можем делать те или иные выводы только на основании общих наблюдений за его работой.

Поэтому дальнейшее описание будет основано на очень небольшом числе экспериментальных данных, а главным образом—на гипотезах специалистов, изучающих мозг. Поскольку именно эти гипотезы играют важную роль при сравнительном изучении живого мозга и искусственных разумных систем, следует постоянно помнить, что многие из этих гипотез представляют собой всего лишь наиболее правдоподобные догадки ученых.

3. Отбор в информационном центре. Слуховой нерв, подобно нервам, связанным с обонянием (обонятельный нерв) и зрением (зрительный нерв), входит в мозговой ствол непосредственно над верхним окончанием спинного мозга. Здесь и находится “информационный центр” мозга. Через спинной мозг к мозговому стволу подходят и другие нервы. По ним передаются сигналы более чем от четырех миллионов рецепторных клеток. Эти клетки скрыты в кожном покрове и сообщают о давлении, боли, температуре в отдаленных частях тела.

Мозговой ствол буквально “забит” информацией об ощущениях, поступающей в него одновременно из различных частей тела. Примерно подсчитано, что каждую секунду бодрствования наши органы чувств вырабатывают, по меньшей мере, 100000000 электрических импульсов. Ясно, мы не в состоянии реагировать сразу на все эти сигналы. Некоторые из них перерабатывает и отправляет по назначению сам спинной мозг (так называемое рефлекторное действие). Другие достигают мозгового ствола, который сортирует сигналы, подавляя многие, не имеющие особой важности, и, пропуская дальше те, которые должны быть, доведены до сознания. Ежесекундно около 100 нервных импульсов—одна миллионная доля общего количества—достигает высших нервных центров, расположенных в коре головного мозга.

Мы очень смутно представляем себе, как именно мозговой ствол функционирует в качестве информационного центра мозга. Но мы знаем, что он не действует — и не может действовать — вполне самостоятельно. Он управляет другими частями мозга, а те в свою очередь управляют им. Его действия определяются не только поступающими сигналами об ощущениях, но и другими сигналами, отражающими накопленный нами опыт. Здесь мы сталкиваемся с таинством человеческой памяти. Если бы не было памяти, человеческий разум вряд ли мог бы существовать. Это справедливо и для искусственного мозга. Вычислительная система, способная имитировать мозг, должна иметь запоминающие ячейки, и чем она ближе к имитации высших сфер разума, тем больше должно быть этих ячеек.

Но вернемся к нашему примеру с учителем и учениками. Чтобы мозговой ствол пропустил вопрос учителя в сферы сознательного мышления, необходимо, чтобы этот вопрос был оценен как событие, достаточно важное среди тысяч других сигналов, поступающих одновременно с ним от органов чувств. В этом мозговой ствол руководствуется множеством признаков. Благодаря сигналам ощущения тяжести каждый ученик знает, что он расположился за привычной, знакомой партой. Зрительные сигналы сообщают ему, об учителе. А сигналы из памяти напоминают, что ему было задано, и что он должен был подготовиться к ответу. Следовательно, мозговой ствол уже заранее подготовлен к вопросу учителя. Он выделяет основное в содержании вопроса и в значительно упрощенной форме пропускает его в высшую сферу мозга— в его кору.

Мы сумеем объяснить этот замечательный процесс преобразования сложного сигнала ощущения в более простой, содержащий лишь суть, только представив себе, что мозговой ствол (при содействии других частей мозга) пользуется каким-то кодом, который позволяет перевести и обработать первичную “входную” информацию, выделить из нее существенно важное и придать ей форму, пригодную для осуществления процессов мышления. Измерения, проводимые с помощью специальных приборов, показали, что за те пять секунд, которые длился вопрос учителя, звуковые волны донесли до ушей его учеников, по меньшей мере, 50000 колебаний воздуха. Однако психологические опыты показывают, что человек за этот же промежуток времени способен сознательно воспринять только 250 единиц количества информации, на основании которой он действует, отвечая на вопрос.

Мы предполагаем, что преобразование кодов и выделение сути информации в мозговом стволе производится с помощью групп символов, организованных в последовательности, подобно буквам в словах. Никто пока не нашел ключа к этому коду, связывающему импульсы, идущие от органов чувств, с мыслью. Но есть все основания предполагать, что код организован по тем же законам, что и речь, и состоит из символов (букв), которые можно объединить в группы (слова, фразы) для передачи смысла. В высших процессах мышления символы языка должны участвовать большую часть времени: ведь к моменту ответа на вопросы мы замечаем, что мысленно уже пользуемся словами.

4. Распознавание содержания вопроса. Из мозгового ствола переработанный комплекс сигналов проходит через два вспомогательных нервных центра (которые принимают участие в процессе преобразования кодов) в ту часть мозга, которая распознает значение звуков, в слуховые центры. Они расположены в двух областях слева и справа от лобных долей мозга. Эти слуховые области мозга были весьма подробно изучены на лабораторных животных, а также во время хирургических операций у людей с мозговыми заболеваниями и травмами. В ходе этих операций выяснилось, что при раздражении точек слуховой коры возникают слуховые ощущения. Благодаря этому теперь известно, где происходит сознательное распознавание звуков, но почти ничего не известно о том, как это происходит.

Известно также, что распознавать звуки становится возможным только после обучения, в ходе которого повторяющиеся сочетания звуков и придаваемых им значений обусловливают связи в коре мозга. Ребенок учится таким образом узнавать голос матери, а позже—ассоциировать родителей с такими простыми звуками, как “мама” и “папа”.

первые шесть лет жизни. В течение этих лет кора головного мозга быстро увеличивается в размерах, и ее рост создает дополнительные возможности к образованию миллиардов новых соединений между нервными волокнами, в которых каким-то таинственным способом запоминаются звуковые образы и их смысловые значения.

Итак, распознавание вопроса учителя представляется ученым как процесс сравнения комплекса сигналов, пришедшего из мозгового ствола, с подобным же комплексом, уже запомненным мозгом. В процессе сравнения необходимо перебрать огромные запасы уже запомненных мозгом значений звуков. Ведь запасы памяти у взрослого человека настолько велики и прочны, что объяснить запоминание только происходящими при запоминании изменениями в нервных волокнах и их соединениях невозможно. Даже триллионов таких соединений не хватит, для того чтобы обеспечить запоминание всего, что хранится в человеческой памяти. Физиологи предполагают, что информация, возможно, хранится молекулами белка в нейронах. Количество этих молекул достаточно для объяснения феномена памяти.

Мы не знаем, как мозг выполняет задачу распознавания звука; мы можем только представить его себе как процесс поиска и сравнения. Когда сравнение завершено, а сравниваются, возможно, не только слова по отдельности, но выражения или даже целые фразы, воспринимаемые как единое целое, нейроны коры вырабатывают новый комплекс сигналов, которым начинается следующий этап — продумывание ответа на вопрос. В этот момент раздражение, вызванное вопросом учителя, как бы направляется вспять и начинается процесс ответа.

Распознавание вопроса учителя—процесс в основном автоматический, в нем действуют ассоциации, настолько устоявшиеся за период, когда мы учимся говорить, что понимание слов не требует от мышления никакого усилия. Услышав впервые незнакомое слово (например, “астронавт”), мы сознательно исследуем его звучание и связываем его с буквами, из которых состоит слово. Вскоре, употребив это слово, раз десять, мы включаем его в запас заученных слов и их значений, которые автоматически предоставляет нам мозг в процессе сравнения.

5. Продумывание ответа. Следующий шаг— продумывание—уже не столь автоматичен и требует от нас сознательного усилия, о чем нам всем, к сожалению, известно. Продумывание, как мы предполагаем, есть процесс, сходный с распознаванием смысла, но происходящий на гораздо более высоком уровне. При ответе на вопрос мы должны обратиться к нашей памяти в поисках большего количества накопленных сведений и установить их отношение к вопросу.

Таким образом, продумывание не является процессом “один к одному”, когда комплекс сигналов ассоциируется с уже хорошо известной последовательностью осмысленных звуков. Продумывание состоит из многих промежуточных этапов. Необходимо сформировать и распознать много дополнительных подсигналов, которые отбрасываются, если они не имеют смысла, или сохраняются, если могут помочь ответу. За те несколько секунд, пока мы размышляем над вопросом, должны быть найдены буквально тысячи таких рациональных ассоциаций, и десятки из них проходят перед нашим мысленным взором за то время, пока мы формируем комплекс сигналов ответа. Так, например, подготавливая ответ на вопрос учителя, потребуется найти ассоциацию ключевого слова “сила” и глагола, который следует соединить со словом “притяжение”. Если ученик смышленый, он не остановится на этом, а дополнит ответ, найдя ассоциацию между содержащимся в вопросе словом “орбита” и такими сочетаниями слов, как “ускорение” и “постоянная смена направления”.

Должны быть найдены все упомянутые слова и выражения и установлены все существующие между ними логические ассоциации. Во время этого процесса сигналы из коры направляются во многие части мозга, “опрашивая” их запасы памяти (которая, как мы предполагаем, пронизывает почти все части мозга).

Процесс продумывания завершается, когда все слова и выражения найдены и установлены в надлежащем порядке, составляя предложение, содержащее ответ. Однако ученик, опытный в вопросах школьной тактики, не начнет отвечать сразу. Он несколько раз про себя проверит свой ответ по содержанию и форме. Если при таком молчаливом обследовании ответ будет признан годным и если информационный центр мозга, который тем временем оставался в курсе общей обстановки в классе, дает сигнал разрешения, наступает время действовать.

6. Произнесение ответа. В этом случае мозг направляет в центробежные нервные волокна сигналы — команды к действиям. Чтобы действия выполнялись в нужном порядке, требуются десятки таких команд. Часть из них по спинному мозгу передается в мышцы корпуса, и наш ученик выпрямляется на своем стуле. Другой сигнал, с иными указаниями, поступает в мышцы правой руки, и рука тянется вверх. Одновременно передается комплекс сигналов в речевой аппарат. Сперва подаются простые сигналы в грудные мышцы, и ученик делает вдох. Немедленно вслед за этим комплекс речевых сигналов начинает управлять одновременно мышцами голосовых связок, челюстными мышцами, мышцами щек и языка. При этом начинается выдох, и ученик произносит слова.

Предположим, что этот ученик сверхактивен и что он готов заговорить даже прежде, чем обратил на него внимание учитель. Тогда без малейшего промедления информационный центр подаст в кору сигнал, который будет означать: “Удержись!” Ученик готов заговорить, но речевой аппарат будет заторможен, до тех пор, пока учитель не произнесет имени ученика. Только после этого последует ответ: “Постоянные изменения направления движения по орбите вызывают ускорение, действующее на тело космонавта, которое в свою очередь вызывает силу, уравновешивающую силу тяжести”. Затем наступает короткая пауза — ожидание реакции учителя, стремление к эмоциональному и интеллектуальному удовлетворению, которое ученик получает, услышав единственное слово: “Правильно!”
РАЗУМ И КОМПЛЕКСЫ СИГНАЛОВ

Нечего и говорить, что столь короткий рассказ о механизмах мозга не может описать всех возможностей человеческого разума и тем более богатств его эмоциональной и творческой деятельности. Этот рассказ в лучшем случае можно уподобить моментальному снимку, запечатлевшему основные события в акте распознавания и рассуждений при ответе на вопрос. И все же разобранный пример позволяет выразить основную идею книги: разум действует путем передачи и переработки комплексов сигналов. В цепи “вопрос—ответ” мы выявили несколько звеньев: комплексы комбинаций звуковых волн, соответствующие им комплексы электрических импульсных сигналов, преобразование кодов, распределение комплексов сигналов по “рангам” и ступеням, сравнение по сходству и несходству, сортировка и отбор, выработка комплексов сигналов действия, направляемых в мышцы и голосовой аппарат. Все звенья этой цепи связаны причинно-следственной связью.

Прямая связь каждого события этой цепи с предыдущим и последующим, без которой был бы невозможен правильный ответ на вопрос, подсказывает вторую руководящую идею, позволяющую постигнуть природу мозга,—идею логического развития от причины к следствию.

Формулировка ответа есть, по сути дела, процесс определения логической связи между входящей и исходящей информацией. Даже если ученик заранее вызубрил ответ и ему совершенно не нужно рассуждать, цепь “побуждение — реакция” не смогла бы замкнуться без правильного (то есть логически правильного) сравнения входного комплекса сигналов с комплексом сигналов, уже находящимся в памяти.

Когда мы вырабатываем ответ, процесс рассуждений охватывает целую систему логических связей, каждая из которых должна удовлетворять логически корректным отношениям. Рассуждение представляет собой организацию этих логических связей в непротиворечивый комплекс сигналов; в ходе рассуждений мы отбрасываем алогичные связи, связи, не имеющие смысла, и заменяем их другими, до тех пор, пока не будет достигнута логическая согласованность.

По существу, рассуждая, мы из бесчисленного множества случайных и беспорядочных мыслей отбираем здравые и организуем их в разумном порядке. Человеческий мозг — самый искусный, самый совершенный из когда-либо созданных природой механизм, умеющий создавать порядок из хаоса.

Из этого не следует, что человеческий разум — это - только логика и больше ничего. Это далеко не так! Чисто логический процесс неумолимо развивается от посылки к следствию, а мозг (так считают ныне) в основном работает методом проб и ошибок, распознавая полезные связи и отбрасывая ошибочные и тривиальные. Но конечный результат—правильный ответ на правильно понятый вопрос—всегда логичен. Мы можем логически проследить, (лингвисты создали из этого целую науку) соотношения каждого слова в вопросе с каждым словом в ответе.

Короче говоря, можно утверждать, что внешние признаки работы разума всегда содержат логические связи между мыслями, а мысли в свою очередь состоят из комплексов символов, организованных в соответствии с формами и правилами языка. В языках имеются правила организации символов в группы, а этих групп — в еще большие группы и так далее, от букв—к книгам, от отдельных нот—к симфониям. Здесь только следует подчеркнуть, что цепь разумных действий, осуществляемых нашими органами чувств, нервами, мозгом и мышцами, подчиняется тем же законам. Основная функция мозга заключается в отделении всего разумного от бессмысленного. Мозг должен действовать, когда все уже сказано и сделано, в рамках логики,—только так он сумеет выработать разумные отклики на требования окружающего мира.

Логика, как и язык, предстает в разном обличье— и в чистом виде, и замаскированная. Математика, требующая, чтобы мы неуклонно следовали строгим и тщательно сформулированным правилам,—образец чистой логики. Английский язык, с массой исключений из правил,—хороший пример засоренной логики. Комбинация букв “ough”, например, может читаться, по меньшей мере, пятью различными способами. Чтобы отличить в устной речи “bough” от “bow” или “dough” от “doe”, мозг должен учесть связи с другими словами предложения, то есть все зависит от того контекста, в котором употреблены эти слова.

Распознавание слов речи в контексте может, быть, выполнено, только, при, условии, что, мы, запоминаем, сотни, слов, сказанных, перед, данным, словом, и, только, благодаря, этому распознаем правильное значение сказанного.

Поэтому при создании машины для перевода с одного языка на другой следует принимать во внимание не только основные слова, но также связи между словами в выражениях и предложениях. В главе XI мы познакомимся с тем, как такие машины обращаются с контекстом, идиомами и “нелогичными” исключениями. Как вы можете догадаться, эти машины действуют по уже знакомому нам методу поиска и сравнения, которым пользуется мозг. Начальный поиск сходства в процессе сравнения охватывает последовательности слов (предложения или идиомы), и, если сходство не найдено, поиск повторяется, но в укороченной последовательности. Если и эта попытка не увенчается успехом, проводится поиск сравнения сходства по отдельным словам. В последнем случае получается перевод “слово за словом”, весьма далекий от совершенства, но, тем не менее, доступный для понимания.

Этот процесс последовательного поиска словосочетаний показывает, каким путем строгую машинную логику можно приспособить к расплывчатой логике языка. Вероятно, и мозг, выполняя задачу распознавания и строя рассуждения, пользуется сходным методом сужения возможностей выбора.
ДВУЗНАЧНАЯ ЛОГИКА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Несмотря на потрясающую сложность процессов в мозге, основной процесс, передача сигналов между нервными волокнами, представляет собой наипростейший логический акт—выбор между альтернативами. Каждое нервное волокно в любой момент времени либо “включено”, либо “выключено”. Оно либо активно и проводит электрический сигнал, либо пассивно и не проводит сигнала. Насколько смогли определить физиологи, в функционировании нервных волокон не существует никакого промежуточного состояния—частичного включения или частичной проводимости.

Как столь простое действие нервных волокон обеспечивает тончайшие различия в чувственных восприятиях и мышлении? Ответ на этот вопрос можно найти, если учесть, что между нервными волокнами существуют триллионы соединений. Благодаря им каждое из волокон может возбуждаться и управлять множеством других волокон, и, наоборот, каждое отдельное волокно может управляться другими волокнами. Корень древа человеческого мышления логически прост, и лишь разветвленная вершина этого древа дает разуму фантастическую мощь.

Как мы теперь знаем (и довольно хорошо!), цифровые вычислительные машины тоже основаны на использовании простых процессов типа “да — нет”. Искусственный “разум” этих машин обязан своим существованием тому, что они собирают, переносят, сравнивают, отображают информацию и производят над ней другие действия, основываясь на использовании сигналов, составленных из цифр 0 и 1. Это сходство не означает, что машины разрабатываются таким образом, чтобы воспроизводить нервную систему человека. Суть в том, что инженеры, создававшие первые машины, мало знали о физиологии мозга, а интересовались ею еще меньше. Они стремились создать машину, которая могла бы быстро и точно производить вычисления. Сходство было обнаружено позже, когда биологи стали сравнивать известные им факты с тем, что сообщали специалисты по вычислительной технике.

Конечно, во многих отношениях нервная система человека отличается от схем вычислительной машины. Прежде всего, следует сопоставить сложность этих систем. По сравнению с мозгом вычислительная машина, как бы она ни была велика,—сама простота. Единственная электрическая система, которую можно сравнить с мозгом, — это телефонная сеть Соединенных Штатов, взятая в целом. В этой телефонной сети около восемнадцати миллиардов соединений. А каждый из нас носит в себе, по крайней мере, триллион нервных соединений!

Далее, возьмем скорость, с которой в обоих случаях передается комплекс сигналов. Электрический импульс передается по нерву очень медленно по сравнению с передачей импульса в электрической цепи вычислительной машины. Измерения показывают, что нервный импульс, вызванный воздействием звуковой волны на барабанную перепонку, приходит в слуховые центры мозга примерно через сотую долю секунды. За это время сигнал покрывает расстояние около двадцати пяти сантиметров, и результирующая скорость распространения сигнала, включая все промежуточные преобразования сигнального комплекса, не превышает 2540 см/сек. Это может показаться довольно большой скоростью, но она незначительна по сравнению со скоростями в быстродействующей вычислительной машине, где сигнал передается на расстояние метров меньше чем за миллионную долю секунды.

Сравнение становится особенно ярким, если мы проследим путь определенного электрического импульса по нервным волокнам и по медным проводникам вычислительной машины. Измерено, что передача электрической энергии по “быстрым” нервным волокнам происходит со скоростью 100 метров в секунду. Сигналы в машине распространяются со скоростью, равной приблизительно одной трети скорости света, то есть 100000000 метров в секунду.

Сам по себе этот факт совсем не означает, что вычислительная машина работает в миллион раз быстрее нервной системы, потому что преобразование сигналов транзисторами и запоминающими сердечниками занимает гораздо больше времени, чем просто передача сигнала по проводу. Стоит сделать еще одно сравнение—сравнение времени, необходимого нервному волокну, чтобы прийти в состояние готовности для передачи следующего импульса, с временем, нужным для этого транзистору. После того как передача импульса окончена, нервному волокну необходим “период отдыха, прежде чем оно опять может быть возбуждено и окажется в состоянии передать следующий сигнал. Этот постоянный период отдыха даже в наиболее быстродействующих нервах длится около тысячной доли секунды. Быстродействующий транзистор для вычислительной машины, закончив передачу импульса, готов к передаче следующего импульса через миллиардные доли секунды. И в этом вычислительная машина на много порядков выигрывает во времени у нервной системы.

Запоминающие устройства вычислительных машин (магнитные сердечники и пленки) не так быстры, но и они могут быть готовы к повторению операции через несколько миллионных долей секунды.

Нервная система человека гораздо сложнее, чем любая вычислительная машина, но в то же время она более медлительна в обращении с сигналами. Это и есть решающий фактор в конструкциях машин, имитирующих мозг, так как здесь мы, проигрывая в сложности, выигрываем в быстродействии. При совершении разумного акта в мозге одновременно “работают” десятки тысяч цепей нервных волокон. С другой стороны, вычислительная машина пользуется своими “цепями-волокнами” (транзисторными схемами, проводниками и запоминающими ячейками) последовательно, одной за другой, по мере того как последовательность цифр преобразуется в соответствии с вычислительной программой. Лишь в ограниченном числе случаев группы блоков машины действуют одновременно.

Но вычислительная машина компенсирует эту необходимость,—производит действие только “по одному за раз” благодаря быстродействию, в миллион раз превышающему быстродействие мозга, и, таким образом, при решении определенных задач почти сравнивается с мозгом. Подобное относительное “равноправие” существует, конечно, лишь тогда, когда машина и мозг решают одну и ту же задачу.

Правда, при таком сравнении не принимается во внимание время, которое было затрачено на подготовку машины к решению задачи. Например, чтобы составить вычислительную программу для решения задач по математической логике, может, потребоваться, несколько, месяцев, интенсивного, труда, а, аналогичный, процесс, обучения, в, человеческом, мозге потребует лишь несколько дней работы при той же интенсивности. Таким образом, преимущества вычислительной машины, моделирующей некоторый мыслительный процесс, зависят от типа выполняемой работы. Мы можем позволить себе пользоваться машиной лишь тогда, когда нужно проделать очень большой объем работы вполне определенного характера. Только в этом случае результаты оправдывают стоимость подготовки и выполнения вычислительной программы. В остальных случаях феноменальная многогранность мозга не знает себе равных.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ В НЕРВНЫХ ВОЛОКНАХ

Мы заканчиваем эту главу некоторыми аспектами “нервного электричества”, полезными для понимания функционирования искусственного мозга. Это захватывающий вопрос, и мы отсылаем заинтересованного читателя к другим книгам, в которых данная тема освещена подробно. ( Издательство “Мир” выпустило книгу известного английского электрофизиолога Грея Уолтера “Живой мозг”.—Прим. ред.).

Нервные волокна бывают разных размеров: длиной от доли миллиметра до метра и более. Диаметр нервного волокна в человеческом организме очень мал, от 1 до 20 микронов (1 микрон—тысячная доля миллиметра), но, несмотря на это, физиологам, изучающим нервную систему, удалось исследовать внутреннее строение волокна. Они выяснили, что нервные клетки представляют собой живые батареи, самозаряжающиеся в период отдыха и разряжающиеся при раздражении. В заряженном состоянии они имеют напряжение 70 милливольт (что составляет 1/20 напряжения батарейки карманного фонарика). Этот электрический потенциал в

70 милливольт является, очевидно, одной из постоянных природы, так как он обнаруживается во всех электрических активных клетках, нервах и мышцах, во всех формах животного и растительного царства.

Эта разность потенциалов накапливается в результате концентрации положительно заряженных ионов калия и положительно заряженных ионов натрия.

Считается, что невидимая мембрана окружает внутреннюю часть нервной клетки. (Поскольку эту мембрану невозможно увидеть в микроскоп, она является одним из основных символов веры, исповедуемой нейрофизиологами.) Очевидно, мембрана регулирует поток ионов. В период отдыха клетки самозаряжаются, перекачивая через мембрану ионы К+¹+, до тех пор пока количество ионов К⁴+ внутри клетки не превысит приблизительно в двадцать раз их количество вне клетки. В то же время мембрана мешает ионам Na+ (находящимся в жидкости, окружающей мембрану) попадать внутрь. Этот процесс зарядки занимает тысячную долю секунды. Когда он закончен, разность в концентрации двух типов ионов по обе стороны мембраны и создает разность потенциалов 70 милливольт, о которой говорилось выше.

Заряженная клетка может оставаться в этом состоянии некоторое время, до тех пор, пока ей не потребуется передать нервный импульс. Но в тот момент, когда она получает раздражение (от другого нервного волокна), происходят драматические события. Предполагается, что мембрана моментально меняет характер управления ионами К+¹+ и Na⁴+. Прежде всего она начинает пропускать ионы Na⁴+ внутрь, компенсируя, таким образом, заряд от натриевых ионов. Затем, меньше чем через тысячную долю секунды, мембрана начинает пропускать ионы К"¹+. Оба эти явления вместе и обусловленное ими движение ионов меняют электрический заряд клетки, в результате чего практически мгновенно разность потенциалов становится отрицательной и равной 20 милливольтам.

Это моментальное изменение потенциала клетки создает нервный импульс (фиг. 48). Он длится обычно только тысячную долю секунды. Затем поток ионов Na⁴" и К⁴" опять меняет направление, и натрий Выкачивается, а калий накачивается до тех пор, пока не восстанавливается 70-милливольтный потенциал. Во время разрядки мембрана не отвечает ни на какие раздражители; она находится в состоянии “неактивности”, о котором уже говорилось выше.

Все эти события происходят в определенный момент, соответствующий раздражению нервной клетки. Как легко себе представить, раздражения недолго задерживаются в одной определенной точке нервного

волокна. Вместе с передвижением ионов (а ионы, передвигаясь, создают электрический ток) происходит передача тока в соседние участки мембраны, которые реагируют так же, как если бы они были раздражены другими нервными волокнами. Реакция движется по мембране, “как огонь по прерии” (воспользуемся ярким сравнением доктора Галамбоса). В каждой следующей точке нервного волокна происходит прилив и отлив ионов К⁴+ и Na⁴+ и 20-милливольтный импульс распространяется до тех пор, пока не достигнет окончания нервного волокна.

Если, как это обычно бывает, волокно разветвляется, импульс попадает в каждое из разветвлений и образовавшиеся таким образом уже несколько импульсов движутся до тех пор, пока не достигают мест соединений (синапсов) с другими волокнами. Таким образом, один импульс может быть превращен в бессчетное количество новых импульсов, которые одновременно расходятся по самым отдаленным частям головного и спинного мозга.

Теперь мы понимаем, почему электрические явления в нервной системе замедлены по сравнению с аналогичными явлениями в электрических цепях. Пренебрегая грубостью проводимых аналогий, мы можем сравнить деятельность нервных волокон с горящим бикфордовым шнуром, а электрическую проводимость—с потоком воды в шланге. Поджигая шнур, мы должны ждать, пока химическая реакция движется от одной крупинки пороха к другой до конца шнура, Когда мы открываем кран шланга (предполагается, что шланг уже заполнен водой, подобно тому, как проводники заполнены свободными электронами), нам не приходится ждать, пока вода дойдет по шлангу до выпускного отверстия. Вода будет выливаться из него почти в тот же момент, как она попадет в шланг из крана. Небольшая задержка может произойти при сжатии пузырьков воздуха и из-за растяжения эластичного шланга.

Подобным же образом, чтобы передать импульс, совсем не надо ждать, чтобы свободные электроны, попавшие в провод, прошли по нему от начала до конца. Передача импульса происходит, со скоростью, почти равной скорости света за счет сил, возникающих между электронами. Сами же электроны движутся по проводам довольно неторопливо.

Следует, наконец, обратить внимание на еще одно свойство нервного электричества. Нервные волокна могут не только раздражать другие нервные волокна, передавая им импульсы, но и наоборот, своими импульсами они могут тормозить реакцию этих волокон,

Это становится ясным, если мы представим себе несколько “входных” нервных волокон, заканчивающихся в одном волокне, которое генерирует или не генерирует свой собственный импульс (фиг. 49). Каждый нерв может быть лишь либо полностью “возбужден”, либо “не возбужден”. В невозбужденном состоянии он не начнет действовать, до тех пор пока не получит раздражения, равного или превышающего определенное напряжение, называемого пороговым. Предположим теперь, что возбуждение, полученное от одного из нескольких входных волокон, ниже этого предела. Следующее волокно не получает возбуждения ни от одного из входных волокон. Но если два входных волокна действуют одновременно, и сумма их напряжений превосходит предельное напряжение, то наступает возбуждение. Чтобы достигнуть этого предельного уровня, может понадобиться сумма возбуждений трех или больше входных волокон. Здесь решающим фактором становится не только сила импульсов, но и их совпадение во времени.

Вряд ли нужно упоминать о том, что в результате всех этих сложностей в месте соединения волокон могут происходить самые разнообразные события. Но этим дело не кончается. Некоторые нервные волокна могут вырабатывать “тормозящие” импульсы, которые будут противодействовать обычным “возбуждающим” импульсам, переданным в то же время другими нервными волокнами. Тогда один большой импульс, достаточный для того, чтобы вызвать реакцию, может быть компенсирован одновременным получением одного или нескольких тормозящих импульсов, так что суммарный уровень возбуждения окажется ниже порогового, — тогда это не влечет за собой никаких последствий.

ГЛАВА Х

ГРАНИ РАЗУМА

Для меня слово “разум” означает не более чем комплекс процессов,

которые мы почему-то уважаем, но в которых мы не разбираемся...

Однако из этой неспособности определить, что же, собственно,

есть разум, еще не следует, что программируемые вычислительные

машины не могут мыслить.

Ибо может статься, что и у человека все происходит таким же образом;

и, когда мы, наконец, разберемся в собственной структуре и программе,

ощущение тайны (и восхищения самими собой) будет утрачено.

Д-р Марвин ин Минский

Что такое искусственное мышление? И кстати, что такое человеческое мышление? Если я не смогу дать вразумительного ответа на эти вопросы, то мне не стоило писать эту книгу, а читателю — читать ее. Вопросы эти далеко не просты. Многие философы считают, что на вопрос “что такое разум?” нельзя ответить точно, потому что человек не в состоянии “выбраться из самого себя” и, наблюдая со стороны собственное поведение, в то же время субъективно переживать его. Это утверждение равносильно тому, что человек не может изучать анатомию, так как он не в состоянии вскрыть собственный труп. — Прим. ред. Здесь автор исходит из ложных предпосылок. Процесс человеческого мышления — это прежде всего процесс переработки информации, поступающей от внешнего мира. Человеческое сознание — это отражение в голове человека объективных процессов и закономерностей внешнего мира. (Подробнее об этом см. в предисловии.) — Прим. Ред.

Обычный краткий словарь определяет слово “разум” просто как “способность рассуждать и понимать”.

Эти немногие слова вряд ли исчерпывают содержание понятия. Но даже самые полные словари обходят стороной определение такого важнейшего признака человеческого разума, как сознание. Разум постоянно помогает нам в выражении наших целей и потребностей, помогает обучаться, реагировать на различные воздействия и применять наши знания. Подавляющая часть этой деятельности направляется изнутри, внутренним ощущениям своего “я”. Таким образом, все рассуждения о разуме тесно переплетаются с проблемой познания самого себя .

Именно здесь и начинаются трудности с “искусственным разумом”. У нас нет свидетельств того, что какая-либо вычислительная машина, как бы сложно она ни была организована и как бы ни была стройна ее программа, обладает хоть долей самоанализа. Таким образом, если мышление должно включать и самоанализ, то, следовательно, ни одна известная сейчас машина не может быть названа мыслящей.

Однако если мы определим мышление “извне” с объективной точки зрения, то есть на основе наблюдений действий разумных существ, наши рассуждения могут пойти по иному пути. Если машина вызывает признание и уважение со стороны мыслящего человека, с которым она общается или соревнуется (как, например, машина 7094, игравшая в шашки с чемпионом Нили), то уже только на основании наблюдаемых результатов она заслуживает определения “мыслящей”. В этом случае мы можем не учитывать того факта, что вычислительная машина 7094 не могла “сознавать”, что она “разумна”. Достаточно и того, что она действовала вполне разумно.

Но действительно ли это так? Мы уже знаем из других глав книги, что именно в состоянии делать вычислительная машина 7094, а о том, как она играет в шашки, мы подробнее расскажем позже. Можно ли на основании подобных действий допустить машину в мир разумного? Эта проблема вызвала ожесточенную дискуссию, одну из самых значительных в истории современной философии и техники.

В этой главе мы будем говорить о тех формах поведения человека, животных и машин, которые и вызвали эти споры. В частности, мы выделим два основных типа разума, сходных в том смысле, что оба они требуют обучения, и различных по их отношению к процессу обучения. Первый тип, адаптивный разум, присущ, например, студенту, который обучается только тому, чему его учат преподаватели и на что его наталкивает опыт. Второй тип, творческий разум, присущ студенту, который идет дальше того, что, дают ему преподаватели и опыт, и находит свой собственный путь. Люди, обладающие творческим мышлением, открывают и изобретают новое знание, новое искусство, новую философию. Вопрос о том, может ли машина обладать творческим мышлением, разбирается в конце этой книги (глава XII). Но прежде чем отважиться на его обсуждение, необходимо договориться о терминах. Фоном при поиске нужных дефиниций, который облегчит нашу задачу, будут горячие дискуссии о проблеме “человек и машина”, длящиеся десятилетиями.
ЧЕЛОВЕК И МАШИНА

Природа наделила человека многочисленными дарованиями. Но горячее всего мы отстаиваем и больше всего ценим наш дар высшего разума. И действительно, ничем другим не объяснишь то, что именно человек является гегемоном на планете. Соревнование культур, военные победы и даже победы в футболе — словом, все победы всегда объясняются превосходством разума победителя. От гомеровского эпоса до документального фильма, который вы посмотрели по телевидению, на протяжении всей истории в центре событий всегда был проницательный и изобретательный ум человека.

Нам знаком извечный страх, который человек с доисторических времен испытывал к сверхчеловеческому разуму. Боги почти всех примитивных религий были всезнающи и мстительны. Изобретение первых орудий труда добавило к страху перед сверхъестественным другое постоянное беспокойство, — не окажется ли в один прекрасный день человек побежденным собственными созданиями. И, поскольку орудия становились все более мощными (особенно со времен первой промышленной революции, когда появились по-настоящему сложные машины), это опасение развивалось и ширилось параллельно развитию и росту человеческих знаний. Старые, примитивные предрассудки уступили место более глубоким опасениям.

Сегодня эти опасения и заботы сосредоточены на проблеме разумных машин, создаваемых вычислительной техникой. Лишь немногие принимают угрозу всерьез. В конце концов, машину можно всегда выключить из электросети. Но появился новый вариант былых тревог: не возникнет ли когда-нибудь в машине то, что мы называем собственной волей, и не пожелает ли она тогда сама контролировать собственное включение и выключение?

Проблема “человек и машина” обсуждалась с особым жаром в течение последнего столетия. В прошлом веке Сэмюэль Батлер писал: “Сейчас машина не обладает сознанием. Но это еще не гарантирует нам того, что она не будет обладать им и в будущем”. Батлер довольно точно изложил суть дела, заявив, что может прийти время, когда “человек станет для машины тем же, чем сейчас для нас являются лошади и собаки”. Правда, в его времена техника не давала оснований для таких мыслей. Но затем, приблизительно в 1943 году, родилась электронная вычислительная машина '. В последующие два десятка лет разработке машин и методов программирования было отдано

В своей “Аналитической машине” Чарлз Бэббедж (1792— 1871) предвосхитил практически все основные концепции современной электронной вычислительной техники. Это было очень сложное механическое сооружение, созданное для того, чтобы запоминать числа и производить над ними операции примерно того же плана, что и в современной вычислительной машине. Правительство Великобритании поддержало этот труд, но идеи Бэббеджа намного опережали возможности современной ему техники, и машина так и не была создана. Об этой работе замечательно рассказано в книге “Быстрее мысли” под редакцией Б. В. Боудена. много сил; человек впервые стал обладателем средств, при помощи которых удалось имитировать логическое мышление... и это подлило масла в огонь. Появление в 50-х годах нашего века термина “искусственный мозг” привело к особенно обостренной борьбе противоречащих друг другу идей.

Сторонники разумных машин предсказывали быстрый рост интеллектуальных достижений вычислительных машин. А ниспровергатели с таким же жаром утверждали, что слово “разумный” ни в каком смысле и никогда не может быть применимо к какой-либо машине.

Однако гораздо важнее то, что, пока бушевал этот спор, небольшая группа настойчивых математиков и философов посвятила себя поискам того, что может быть осуществимо на практике, открытию общих принципов, общих закономерностей, на основании которых можно было бы определить конечные пределы развития машинного разума. Эти люди выбрали своим девизом слова Леонардо да Винчи, который пятьсот лет назад писал: “Птица — это аппарат, работающий в соответствии с законами природы, и человек в силах воспроизвести его во всех его движениях”. Конечно, реактивный самолет не воспроизводит “движений” птицы, но и самолет и чайки удерживаются в воздухе за счет аэродинамической подъемной силы и наличия восходящих потоков воздуха. На примере самолета видно, что в области транспорта человек может создать машины, намного превосходящие живые существа (в том числе и самого себя). И только когда под угрозу ставится наша ревниво охраняемая вера во врожденное превосходство человеческого разума, мы испытываем недоверие и страх.

Создатели разумных машин с горечью расскажут вам, что после каждого нового успеха вычислительной техники сомневающиеся отступают на новые, более труднодоступные рубежи. Такое постоянное исключение достижений вычислительных машин из сферы спора хорошо подмечено Дж. П. Эккертом (создавшим вместе с Дж. У. Мокли первую электронную цифровую машину ENIAC. Доктор Эккерт говорит;

“После семнадцати лет борьбы меня заставили, наконец, согласиться с определением, что мышление — это то, что недоступно для машины. Это очень удобное определение. Ведь его содержание меняется из года в год вместе с прогрессом вычислительной техники”.

Это наблюдение, сделанное Эккертом, привлекает наше внимание к основному вопросу: насколько далеко пойдет прогресс вычислительной техники? Ведь пока сделаны лишь самые первые шаги, да и то в основном только за последние десять лет, а темп исследований стремительно нарастает. История развития вычислительной техники за последние десятилетия наталкивает на серьезные размышления, ставит серьезные вопросы. Не переживаем ли мы интеллектуальной революции в производстве? И могут ли машины для производства вычислительных и логических операций вызвать в обществе такие же изменения, как и машины, производящие силу и энергию, созданные в ходе первой промышленной революции.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ

В нашей попытке сформулировать, что представляет собой машинное мышление, мы, прежде всего, должны наметить границы общепринятого понимания слова “интеллект”. Для начала процитируем соответствующие определения из большого словаря Уэбстера. Здесь говорится: “Интеллект: 1 (а) способность понимать или обучаться на опыте; способность приобретать и сохранять знания; умственные способности;

(б) способность быстро и правильно реагировать на новую ситуацию; умение рассуждать при решении проблем, выборе образа действий и т. д.; (в) в психологии — мера успешности в пользовании названными способностями при выполнении конкретной задачи”'.

Каждое слово в приведенных определениях взвешено и обдумано и отражает общепринятую точку зрения. Поэтому будет нелишне соотнести с данными определениями наши жизненные оценки умственных

Остальные пять определений, приведенных в словаре, относятся к “информации”, то есть к содержанию разумных действий, а не к способностям разумных существ. Эти определения, конечно, важны для полного охвата предмета, но для нас пока несущественны способностей людей. Выберем для этого кого-либо из знакомых, об умственных способностях которого мы самого высокого мнения. Умственные способности этого человека должны соответствовать тому, что говорилось в перечисленных выше определениях. В соответствии с пунктом (а) он должен уметь обучаться, то есть распознавать, запоминать и организовывать информацию. Он должен добиваться понимания, то есть уметь связывать приобретенные знания с фактами и явлениями действительности. В соответствии с пунктом (б) он должен обладать способностью умственной приспособляемости, то есть способностью отказываться от привычных догм и шаблонов и находить новые конкретные взаимосвязи.

Это же определение требует действенного и эффективного использования мозга, что проявляется как способность к решению задач, к решению которых не имелось предварительной специальной подготовки, и как способность направлять собственные действия, способность следовать указаниям и указывать действия другим. В соответствии с пунктом (в) этот человек должен обладать умственной зрелостью значительно выше средней (она определяется с помощью специальных психологических тестов). Если выбранный нами знакомый обладает всеми перечисленными способностями, то характеризующий их “коэффициент интеллигентности” наверняка превысит 120¹.

Заметим, что наличие всех этих способностей мы оцениваем только путем наблюдений. Мы судим об интеллекте человека по его словам и действиям. Основная суть всех аргументов в пользу “искусственного разума” как раз в том и состоит, что если судить, по словам и поступкам, то вычислительные машины ведут себя таким же образом.

В США и других западных странах в последнее время вошли в моду так называемые “психологические тесты”, якобы позволяющие количественно оценить умственные способности испытуемых. Тесты представляют собой ряд вопросов постепенно увеличивающейся сложности, на которые предусмотрено несколько стандартных ответов. За каждый ответ испытуемый получает определенное количество “очков”. Нет нужды указывать, что, за исключением патологических случаев, подобная методика вряд ли позволяет вынести какое-либо объективное суждение.—Прим. ред.

Машина может обучаться. При наличии достаточно сложной программы она может реагировать на новую ситуацию. Она способна решать задачи. Она может руководить действиями, что делается, например, на нефтеочистительных заводах; во время космических полетов космические корабли на первых, критических километрах после запуска управляются вычислительными машинами, которые следят за полетом и корректируют траекторию. Машина даже может ответить на ряд вопросов психологических тестов. Во всех этих случаях наблюдаемое поведение вычислительных машин и людей отличается не по типу, а по уровню.

Те, кто утверждают невозможность искусственного разума, не могут, конечно, отрицать справедливости наблюдаемого сходства. Но они, тем не менее, настаивают, что это сходство существует лишь в конечных результатах. Они подвергают сомнению даже самое сравнимость методов, которыми пользуются мозг и машина. Они убеждены, что между сознающей самое себя работой мозга человека и слепыми, механистическими манипуляциями машины над символами лежит непроходимая пропасть. Они подчеркивают, что программа вычислительной машины создается человеком, и он же интерпретирует результаты. Они признают, что вычислительные машины могут являться мощными интеллектуальными орудиями, оказывающими человеческому мозгу огромную помощь. Но могут ли машины сами по себе быть разумными существами, могут ли они на равных конкурировать с мозгом человека? Конечно, нет! Даже такое свидетельство, как - то, что вычислительная машина 7094 победила чемпиона по шашкам, не принимается ими во внимание, так как программу для игры в шашки составлял очень талантливый и очень терпеливый человек.

Сам доктор Сэмюэл, признавая, что в этой игре составленная им программа позволяла постоянно одерживать верх над его собственным интеллектом, заявляет, что вычислительная машина никогда не смогла бы превзойти его в разработке главной стратегии, самой программы. Он считает, что программист неизбежно имеет дело с абстракциями гораздо более высокой степени, чем те, которые отражаются в программе.

И это, конечно, справедливо как для проделанной им работы, так и для работы любого другого современного программиста. Ибо каждая программа, которую может освоить вычислительная машина, как бы она ни была сложна и всеобъемлюща, всегда уступает по сложности и широте той программе, которая родилась в процессе ее создания в уме человека и была использована им. И многие ученые (возможно, даже большинство), занимающиеся вычислительными машинами, согласятся с утверждением доктора Сэмюэла, что так должно быть всегда.

Но соглашаются не все. Некоторые “позитивисты”' заявляют, что сам опыт доктора Сэмюэла доказал превосходство машины над человеком в той конкретной области, для которой и была создана программа. Они задают вопрос, почему машина не может составлять для себя программы на основе собственных абстракций более высокую порядка? Члены одной из самых сильных групп, работающих в этой области, Ньюэлл, Шоу и Саймон, считают, что это вполне возможно, и в своей работе им удалось добиться довольно многого, для того чтобы показать, как это можно сделать. Эти люди отлично владеют эвристическими методами, и их программа “Общего решения задач” (глава XII) наряду с работой доктора Сэмюэла является важной вехой на пути к машинному разуму.

Оставим этот спор и вернемся к вопросу, действительно ли мы сегодня переживаем революцию в сфере разума. Ответ на этот вопрос становится более ясным, если заметить, что не так уж важно, обладает ли (и должен ли обладать) программист превосходством над машиной, коль скоро машина превосходит того, кто ею пользуется. Автомобиль — создание специалистов,

Позитивисты — сторонники позитивизма, одного из направлений современной идеалистической философии, отрицающего философию вообще и утверждающего, что она в своих теориях опирается не на “абстрактные умозаключения”, а исключительно на “позитивные” “положительные” факты, то есть на выводы естественных наук. Однако сами эти факты позитивизм трактует только как совокупности ощущений, отрицая тем самым объективность внешнего мира. Автор использует здесь слово “позитивисты” в переносном смысле, называя так ученых, решающих вопрос о машинном разуме только на основании наблюдаемых фактов. — Прим. ред.

во его владельцу вовсе не нужно звать что либо о его устройстве. Для владельца автомобиль — транспортное средство, открывающее новые возможности. Это достижение промышленной революции. С той же точки зрения чемпион Нили мог бы воспользоваться вычислительной машиной 7094, чтобы победить соперника, которого он не смог победить своими силами (каким бы неспортивным ни было такое поведение). Иначе обстоит дело с логической программой Ньюэлла и Саймона (для доказательства простых теорем формальной логики), с помощью которой даже удалось в пятидесяти двух попытках найти одно доказательство короче и изящнее того, которое приведено в классическом труде Principia Mathematica, и одержать, таким образом, пусть маленькую, но победу в интеллектуальном соревновании.

Поскольку краткость и стройность — это те качества, по которым ведется зачет в математических соревнованиях, уже одно это событие ясно показывает, в какую сторону идет развитие. Эти примеры (а есть и много других) свидетельствуют о первых успехах интеллектуальной революции.

РАЗУМ И ВИДИМОСТЬ РАЗУМА

Чтобы сформулировать понятие искусственного разума, необходимо договориться о том, что любое конкретное определение должно основываться на описании наблюдаемого поведения машины. Поверхностные наблюдения в этой области, так же как и во всякой другой, могут привести к многим важным ошибкам. Поэтому нужно выработать специальные основополагающие тесты, которые помогут различать разум и видимость разума.

Рассмотрим, например, часто цитируемое определение: “Искусственный разум — это разум машины с таким поведением, которое, если бы оно наблюдалось у человека, могло бы быть названо разумным”.

Без дальнейших разъяснений это простое и привлекательное определение может привести к путанице. Так, если бы нам не был известен принцип действия устройства высококачественной записи звука, мы могли бы счесть это устройство разумным, ибо оно проявляет чрезвычайно разумную форму человеческого поведения — осмысленную речь. Но, как мы знаем, проигрыватель способен воспроизводить только неизменные комплексы звуковых колебаний, запечатленных в виде бороздок пластинки. Он совершенно не предназначен для того, чтобы вносить какой-либо собственный вклад в форму или в содержание записанной речи. Наоборот, при его конструировании специальное внимание было обращено на то, чтобы избежать любого такого “вклада”, чтобы как можно точнее и без всяких искажений воспроизводить записанную информацию.

Эта “граммофонная” декламация, как бы ни была она “человечна” по форме, никоим образом не заслуживает того, чтобы ее можно было счесть проявлением интеллекта. Но если бы существовало такое устройство записи и воспроизведения звука, которое могло бы вносить существенные изменения (например, переводить прозу в стихи), то про него можно было бы сказать, что оно способно к “творческому мышлению”. Точно так же, если бы мы столкнулись с машиной, делающей перевод с русского на английский, у нас появилось бы искушение применить к ней термин “разумная”. Но мы могли бы оказаться неправыми, по крайней мере, в некоторых отношениях, о чем мы поговорим позже.

Как же тогда можно выявить наличие разума у машины? Один из возможных способов состоит в том, что во вводимой в машину информации производится не предвиденное программой изменение, выбранное таким образом, чтобы проверить, приспособится ли машина к новым условиям, то есть, сможет ли она обучаться на опыте. Мы позаимствовали это выражение из определения интеллекта, данного словарем, и воспользуемся им при формулировке определения искусственного интеллекта.

Нужно, конечно, ясно представлять себе, что именно мы имеем в виду под “обучением на опыте” в приложении к машинам. Припомним (глава IX), как это делает мозг. В ходе обучения человек распознает и запоминает путем повторения комплексы данных из внешнего мира. Мы приписываем этим комплексам 0пределенный смысл и, подмечая сходство и различие, принимая логические связи, отбрасывая алогические, преобразуем их в новые, имеющие более исчерпывающую применимость. В конце концов, полагаясь на логическую организацию и реорганизацию обобщенных информационных комплексов, мы составляем запас знаний, которым и пользуемся в рассуждениях и действиях.

Обучение машины, как бы оно ни было отлично по методу, заключается в том же. Машина, способная распознавать, запоминать и вспоминать информационные комплексы, преобразовывать их, организовывать и реорганизовывать в новые, исчерпывающие или более значимые комплексы, по определению может быть названа машиной, которая учится на опыте.

Таким образом, первый ключ к проверке разумности машины есть проверка ее способности организовать информацию. Выдержать эту проверку упомянутая нами система звукозаписи не сможет. Она позволяет только воспроизводить полученную информацию. Наша программа вычислений тоже не отвечает установленным критериям. Вся организация уже заложена в программе; а менять ее самостоятельно вычислительная машина модели 225 не могла, ибо это не было предусмотрено программой. Однако многие программы, особенно для различных игр или решения задач, смогут выдержать эту проверку на обучемость. О наличии этой способности вернее всего можно судить тогда, когда машина оказывается в состоянии правильно реагировать на такую внешнюю ситуацию (например, на ход шашиста, на команду доказать теорему или распознать зрительный образ), которая не предусмотрена в явном виде ее программистом.

Машина, обладающая такой способностью, должна уметь приспосабливать свою программу к конкретным входным комплексам информации, относящимся к гораздо более широкой и общей области задач, на решение которых рассчитана программа. Машина должна уметь не только организовать информацию внутри себя, но и приспособиться к изменяющимся внешним условиям.

Идеи, о которых сейчас говорилось, далеко непросты, и нам следует подробнее разобраться в них, воспользовавшись некоторыми примерами. Но сначала займемся изучением примеров видимости разумного поведения, тех примеров, где мы сталкиваемся лишь с кажущимся обучением, но где нет подлинного приспосабливания (адаптации) к внешним условиям. Первым будет пример из мира насекомых.

КАЖУЩАЯСЯ РАЗУМНОСТЬ ОСЫ

Среди живых существ наиболее интересные примеры кажущейся разумности можно наблюдать у насекомых.

Большое впечатление производит способность муравьев, ос и пчел организовывать свои сообщества, передавать друг другу сведения о далеко расположенных источниках пищи, коллективно отражать нападения врагов. На протяжении многих веков считалось, что эти насекомые умеют обучаться и рассуждать. Но тщательные исследования, проведенные психологами, - изучающими животный мир, доказали иллюзорность подобных представлений. Способности общественных насекомых к обучению чрезвычайно ограниченны, и сложные формы их поведения целиком объясняются инстинктом и наследственностью, выработавшимися у бессчетных миллионов поколений. Взрослое насекомое уже не может за период своей жизни приспособиться к новым, непредвиденным обстоятельствам. Об этом говорят убедительные опыты с взрослой самкой осы - сфекс.

Очень интересно поведение осы - сфекс в период, когда наступает пора кладки яиц. В это время она охотится за полевыми сверчками, но не убивает, а лишь парализует их своим жалом. Затем она втаскивает сверчка в специально вырытую норку, откладывает на нем яйцо и покидает норку. Личинка, вылупившись из яйца, питается этим еще живым сверчком. На первый взгляд такое поведение кажется очень разумным. Но если глубоко исследовать поведение осы с точки зрения приспособляемости, эта разумность оказывается всего лишь видимой. Дело в том, что оса просто не может поступать иначе. Она лишь механически повторяет то, что раз и навсегда заложено в ее жестко запрограммированном мозге.

Сущность эксперимента касается одной детали в поведении осы. Прежде чем втащить сверчка в норку, оса оставляет его у входа и вползает туда сама. Затем она снова выползает на поверхность и только после этого втаскивает сверчка. Если эту неизменную последовательность действий нарушить, оса снова продолжает ее с того же самого действия, после которого была прервана последовательность.

Предположим, экспериментатор в тот момент, когда оса находится в норке, немного отодвинет сверчка от входа. Выйдя наружу, оса уже не втащит сразу сверчка внутрь из этого нового положения. Она подтащит его только к входу и опять вползет внутрь. Она не помнит, что эта часть обычной процедуры уже была выполнена. Она может продолжать свои действия только в том случае, если найдет сверчка у входа.

В надежде обнаружить у осы признаки приспособляемости психологи по сорок раз отодвигали сверчка от входа в норку, но оса так и не смогла понять (даже после сорокового посещения норки), что давно уже пора покончить с этими глупостями.

Крыса, напротив, с легкостью справится с такой проблемой. В подобных условиях она может обучаться. Крысы наряду с человекообразными обезьянами, собаками, лошадьми и дельфинами принадлежат к наиболее поддающимся обучению и наиболее легко приспосабливающимся представителям животного мира. Программы, заложенные в их мозг, являются гибкими, а не фиксированными, заданными раз и навсегда, и эти животные вполне могут считаться обучаемыми и приспосабливающимися к изменяющимся внешним условиям.

Интересный (и поразительный) пример кажущейся разумности представляет собой машина, автоматически переводящая с русского языка на английский. На первый взгляд, до того как мы узнаем, как составлена программа этой вычислительной машины, ее поведение будет казаться в высшей степени разумным. Создается впечатление, что она вносит чго - то свое если не в содержание, то, во всяком случае, в форму проходящего через нее текста. Это действительно замечательное достижение вычислительной техники, первое из числа тех, которое, как мы надеемся, в конце концов, разрушит языковые барьеры. Потенциально машины такого рода являются самыми главными помощниками человеческого интеллекта.

Однако разумность этих машин в основном лишь видимая. Ознакомившись с устройством машины такого рода, — а мы это сделаем в следующей главе, — мы обнаружим, что, обладая способностью определенным образом организовывать информацию, машина не умеет приспосабливаться. Она точно следует программе, предусматривающей реорганизацию вложенных фраз и сравнение их с запомненными переведенными фразами. Эта машина, построенная по принципу “поиска в таблице”, представляет собой нечто вроде автоматического словаря и вряд ли обладает большей долей интеллекта, чем оса - сфекс.

Чтобы проверить, может ли такая машина приспосабливаться к изменяющимся условиям, переставим в другом порядке вводимые в машину русские предложения, но так, чтобы, это, имело, лингвистический, смысл, и, посмотрим, по, английскому, их, переводу, сможет ли машина заметить лингвистические признаки этих изменений и воспользоваться ими. Ничуть не бывало. Характер работы машины не изменится, да другого и не могло быть. Ведь программа машинного перевода не предусматривает возможность таких изменений.

Если попросить человека-переводчика сделать тонкие смысловые изменения в тексте, он либо воспользуется новыми словами и новыми синтаксическими формами, либо найдет выразительную идиому. Машина, как показывает качество сделанного ею перевода, мало способна к подобным действиям. Чтобы достичь уровня перевода, сделанного человеком, следует сначала создать приспосабливающиеся программы машинного перевода.
ПРОВЕРКА НА НАЛИЧИЕ СПОСОБНОСТИ К АДАПТАЦИИ

Отодвигая парализованного сверчка от входа в норку, экспериментатор ставит перед собой задачу, которая может служить примером “психологического теста”, необходимого для того, чтобы выяснить, может ли оса приспосабливаться (адаптироваться) к изменению внешних условий. При испытании машины такой тест должен вводить некоторые, не предвиденные программой изменения во входные данные. Затем мы наблюдаем за реакцией машины и оцениваем ее способность “успешно” справиться с сигнальным комплексом нового типа. Причем “успешность” решения оценивается по отношению к некоторому стандарту. Что же выбрать в качестве такого стандарта?

Поскольку машины, о которых идет речь, созданы, чтобы помогать человеку в умственном труде (а порой и заменять человека), вряд, ли, можно, представить, себе, лучший, стандарт, чем действия человека, которому приходится столкнуться с тем же непредвиденным сигнальным комплексом.

Таким образом, необходимо устроить открытое состязание машины с мыслящим человеком. Если машина хоть иногда выигрывает в этом соревновании, то мы получаем свидетельство того, что, она обладает адаптивным интеллектом. Однако такое свидетельство может быть обманчивым. Только детальное исследование программы вычислительной машины покажет, действительно ли она обладает такими качествами, как самоорганизация и адаптация. Но, тем не менее, это будет казаться вполне правдоподобным, пока исследование программы не докажет обратного. “Возможность создать программу, позволяющую устраивать соревнование машины с живым человеком, придает особую остроту нашим исследованиям и, вероятно, явится убедительным доказательством для тех, кто не верит, что машина может обучаться”, — говорит доктор Сэмюэл.

При нынешнем уровне развития вычислительной техники такие турниры человека и машины должны проводиться в сфере какой-нибудь одной игры или задачи определенного типа (по планиметрии, формальной логике или составлению схем, но только для одного типа задачи за один раз) Однако можно наметить правила таких соревнований, которые помогут прояснить все основные принципы сразу. Можно, например, представить себе соревнования, когда человек и машина должны отвечать на любой вопрос из любой области.

Покойный А. М. Тьюринг, один из самых крупных специалистов по математическим методам вычислительной техники, разработал правила таких соревнований. В тестах Тьюринга человек, обладающий мощным интеллектом (экзаменатор), задает вопросы и получает ответы по телеграфной линии связи. На другом конце этой линии находится человек и вычислительная машина, по очереди отвечающие на вопросы. Экзаменатор знает, что ответы приходят либо от машины, либо от человека, но не знает, от кого именно. Его задача — решить, кому принадлежит ответ, человеку или машине.

Экзаменатор вправе задавать любые вопросы, даже такие, которые, по его мнению, совершенно не под силу никакой машине. Экзаменатор довольно скоро научится узнавать источник ответа почти на любой вопрос. Но не обязательно на каждый. Число ошибок - будет мерой “разумности” машин. Чем меньше ошибок сделает экзаменатор, тем ниже интеллект машины. До сих пор никто еще не играл в эту довольно странную игру. Ее цель, как обычно в подобных философских исследованиях, — определить метод измерения и его границы.

Предположим, экзаменатор спросит: “Можете ли вы доказать теорему, что биссектриса угла равно удалена от его сторон?” Приходит ответ: “Опустив перпендикуляры из одной точки биссектрисы на стороны угла, получим два прямоугольных треугольника. Эти прямоугольные треугольники равны, так как имеют одну общую сторону и равные углы. Следовательно, перпендикуляры тоже равны, как соответствующие стороны равных треугольников, что и требовалось доказать”.

Предположим далее, что ответ пришел лишь через пятнадцать минут. Для такого простого доказательства это довольно долгий срок. У экзаменатора есть основания предполагать, что ответ исходит от вычислительной машины или от человека, слабого в геометрии. В этом случае он может отгадать источник ответа. Но если ответ приходит через двадцать секунд, он, естественно, решит, что имеет дело с быстро мыслящим человеком. Он почти с уверенностью может сказать “отвечает человек”. Но может и ошибиться, так как доказательство этой теоремы было получено вычислительной машиной, снабженной программой для доказательства геометрических теорем за 0,32 минуты. Конечно, знающий и искушенный экзамена" тор не задаст такого вопроса, будучи уверен, что вычислительная машина может с ним справиться. Но неопытного экзаменатора это может ввести в заблуждение, особенно если он не знаком с последними достижениями в составлении программ решения задач для вычислительных машин.

Тест Тьюринга ближе подводит нас к определению искусственного мышления, подчеркивая способность машины отвечать на специфические вопросы, выбранные из более широкой и обобщенной области. Мы, вероятно, придем к согласию в том, что, если вычислительная машина правильно ответит хоть на один непредвиденный вопрос в тесте, то есть сможет организовать информацию и приспособить соответствующим образом свою программ это можно зачесть как разумное действие.

ТВОРЧЕСКОЕ МЫШЛЕНИЕ

Согласившись с тем, что адаптивность искусственного разума проявляется, как способность находить ответы на некоторые конкретные вопросы, выбранные из более широкой обобщенной области, трудно удержаться от следующего шага. Мы захотим узнать, может ли вычислительная машина сама задавать такие осмысленные вопросы, ответы на которые еще никому не известны. Здесь мы оставляем, а стороне адаптивное мышление и попадаем в мир открытий, в мир творческого мышления.

Чтобы обучаться, нам нужно только понимать то (приспосабливаться к тому), чему нас учат. Но, чтобы с пользой применять знания, нужно уметь задавать вопросы типа: “Так ли это?”, “Почему?” — и особенно самый мощный из них: “А что, если...?”

Человек, который постоянно задает такие вопросы, уже не просто учится. Он уже прошел курс наук, забыл про учебные программы и привык полагаться в первую очередь на самого себя. Каждый великий педагог, художник, открыватель, изобретатель, исследователь понимает, что его искусство или наука имеют пределы, и задает вопросы, которые, если на них будут найдены ответы, раздвинут эти пределы.

Об этом стремлении к борьбе, побуждаемом здоровой любознательностью, стремлении, без которого не могло бы существовать творчество, трудно даже говорить, пользуясь терминами вычислительной техники. Желание изобретать, открывать или создавать произведения искусства есть, прежде всего, желание осознанное, побуждаемое сильнейшими эмоциями. Мы уже говорили, что ни одна машина не способна познать самое себя; а без этой способности она не может испытывать чувства любознательности. Из этого не следует, что машина не способна к творчеству. Ибо, если в область творчества мы включим исследование, поиск новых имеющих смысловое значение комплексов, еще никем не выявленных, то увидим, что при постановке важных вопросов и ответе на них машина может конкурировать с человеком.

Если машина и обладает такими творческими способностями, то мы не обнаружим их с помощью теста Тьюринга, так как вопросы в этом случае задает человек. Машина должна только доказать, что, выучив свой урок, она может ответить на вопрос, который раньше ей не ставился. Чтобы проверить творческие возможности машины, нужно вменить ей в обязанности задавать вопросы. И следует разработать тесты, в некотором смысле обратные тесту Тьюринга. Дело это не простое. Но представим себе тест, который хоть и не порадует нас симметрией, характерной для теста Тьюринга, но зато, возможно, подскажет путь, по которому следует двигаться дальше, и послужит хорошим примером.

Предположим, что у одного конца телеграфной линии сидит экзаменатор, способный правильно оценить творческое мышление в целом, а у другого конца - человек, обладающий творческим мышлением (о чем свидетельствуют, скажем, его научные открытия или созданные им произведения искусства), и машина, которую мы хотим испытать на способность к творческому мышлению.

Экзаменатор передает задание: “Поставьте вопрос и предложите метод решения”. -

Он должен угадать, исходит ли вопрос и метод решения поставленной проблемы от человека или от машины.

У экзаменатора будет несколько ключей к решению загадки. Он знает, что человек, сидящий у другого конца линии, получил задание соревноваться с машиной и, следовательно, он постарается задавать вопросы и отвечать на них так, чтобы произвести на экзаменатора впечатление глубиной своих знаний и интеллектуальной любознательности. Если вопрос прост и тривиален, экзаменатор будет склоняться к мысли, что он исходит от машины. Но он рискует ошибиться, так как человек на другом конце телеграфной линии может недооценить творческие возможности машины и попытается победить, обходясь лишь простыми вопросами. Значит, здесь, как и в испытании Тьюринга, экзаменатор может допустить ошибку. Таким образом, если при определении источника многих предложенных вопросов и методов их решений экзаменатор хоть раз ошибется, это можно объективно оценить как успех машины в экзамене на способность к творческому мышлению.

Если испытание Тьюринга кажется несколько надуманной игрой, то ещё более надуманным представляется новый тест. Он, вероятно, может служить только для того, чтобы показать, как трудно объективно оценивать творческое мышление. Однако он позволяет разобрать один пример. Предположим, что на запрос поставить задачу и предложить метод решения приходит ответ: задача — рассмотрим равенство x(n)+y(n)=z(n), где х, у и z— целые числа. Как доказать, что это равенство не имеет решений, если n — целое число больше 2?

Это последняя теорема Ферма — одна из наиболее знаменитых в математике. Ее все еще не удалось доказать', несмотря на то, что с 1637 года, когда она

На листе одной из книг Ферма написал: “Я нашел поистине замечательное доказательство, но оно не уместится на полях этой книги”. Эти слова, однако, не уменьшили числа желающих доказать теорему. Сейчас известны многие частные доказательства (для некоторых конкретных значений п), но, как говорится в Британской энциклопедии, тот факт, что не удается найти общего доказательства, является “одним из самых поразительных в истории математики”, была сформулирована, крупнейшие представители каждого поколения математиков пытались это сделать. Таким образом, это пример по-настоящему творческого вопроса из теории чисел, вопроса, с которым могут быть знакомы и человек, и вычислительная машина.

Теперь разберем два возможных предложения о пути решения задачи. Предположим, ответ таков:

“Я бы воспользовался вычислительной машиной, чтобы испробовать все возможные случаи, когда п равно 3, 4, 5 и т. д. и когда х, у и c — любые целые числа большие нуля”. Этот ответ слишком простодушен, так как, с какими бы большими числами не оперировала вычислительная машина, мы никогда не можем быть уверены, что следующее еще большее число удовлетворит приведенному выше равенству. Человек знающий поймет это и не предложит такого решения. У экзаменатора будут все основания полагать, что это—ответ машины.

Предположим, однако, что ответ предлагает получать частные доказательства путем анализа свойств простых чисел, то есть тот самый способ, которым пользуются почти все специалисты по теории чисел. Теперь экзаменатору придется задуматься над тем, можно ли составить для машины такую программу, которая позволила бы задать столь хороший вопрос и дать на него столь правильный ответ. При теперешнем положении вещей он, ничем не рискуя, может приписать этот вопрос человеку. Но если этот вопрос в действительности принадлежит машине, то ошибка экзаменатора говорит о том, что машина обладает творческим мышлением.
ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ИСКУССТВЕННОЕ МЫШЛЕНИЕ

Теперь мы подготовлены к тому, чтобы дать определение искусственного мышления в соответствии с теми наблюдениями и испытаниями, которые описаны выше.

В этом случае мы должны, конечно, исключить из опыта те машины, которые обладают лишь видимостью творческого мышления, то есть имеют запас вопросов и предполагаемых путей решения, которые они повторяют, <<как попугаи”.
Под искусственным разумом понимается:

а) способность машин организовывать информацию в значимые информационные комплексы, способность распознавать, запоминать, вспоминать и оперировать этими комплексами в процессе игры, решения задач, ответа на вопросы и т. д. и управления другими механизмами;

б) способность машины адаптироваться в изменяющихся внешних условиях, и, в частности, реагировать на комплексы входных сигналов, не предусмотренные явным образом при конструировании;

в) поведение машин, наблюдаемое в сравнении или соревновании с человеческим разумом.

В следующей главе мы будем говорить о машинах, отвечающих в той или иной степени этому полученному нелегким трудом определению. Мы увидим, что почти все они не удовлетворяют условиям “разумности”, сформулированным в пунктах (а) или (б) нашего определения. Безусловно, польза, которую они могут принести людям, превосходит все самые радужные мечты Эккерта и Мокли. Вычислительные машины чрезвычайно экономят время и труд. Но “разумны” ли они настолько, что могут отвечать на вопросы, не предусмотренные программой? Большинство из них не способно на это.

ГЛАВА XI ЧЕТЫРЕ РАЗУМНЫЕ МАШИНЫ

Вычислительная машина делает то, что ей сказано, и, если ей нельзя поручить исполнение обязанностей премьер-министра или сочинение хороших стихов, это вовсе не умаляет ее достоинств. Насколько далеко удается машине продвинуться в том, что мы обычно называем умственным трудом, зависит только от того, какие из этих процессов удастся описать с достаточной полнотой и ясностью.

Эдвард Баллард

Как машина оперирует высказываниями? Как она обращается со словами и вопросами, с математическими понятиями, как она взаимодействует с человеком? Чтобы ответить на эти вопросы, изучим четыре “разумные” вычислительные системы. Задача первой из них заключается в том, чтобы переводить с русского на английский, второй—отвечать на вопросы о бейсболе, третьей—доказывать теоремы формальной логики, а четвертой — играть в шашки. Все они позволяют показать, с помощью каких устройств и программ можно воплотить в жизнь идеи, развитые в предыдущей главе. ...

МАШИНА-ПЕРЕВОДЧИК

Ввод информации в машину - переводчик осуществляется с помощью ленточного перфоратора, на клавиатуре которого имеются буквы русского алфавита. Машинистка не знает русского языка, но знакома с алфавитом и может воспроизводить русский текст буква за буквой. Из перфоратора выходит пробитая перфолента, которая поступает непосредственно в считывающее устройство вычислительной машины. На выходе машины имеется выходное печатающее устройство, выдающее готовый английский перевод. Вычислительная машина - переводчик предназначена только для этой цели, и никакой другой работы выполнять не может. Но перевод, который она делает, большей частью вполне вразумителен.

В запоминающем устройстве этой машины находится “электронный словарь”, содержащий более 100000 русских фраз, слов и частей слов и их английские эквиваленты. Вычислительная машина действует по принципу поиска и сравнения. Она сравнивает символы, поступающие с перфоленты, с символами своего словаря. Установив сходство, она печатает английский эквивалент.

Это короткое описание процесса, происходящего в машине, кажется очень простым. Но после довольно подробного изучения структуры языка человека, которым мы занимались в этой книге, мы можем себе ясно представить, что машинный перевод — дело совсем не простое. Машина - переводчик должна быть подготовлена к восприятию не одних лишь стереотипных форм машинного языка, — она должна уметь ориентироваться в бесконечном разнообразии человеческой речи и в то же время согласовывать правила языков двух совершенно разных типов. Еще двадцать лет назад это казалось в высшей степени маловероятным, если не просто невозможным.

Основная задача машинного перевода — правильно распознать смысл написанного на “входном” языке и передать этот смысл на “выходном” языке. Данная задача не исчерпывается распознаванием отдельных слов, так как слова обычно имеют не одно, а несколько значений. Например, слово “state” в словаре имеет девятнадцать значений как существительное, четыре— как прилагательное и три — как переходный глагол. Может ли машина, в каждый данный момент оперирующая только с одним словом, найти среди этих двадцати шести вариантов нужный? Нет, не может. Это одна из тех задач, о которых специалисты говорят, что она “не решается”. Перевод “слово за словом” редко бывает удовлетворительным.

Поэтому машина работает иначе, она делает то же, что человек: рассматривает группы слов — фразы, в которых каждое слово имеет определенное значение. Следовательно, в машине должно иметься такое запоминающее устройство, которое в состоянии запоминать не одно слово, а целую группу, и, кроме того, машина должна (если сможет) распознавать группу слов как целое. Чем более длинную фразу удается запоминать, тем точнее будет распознан смысл.

Когда мы имеем дело с группой слов, число возможностей непомерно возрастает с увеличением числа слов в группе. Мы уже отмечали, что существует 17576 (26³) комбинаций из трех букв, причем только 400 из них являются английскими словами. Все слова английского языка в целом имеют миллион значений, число возможных комбинаций из этого миллиона значений по три слова равно миллиарду миллиардов (10¹⁸). Конечно, большинство из них совершенно бессмысленны, но миллионы имеют смысл. А если мы обратимся к фразам, состоящим более чем из трех слов, положение становится еще более устрашающим.

Как удается машине справиться со столь сложной задачей? Единственный ответ заключается в использовании программы, уже упоминавшейся выше, то есть в запоминании фраз и их смысловых значений.

Для машинного перевода необходим “механический” словарь, содержащий группы слов, отдельные слова и части слов (основ и окончаний). Это не простой “словарь”. Только для того, чтобы приступить к работе, связанной с огромным многообразием человеческого языка, создателям вычислительных машин пришлось ввести в запоминающие устройства и дать определение смысла десятков тысяч широко употребляемых словосочетаний. Каждое такое сочетание состоит из нескольких слов и пробелов; каждое слово — из нескольких букв, а каждая буква записывается с помощью нескольких двоичных разрядов. Следовательно, число запоминающих ячеек, необходимых, чтобы вместить весь этот словарь, должно быть очень большим. У машины, о которой идет речь, словарный запас равен •пятидесяти миллионам двоичных разрядов!

Как машина отыскивает в таком обширном словаре нужную фразу? Можно представить себе, что ей приходится перебирать все фразы и слова подряд, до тех пор, пока не отыщутся те, которые совпадают с входными. Но такая процедура потребовала бы катастрофической затраты времени. Даже при чрезвычайно высоком быстродействии современных вычислительных машин такой последовательный поиск будет продолжаться слишком долго. Чтобы приносить практическую пользу, машина должна переводить со скоростью, близкой к средней скорости печатания на машинке, то есть в среднем со скоростью 50 слов в минуту. Поэтому она должна уметь “перелистывать страницы” (как делаем мы, когда ищем слово в словаре), до тех пор, пока не дойдет до раздела (по алфавиту) словаря, соответствующего начальным буквам слов данного сочетания. Найдя нужный раздел, она уже просматривает его во всех деталях (как делаем мы), пока не находит слова, сходного с входным. Затем она печатает найденный английский эквивалент, отысканный в “словаре”.

Пока все было достаточно ясным. Но мы не вправе требовать, чтобы механический словарь охватывал миллионы словосочетаний, которые могут поступать в машину. Поэтому конструкция машины предусматривает несколько стадий поиска. Если не удается найти в словаре все данное сочетание слов и пробелов, машина автоматически пытается отыскать его часть, начинающуюся на ту же букву, постепенно сужая поле поисков. От длинного словосочетания она переходит к отдельным словам и, в конце концов, — к отдельным буквам этих слов.

Поскольку все отдельные буквы и знаки препинания имеются в запоминающем устройстве машины, на каком-то этапе поиски, несомненно, завершатся успехом. Если эквивалент удается найти лишь на уровне отдельных букв, машина печатает английские варианты русских букв красным шрифтом, как бы сигнализируя, что настоящая часть перевода передана по буквам. Таким образом, машина может передавать необычные слова, как, например, имена собственные, и слова, которые не были предусмотрены при составлении словаря. Такая побуквенная запись называется транслитерацией. Это не перевод, но она бывает очень полезна человеку, читающему перевод в целом.

Работа этой машины целиком зависит от двух достижений человеческого разума. Первое состоит в составлении словаря, для которого требуются люди, в совершенстве владеющие обоими языками. Они должны выбрать наиболее часто употребляемые словосочетания, слова и части слов. Во-вторых, создатели машины снабдили ее поисковым устройством, способным автоматически сужать поле поисков. От машины-переводчика не требуется, чтобы она сама принимала решения. Ее действия всегда неизменны и единообразны.

Обычно процесс перевода разбивается на девять стадий:

1) заполнение входного регистра сочетанием слов исходного текста, записанным в машинном коде;

2) “перелистывание страниц” словаря, до тех пор, пока не будет найден раздел алфавита, соответствующий начальным буквам поступающего словосочетания;

3) обращение к концу этой страницы;

4) просмотр страницы в обратном порядке, до тех пор, пока не будет найдено словосочетание, соответствующее заданному;

5) если соответствующее словосочетание на этой странице не найдено, следует обращение к предыдущей странице и поиск опять начинается с конца страницы;

6) если поиск всего словосочетания не увенчался успехом, следует переход к более коротким сочетаниям, потом к словам и отдельным буквам;

7) когда соответствие найдено, печатается английский эквивалент, хранимый в данном месте запоминающего устройства;

8) входной регистр очищается от фраз, слов или букв, которые машина уже перевела;

9) процесс начинается снова с оставшейся непереведенной частью предложения (или с нового предложения, если предыдущее было переведено целиком).

На самом деле машина-переводчик действует гораздо “ум" нее”, чем описывает автор. Проблема различения смысла слов, или, как ее называют, проблема омонимии, решается следующим образом. В машину вводят специальные словари так называемых “ключевых” слов, или “дескрипторов”. С помощью этих словарей машина прежде всего анализирует первые строки текста и опре-

Были перечислены только основные этапы, однако есть еще и другие. Один из них — команда выделить из слова корень или основу, отбрасывая окончания. Другой—мощная подпрограмма перекрестных ссылок, при помощи которого машина ставит перед словами префиксы в зависимости от смысла соседних слов.

Мы уже говорили, что машина-переводчик получила от своих создателей все, что ей “необходимо знать”, в форме словаря и программы для поиска и сравнения. Ее высокоорганизованные действия, равно как и действия осы - сфекс, объясняются тем, что было заложено в нее при конструировании, или, иначе говоря, только наследственностью. Машина-переводчик обладает лишь видимостью разума.

Блок - схема машины - переводчика показана на фиг. 50. Сердце ее составляет “словарь”, представляющий собой вращающийся стеклянный диск, на котором фотографическим способом нанесены тысячи концентрических дорожек. Каждая дорожка состоит из прозрачных и непрозрачных участков, воспроизводящих в двоичном коде 1) русские фразы, слова, пробелы и знаки и 2) расположенные непосредственно рядом соответствующие английские эквиваленты. Фразы входного языка расположены в алфавитном порядке, начиная с внутренней дорожки. Таким образом, делает его тематику. Пусть, например, при переводе данной фразы встретилось слово управление.

Если при первоначальном анализе машиной были найдены “ключевые” слова автоматическое, процесс, регулятор и т. п., машина определит тему всего текста как автоматическое управление и переведет указанное слово английским словом control. Если при анализе текста машиной обнаружены “ключевые” слова рентабельность сбыт, снабжение, себестоимость и т. п., тема текста определится как экономика и перевод будет management. Наконец, если “ключевые” слова правительство, министерство и т. п., тема определится как государственное устройство и машина переведет исходное слово как governement. Большую роль в работе машины-переводчика играет также то, что в нее вводятся грамматические и синтаксические правила.

Это позволяет резко сократить объем словаря (записывая отдельно корни, отдельно приставки и отдельно окончания), а также автоматически определять роль каждого данного слова в предложении. Отметим в заключение, что в настоящее время проводятся успешные опыты не только по машинному переводу, но и по машинному составлению рефератов и аннотаций. — Прим. ред.

каждая дорожка представляет собой “страницу” словаря. Первые несколько букв каждой фразы или слова определяют их место на диске.

На диск фокусируется тонкий луч света, который, пройдя через диск, попадает на фотоэлемент. Фотоэлемент генерирует последовательность импульсов — единиц, соответствующих каждому прозрачному участку дорожки, и нулей, соответствующих каждому непрозрачному участку. Луч можно перемещать в радиальном направлении от одной дорожки к другой, “перелистывая страницы”. Когда луч света падает на нужную дорожку, он останавливается, и по мере вращения диска с фотоэлемента в обратном алфавитном порядке поступают двоичные сигналы, соответствующие записанным на данной дорожке словам.

Тем временем машинистка постоянно вводит на вход все новые и новые части русского текста, который она перепечатывает буква за буквой. Из перфоратора выходит бумажная перфолента, на которой текст пробивается в машинном коде. Сигналы с перфоленты поступают во входной регистр машины, запоминающий за один раз шестнадцать символов. Входной регистр передает двоичные разряды, соответствующие шестнадцати символам, в сравнивающий регистр. В этот же сравнивающий регистр поступает последовательность двоичных разрядов, генерируемых фотоэлементом, читающим содержание словаря.

Прежде всего, сравнивающий регистр устанавливает, находятся ли разряды, представляющие первые буквы заданного словосочетания, выше (то есть ниже по алфавиту) или ниже (то есть выше по алфавиту), чем разряды, поступающие из словаря. Если они выше, сравнивающий регистр приказывает световому лучу с помощью промежуточной “следящей системы” передвинуться к центру. Если ниже, — свет передвигается к краю диска. Пересекаемые дорожки (“перелистываемые страницы”) подвергаются оперативному анализу, чтобы выяснить, совпадают ли начальные буквы раздела словаря с начальными буквами заданного сочетания слов. В среднем через несколько тысячных долей секунды нужная дорожка найдена и луч света останавливается, а диск под ним продолжает вращаться.

Отыскав нужную дорожку, машина должна попытаться сравнить словосочетание, поступившее с входа, с самым длинным из многих сочетаний, записанных на данной дорожке и имеющих те же начальные буквы. Сочетания расположены на дорожке в порядке постепенного укорочения, и поэтому первым автоматически прочитывается самое длинное. Эквивалент отыскан. Если эта самая длинная фраза и оказалась искомым эквивалентом, уже на этой стадии сравнивающий регистр посылает в управляющее устройство сигнал — передать разряды соответствующего английского эквивалента на вывод машины. Если этого не случилось, то рассматривается следующее по длине сочетание и т. д. Затем, если эквивалент все еще не отыскан, машина анализирует отдельные слова, также по степени уменьшения количества букв в слове. В конце концов, отыскивается одна или две буквы и оставшаяся часть снова подвергается тому же процессу. Как только слово или буква найдены, выходной регистр от них очищается.

Английские эквиваленты не поступают сразу на выходное печатающее устройство. Они временно хранятся в другом запоминающем устройстве — в “лексическом буфере”, где английские части фразы переставляются в соответствии с правилами порядка слов в английском языке. Этот порядок определяется “ярлыком”, которым снабжается переведенное слово или сочетание слов и который определяет их отношение к другим частям предложения.
МАШИНА, ОТВЕЧАЮЩАЯ НА ВОПРОСЫ

Наш второй пример — вычислительная машина, дающая справки о бейсбольных матчах, сыгранных в течение одного сезона. К числу типичных вопросов, на которые давались правильные ответы, относились следующие: сыграла ли каждая команда хотя бы по одной игре в месяц на каждом стадионе? Сколько игр провела команда “Янки” в августе? Какие команды выиграли десять игр в июле? Где каждая команда играла в июле?

Существуют буквально миллионы подобных вопросов, на которые может ответить машина.

Программа машины составлена таким образом, что в ее запоминающее устройство вводится определенная информация о бейсбольных событиях интересующего нас сезона — информация о том, какая команда выступала на чьем поле, какого числа и каков был счет встречи. Кроме того, в программе предусмотрена возможность ввода обычных вопросов относительно событий этого сезона, заданных на английском языке, зашифрованных в машинном коде и записанных на перфокартах,—вопросов, на которые можно дать ответ на основании материала, заложенного в память машины.

Чтобы не, предъявлять, слишком, жестких, требований, к, памяти, и, логике машины, пришлось несколько ограничить множество вопросов, которые можно задавать машине. Допускаются лишь такие вопросы, которые представляют собой простые вопросительные предложения, без придаточных предложений и логических соединительных слов. Но, уж если оператор согласен формулировать свои вопросы в рамках этих правил, ответ он получит быстро и безошибочно.

Для того чтобы ответить на поставленный вопрос, программа должна выполнить две задачи. Во-первых, в соответствии с этой программой машина должна проанализировать поступивший вопрос, определить части речи, их значения и грамматические связи, pеорганизовать слова и фразы и по определенному стандарту подготовить перечень необходимой информации. На машинном языке этот стандартный перечень будет представлять собой длинную последовательность разрядов, соответствующих значению вопроса. Во-вторых, она должна передать эту последовательность в свое запоминающее устройство с целью поиска ассоциации между содержанием запроса и накопленной информацией (которая организована по той же системе). Этот процесс поиска и сравнения может быть очень прост или очень сложен в зависимости от типа вопроса. Вычислительная машина продолжает его до тех пор, пока из памяти не будет извлечена вся имеющая отношение к вопросу информация. Затем машина печатает ответы на вопросы.

Результаты команд хранятся в памяти машины, образуя своеобразный “архив” в виде простых соотношений, отражающих известные факты. Вот, например, типичный кусок такой “архивной” записи:

Месяц—июль

Место — Бостон

День—7

Порядковый номер игры — 96

Команда—“Красные гетры"; счет—5

Команда—„Янки"; счет—3

Архив организован по этому стандарту, по разделам для каждого месяца сезона. Каждый такой раздел имеет десять подразделов по числу стадионов, на которых проходили игры. Эти подразделы в свою очередь разделены на 30—31 подподраздел по числу дней в месяце. Здесь для каждого дня указаны номер игры, принимавшие в ней участие команды и счет игры (состоявшейся в этот день этого месяца на этом стадионе).

Теперь задача вычислительной машины—преобразовать полученный вопрос в перечень уравнений, соответствующих выбранному стандарту. В каждом вопросе содержатся некоторые известные факты, которые и составляют основу исследования, и неизвестные, которые надо найти в архиве, хранящемся в памяти машины, и таким образом составить ответ. Предположим, задан вопрос: какая команда выиграла в Бостоне 7 июля? Машина должна организовать этот вопрос следующим образом:

Месяц—июль

Место — Бостон

День — 7

Порядковый номер игры—?

Команда—? Счет—?

Команда—? Счет—?

Вопросительные знаки соответствуют тем неизвестным, которые явным образом упоминаются или подразумеваются в вопросе.

Сличая этот запрос с данными архива, заложенными в запоминающем устройстве, машина может быстро заполнить все пропуски: 96, “Красные гетры”, 5, “Янки”, 3. Теперь машина, работая по второй программе, должна прийти к выводу, что, поскольку 5 больше 3-х, победила команда “Красные гетры”. Это и есть ответ на поставленный вопрос. Машина напечатает также полный запрос и всю информацию, использованную для устранения вопросительных знаков, что позволяет оператору решить, правильно ли поняты и интерпретированы все известные и неизвестные в заданном вопросе.

Рассмотренный запрос был очень простым. Возможности описываемой программы становятся более понятными, если посмотреть, как машина дает ответ на более общий вопрос: “Сколько раз в июле играло по десять команд в один день?” Бейсбольному болельщику понадобится довольно много времени, чтобы почерпнуть эту информацию из бейсбольной хроники. Машина отвечает на этот вопрос в несколько этапов. Прежде всего, надо просмотреть все дни под разделом “июль” и подсчитать число команд, игравших каждый день. Затем в перечень заносятся те и только те дни, когда число игравших команд было равно десяти. Наконец, подсчитывается количество таких дней, и машина печатает ответ.

Рассмотрим еще более трудный вопрос: “Играла ли каждая команда на каждом стадионе, по крайней мере, один раз в месяц?” Для ответа необходимо многократно просматривать каждый раздел архива, соответствующий каждому месяцу, чтобы выяснить, встречается ли каждая из десяти команд хоть по одному разу во всех подразделах, соответствующих наименованиям стадионов. Если перечень команд, для которых это условие соблюдено, полон, то печатается ответ “да”, если нет—“нет”.

Как бы ни было умно придумано такое сравнение стандартного запроса с данными в запоминающем устройстве, подлинная ценность программы состоит в ее способности привести поставленный вопрос к стандартной форме. Чтобы понять смысл вопроса, вычислительная машина должна, прежде всего, сравнить слова, употребленные в вопросе, с теми, которые имеются в ее словаре. (Этот словарь записан уже не на стеклянном диске, а на обычной магнитной ленте.) Фактически в запоминающем устройстве машины есть даже два словаря—словарь идиом и обычный словарь, содержащий отдельные слова. Вопрос прежде всего сравнивается со словарем идиом. Если в нем содержится идиома, сразу определяется ее смысл и запоминается. Если нет, то вопрос “передается” дальше, в обычный словарь. Когда соответствующее слово найдено, оказывается, что в словаре приводятся четыре его характеристики, какая это часть речи, что оно, значит, не является ли оно вопросительным словом (где, кто, сколько и т. д.) и, наконец, содержится ли оно в одной из идиом, занесенных в первый словарь.

Затем машина осуществляет грамматический разбор запроса и определяет его смысл и значение.

Далее машина с помощью скобок и перестановок реорганизует предложения, заключая в квадратные скобки существительные и слова, к ним относящиеся, а в круглые—слова с предлогами и наречия. Типичный вопрос: “На каком стадионе проиграли “Красные гетры” 5 июля?”—после этого преобразования выглядит так: “(На каком [стадионе]) проиграли [“Красные гетры”] [5 июля])?”

В результате такого преобразования машина может определить, активна или пассивна форма используемого глагола, не попавшего в скобки, какое из существительных является подлежащим, какое—обстоятельством и т. д.

Наконец, имея словарные значения слов и определив части речи, программа готова к составлению запроса. При этом требуется воспользоваться целым рядом весьма остроумных подпрограмм. Для того чтобы составить запрос, нужно, например, объединить существительное и относящиеся к нему определения—команда (выигравшая)—или преобразовать вопрос “сколько игр” к виду “игры”?”.

Тот факт, что при подобных условиях любой вопрос программы в состоянии привести к стандартной форме запроса, уже сам по себе ярко свидетельствует о достижениях в области программирования. После составления запроса необходимая информация получается уже указанным выше способом, и место вопросительного знака занимают сведения, найденные в соответствующем разделе памяти машины.

Описываемая машина всегда отвечает на поставленные вопросы одним и тем же способом, повторяя во всех деталях процесс поиска и сравнения. Она не может ничему научиться (то есть практика никак не повышает ее эффективности), ибо это не предусматривается ее программой, составленной как упражнение на распознавание и сравнение значений и не рассчитанной на что-либо большее. Но создание такой машины явилось важным шагом по пути обеспечения полной свободы общения человека с машиной.

МАШИНА, ДОКАЗЫВАЮЩАЯ ТЕОРЕМЫ

Наш третий пример—вычислительная машина с программой, рассчитанной на доказательство теорем формальной логики (глава V). Поскольку число

То есть количество игр, различных сочетаний значений логических переменных может быть огромным (400 триллионов таблиц истинности необходимо только для того, чтобы перебрать все логические связи между шестью высказываниями), решение этих задач путем полного перебора всех возможностей практически осуществимо только в самых простых ситуациях. Почти во всех интересных случаях мы должны пользоваться различными уловками, ведущими к уменьшению числа просматриваемых вариантов, так называемыми эвристическими методами. Эти методы не гарантируют решения, но хотя бы открывают возможность того, что решение может быть найдено за приемлемое время.

Программа доказательства теорем, описанная здесь, была составлена Ньюэллом, Шоу и Саймоном с целью показать, как можно использовать в вычислительной машине эвристические методы. Они назвали ее теоретико-логической машиной '. Для проверки было выбрано пятьдесят две теоремы из второй главы трактата Principia Mathematica. В запоминающее устройство машины было введено пять аксиом и три правила вывода (выбранных из той же книги), достаточные для доказательства этих теорем. Программа была составлена так, чтобы машина доказывала теоремы, осуществляя поиск в запоминающем устройстве и преобразовывая находящиеся там символы. Теоремы предлагались машине в той же последовательности, в которой они приведены в упомянутом трактате.

Программа была составлена так, что после доказательства теорема оставалась в памяти машины и могла быть использована для дальнейших доказательств.

Краткого обзора аппарата символической логики, который содержится в главе V, недостаточно для того, чтобы в деталях проследить процесс доказательства теорем машиной, но мы можем получить представление о нем на трех примерах. Первая из предложенных пятидесяти двух теорем формулируется так: (Р->Р)-”Р, то есть отрицание некоторого

В оригинале Logic Theory machine, или сокращенно LT. — Прим. ред.

высказывания Р является логическим следствием утверждения о том, что Р является логическим следствием Р.

Через десять секунд машина нашла и напечатала доказательство в четыре этапа. Тридцать первая теорема из того же набора имела вид: доказать, что [PV(QV/?)]->[(PVQ)V/?]. Через двадцать три минуты после начала работы машина сдалась, объявив, что исчерпала возможности своей программы. Сорок пятая теорема, (P\/Q)—>P, кажется простой, но в действительности она довольно сложна. Через двенадцать минут машина нашла и напечатала доказательство в пять этапов. Программисты подсчитали, что для доказательства этой сорок пятой теоремы способом, который гарантирует доказательство, той же вычислительной машине понадобится несколько тысяч лет!

Работа рассматриваемой машины опирается на три основных типа эвристических программ, или методов. Каждая из них является самостоятельной операцией, которую машина пробует в качестве подзадачи, чтобы выяснить, дает ли этот поход что-нибудь для доказательства теоремы или нет. Последовательность выполнения этих подпрограмм показана на блок-схеме, приведенной на фиг. 51. Выбрав задачу, программа пробует свои методы (описанные ниже). Она выбирает уже доказанные ранее теоремы и пробует применить их для нового доказательства следующей.

Здесь читателю полезно вспомнить материал главы V. “Доказать” теорему в данном случае означает то же самое, что и доказать всегда истинность соответствующей логической формулы. Вспомним, что логическая формула всегда истинна, если она имеет значение 1 при любых сочетаниях значений входящих в нее переменных. В данном случае таких сочетаний всего два. Обратившись к таблице истинности, приведенной на стр. 111, видим, что при Р=0 формула (Р->Р)->Р приобретает вид (0->1)->1 и имеет значение 1. При Р=1 формула приобретает вид (1->0)->-0 и также имеет значение 1. Следовательно, формула действительно всегда истинна, что и было доказано машиной. Читателю полезно в порядке упражнения доказать таким же точно образом всегда истинность логических формул, приводимых далее. — Прим. ред.

То есть пользуясь лишь строго логическим методом, не прибегая к эвристическим методам. — Прим. ред.

Если ни одна из них не годится, машина может вернуться в исходное положение и выбрать другую задачу или воспользоваться методом подстановки и, потом попытаться найти подходящую аксиому или ранее доказанную теорему. Именно по этому пути проб и ошибок осуществляется поиск доказательства теоремы. В четырех точках программы (если не удалось найти аксиому или теорему, полезную для доказательства) осуществляется возврат назад и начинается новый поиск.

Эвристические методы известны также под названиями метода подстановки, метода выделения и цепного метода. Метод подстановки сводится к последовательности попыток найти аксиому или уже доказанную теорему, которую можно преобразовать с помощью подходящей подстановки переменных (Р, Q, R и т. д.) или замены одной логической операции (V,-”>,—) другой. Подобные попытки продолжаются до тер пор, пока машиной не будет сконструирована формула, полностью совпадающая с доказываемой теоремой, и это совпадение не будет обнаружено. Метод выделения предусматривает формулировку новой, более простой теоремы; доказав ее другим методом, мы докажем тем самым и исходную теорему. Так, если Р—теорема, которую нужно доказать, то машина пытается найти аксиому, или уже доказанную теорему вида Q - Р. Затем теорема Q выделяется как самостоятельная задача и делается попытка ее доказать. Если теорема Q доказана, то Р. (которая следует из Q) также оказывается доказанной.

Цепные методы предусматривают применение метода выделения в несколько этапов. Предположим, что требуется доказать теорему P—>R. Сначала машина использует доказанную ранее теорему P—>Q

Возникает новая подзадача—Q—>R. Если ее доказательство найдено, транзитивность логической операции импликации обеспечивает переход от Р к Q и к R. Возможны и обратные переходы от R к Q и от Q к Р.

Когда теоретико-логическая машина находит доказательство не сразу, а затрачивает на это много минут, это означает, что в ее арифметических и запоминающих устройствах происходит сложнейшая работа. За это время требуется сформулировать буквально тысячи теорем, используемых в качестве подзадач, и проанализировать их, рассматривая с точки зрения полезности для доказательства исходной теоремы. Объем необходимой работы оценивается числом необходимых “простейших” логических операций, выполняемых машиной по специальным подпрограммам.

Например, для доказательства восемнадцатой теоремы потребовалось 34 100 таких операций, а решение каждой из них потребовало в свою очередь двух или трех сотых долей секунды при быстродействии машин более миллиона операций над одним двоичным разрядом в секунду. Для доказательств, требующих еще большего числа простейших операций, объем памяти машины' оказывается недостаточным. Машина не смогла доказать четырнадцать из пятидесяти двух предложенных теорем — отчасти вследствие ограниченности возможностей запоминающего устройства, а главным образом потому, что на некоторых стадиях выполнения эвристической программы не были замечены доказательства, которые машина обязательно обнаружила бы, если бы в нее была введена более строгая логическая (алгоритмическая) программа, а время решения и объем запоминающего устройства были достаточно большими.

Прежде чем распрощаться с этой машиной, следует еще раз подчеркнуть цель ее создания—выяснить, могут ли эвристические методы типа подстановки, выделения и образования цепей использоваться в вычислительной машине для моделирования процесса логического мышления человека. Существует и другой метод доказательств теорем, при котором с элементами доказательств обращаются так же, как с числами при обычных расчетах. Ванг и Гилмор с помощью этого метода доказали все 350 логических теорем из Principia Mathematica на вычислительной машине IBM-704 меньше чем за девять минут. Но они совсем не стремились имитировать работу мозга. Они хотели только найти наиболее эффективный для машины способ доказательства.

Интересно отметить, что один из создателей теоретико-логической машины, Аллен Ньюэлл, считает, что его вычислительная машина не способна “обучаться”, во всяком случае, если принять его довольно глубокое и жесткое определение понятия обучения. Мы, однако, попытаемся доказать, что в соответствии с обычным определением эта машина может обучаться и использовать свой опыт. Она умеет применять для доказательства не только теоремы, заложенные в ее запоминающее устройство, но и теоремы, доказанные ею в процессе работы. Справедливо, конечно, и то, что она не умеет обобщать

Имеется в виду машина JOHNNIAC, названная так в честь покойного Джона фон Неймана, чья работа в области программирования увековечила его имя в науке о вычислительных машинах своего опыта. Именно это и привело доктора Ньюэлла к отрицательному заключению.

Перейдем теперь к нашему четвертому примеру и познакомимся с машиной, способной обобщать.

МАШИНА, УМЕЮЩАЯ ИГРАТЬ

Наш четвертый пример—вычислительная система, с описания которой мы начинали эту книгу. Программа игры в шашки составлена для нее доктором Артуром Сэмюэлом. Мы уже много раз обращались к этой программе и говорили о ее значении. Это одно из самых выдающихся (а многие считают, что самое выдающееся) достижений в области программирования машин, моделирующих умственную деятельность. Не будем долго распространяться по этому поводу, а просто познакомимся с этой программой.

Цель игры в шашки—отобрать у противника все шашки или поставить их в такое положение, когда оставшиеся шашки будут заперты. Чтобы добиться этого, существует невероятно большое число разных ходов.

По словам доктора Сэмюэла, исчерпывающее исследование всех возможных стратегий при игре в шашки потребует перебора около 10⁴⁰ вариантов.

Даже если бы у нас была вычислительная Машина, способная исследовать порядка 300 миллионов ходов в секунду, — а таким быстродействием не обладают даже самые лучшие из существующих машин, — понадобится более секстильона веков, чтобы с начала и до конца проследить все возможные варианты игры.

Эта игра, бесспорно, требует эвристического подхода независимо от того, занят ли ею человек или машина. Программа вычислительной машины для этой игры должна быть составлена так, чтобы избегать полных переборов. Иначе для того, чтобы решить, что делать, потребуется слишком много времени. Она должна уметь рассчитывать на много ходов вперед, но не на слишком много. Она должна отличать важные ходы от неважных. Короче, машина, играющая в шашки, способная победить чемпиона, должна делать то же, что делает чемпион, только чуточку быстрее, глубже и шире.

Человек, играющий в шашки, принимая решение о следующем ходе, рассчитывает на несколько ходов вперед. Обычно в любой момент, играющий должен из нескольких возможных ходов выбрать тот, который с наибольшей вероятностью приведет к победе. Раздумывая над выбором, он может, например, мысленно сделать ход, который кажется ему “хорошим”, и взглянуть на доску глазами противника. Он должен попытаться представить себе, как поступит теперь противник. Если он верит в своего соперника, он может пренебречь всеми слабыми ответными ходами и, таким образом, выбрать наиболее вероятный. Следуя мысленно дальше, он может представить себе третий и четвертый ходы, пока, наконец, не наступит такой момент, когда удержать в голове все вероятные варианты, не говоря уже о всех возможных, становится не под силу. Потом он делает ход, и после ответного хода соперники вновь начинают рассчитывать на несколько ходов вперед.

Другой метод выбора хода состоит в том, что игрок пытается вспомнить одну из известных ему партий, в которой шашки были расположены аналогичным образом.

Затем игрок вспоминает последовательность ходов, которые он (или кто-нибудь другой, игру которого он видел или о партии которого читал) делал раньше, будучи в такой же позиции. Если эта последовательность дала хорошие результаты, он постарается использовать ее вновь; если нет, он попытается избежать этого пути развития, и сделает другой ход. Лучшие игроки пользуются обоими методами, предугадывая возможное развитие игры и заучивая сотни классических партий.

Поскольку программа доктора Сэмюэла по классу игры была на чемпионском уровне, нас не должно удивлять, что в ней были использованы те же методы. Машина “рассчитывает вперед”, перебирая в своем “воображении” возможные свои ходы и ходы противника, свои ответы на ходы противника и т. д. Из всех возможных ходов противника вычислительная машина должна выбрать наиболее вероятные на каждой “воображаемой” стадии и согласовывать с этим свои ходы. Наконец, изучив последовательности их на несколько ходов вперед, машина должна выбрать ход, который кажется наиболее удачным, и сделать его. Именно так она ведет игру. Машина также помнит благоприятные и неблагоприятные позиции из прошлых игр и использует эту информацию. Вычислительная машина описывает положение на шахматной доске с помощью 32-разрядного машинного слова по одному разряду на каждую из 32-х черных клеток доски. Единицами обозначаются занятые клетки и нулями — незанятые.

Для того чтобы описать позицию, создавшуюся на доске, расположение белых и черных шашек и дамок, а также возможности взять какую-либо шашку, нужно четыре таких слова. Когда шашка передвигается, значение разряда, соответствующего той клетке, где она находилась, меняется с единицы на нуль, а значение разряда, соответствующего той клетке, куда передвинута шашка, меняется с нуля на единицу. В процессе анализа предполагаемых ходов машины и ее соперника формируются и запоминаются машинные слова, соответствующие позиции, создавшейся в результате предполагаемых ходов.

Если эти слова организуются в определенную последовательность и запоминаются, то можно проследить все ходы противника, которые могли бы быть сделаны в ответ на ход машины. Программируя составление последовательности таких последовательностей, можно пойти еще дальше, перебирая каждый следующий ответный ход на ход противника. И так далее.

Таким образом, получая, организуя и запоминая информацию, машина может составить и запомнить всевозможные свои и ответные ходы настолько далеко вперед, насколько позволяет объем памяти и время, отведенное на игру. В этом смысле машина значительно превосходит человека. Машина, играющая в шашки, может рассчитывать на двадцать ходов вперед, тогда как лучшие игроки в шашки могут предвидеть последствия своего хода не более чем на четыре-пять ходов вперед (исключение составляет игра в окончаниях).

Процесс запоминания воображаемых своих и чужих ходов можно изобразить с помощью “дерева”

решений. Простой пример такого дерева приведен на фиг. 52. Каждая точка ветвления соответствует машинным словам, описывающим положение на доске. Самая верхняя точка соответствует реальному положению на доске, более низкие—положению на доске после воображаемых ходов машины и противника. От каждой точки ветвления отходят несколько ветвей, каждая из которых представляет собой возможный ход.

Вычислительная машина должна сравнить несколько стратегий игры, соответствующих различным комбинациям возможных ходов. Одна из этих стратегий будет соответствовать варианту, наиболее благоприятному для машины с учетом наиболее правдоподобных ответов соперника. Верхний отрезок этого пути—это тот ход, который должна сделать (и делает) машина в рассматриваемой позиции.

Определяя наиболее благоприятный путь, машина должна исследовать его как сверху вниз, так и снизу вверх. Начав с одного первого возможного хода, она движется вниз по одному из возможных путей, пока позволяет время, оценивая окончательную позицию на доске. Затем машина предполагает, что последний ход заменен на новый. Этот процесс продолжается до тех пор, пока, наконец, машина не останавливается на том варианте, которым следует воспользоваться в данный момент. Затем машина должна вернуться вверх по дереву на один ход и повторить процесс, имея в виду, что теперь очередь противника сделать ход. Все это повторяется в обратном порядке, пока машина не достигнет верхнего уровня, что и позволяет оценить ситуацию, возникшую после первого предполагаемого хода.

После этого машина—самый быстрый и терпели - вый игрок — исследует следующую ветвь, верхний отрезок которой представляет собой другой воображаемый первый ход и вырабатывает его оценку. Рассмотрев, таким образом все имеющиеся варианты, она выбирает тот, который получил высшую оценку и либо сигнализирует о своем выборе с помощью лампочек, либо печатает, что шашка, находящаяся на такой-то клетке, должна быть передвинута на такую-то. Этот процесс можно осуществить, конечно, только в том случае, если число ветвей дерева удерживается в разумных пределах.

Накладывая ограничения на размеры дерева, доктор Сэмюэл основывался на опыте игроков в шашки. Каждый уровень точек ветвления на дереве он назвал “слоем” и составил программу таким образом, что она строит для выбора хода трехслойное дерево. Каждая ветвь не исследуется дальше третьего слоя, если только игра не становится “интересной”, то есть если в игре не произошел или не предлагается размен, если предыдущим ходом не была взята шашка или если ее можно взять следующим ходом. Если такая возможность возникает, дерево продолжает ветвиться до тех пор, пока игра опять не становится спокойной. После этого рост дерева сразу прекращается. Если возможность взять или отдать шашку сохраняется, машина может построить двадцатислойное дерево и остановится на этом независимо от ситуации, так как в этот момент возникает опасность исчерпать память машины словами, отражающими все возможные положения на доске.

Каждому отрезку ветви ставится в соответствие конкретное число, определяемое в результате исследования машинных слов, соответствующих позициям, изображаемым узлами, ограничивающими этот отрезок. Преобразовывая четыре слова, соответствующие каждой из этих позиций, машина разбивает все находящиеся на доске шашки на отдельные группы и оценивает каждую группу с помощью нескольких “параметров”, выведенных из многовекового человеческого опыта игры в шашки.

В наиболее совершенной программе таких параметров тридцать восемь (среди них, например, параметр, оценивающий “полную подвижность” и равный числу клеток, на которые игрок может переставить шашки). Вычисляя значение этих параметров и, вычисляя разность между значениями, соответствующими позициям до хода и после него, машина получает оценку хода, приведшего из одной позиции в другую, в виде шестнадцати чисел. Каждое из них затем умножается на весовой коэффициент, выбранный на основании предшествующего опыта машины, после чего сумма всех таких произведений определяет “вес” ветви, о которой идет речь.

Чтобы найти наиболее удачный ход, машине приходится проделать большую работу. Она выполняет ее очень быстро. Определение возможных ходов при данной позиции, перебор мыслимых ходов и описание позиций, возникающих при их рассмотрении, вычисление и взвешивание шестнадцати параметров с последующим определением веса отрезков — это выполняется в среднем за две сотых секунды. Чтобы сделать ход, машине обычно нужно не более тридцати секунд, тогда как в шашечных турнирах на каждый ход игрокам отводится в среднем пять минут.

Чемпион Нили во время игры с вычислительной машиной постоянно тратил на обдумывание хода больше времени, чем машина. Это отставание позволяет предположить, что, если бы турнирные правила выделяли по одной минуте на обдумывание хода, машина победила бы еще увереннее. Доктор Сэмюэл считает, что, если увеличить объем памяти машины и дать ей возможность попрактиковаться еще несколько лет, она станет непобедимой для человека даже при регламенте в пять минут на ход.

Итак, мы рассказали, как машина играет в шашки, то есть как она рассчитывает варианты и оценивает положение на доске, как просчитывает ходы вперед и вновь возвращается назад при определении следующего хода. Чтобы победить чемпиона, машине нужно было не просто научиться играть, — от нее требовалось несравненно больше. Ей нужно было запоминать свои удачи и неудачи, постоянно обращаться к своему прошлому опыту и, наконец, делать выводы о некоторых общих особенностях игры. Именно здесь и становятся очевидными истинные возможности программы, определявшей игру машины.

Доктор Сэмюэл предусмотрел в программе несколько способов обучения. Первый, самый простой, называется “заучивание наизусть”. Он предполагает запоминание различных позиций и использование удачных каждый раз, когда представляется такая возможность. Программа с таким методом обучения так и не привела к тому, чтобы машина научилась хорошо играть в шашки. Учитывая информацию, полученную на более высоких уровнях дерева, машина смогла уточнить оценку запоминаемых позиций, повысить свой класс игры. Но игра на чемпионском уровне представлялась невозможной до тех пор, пока не были выработаны и заложены в машину общие, достаточно абстрактные признаки хорошей позиции. Это и стало тем процессом обобщения прошлого опыта, которого недоставало доктору Ньюэллу в его программе теоретико-логической машины.

Несмотря на то, что подробности этого процесса обобщения выходят за рамки нашей книги, описать сам процесс довольно просто, а его значение для будущего разумных машин чрезвычайно велико. Между двумя машинами был устроен шашечный турнир. Одна из них (“Альфа”) обобщала свой опыт, изменяя значения весовых коэффициентов для шестнадцати параметров, о которых уже шла речь. Другая (“Бета”) во время игры пользовалась постоянными значениями тех же весовых коэффициентов. Если “Альфа” выигрывает, модифицированная в процессе игры система оценки передается машине “Бета” и машины играют снова. “Альфа”, которая по-прежнему перестраивает значения весовых коэффициентов, может выиграть и во второй раз, так как “Бета”, теперь тоже пользуется постоянными (хоть и улучшенными) весами, полученными на основании предыдущей игры. Если “Альфа” начинает проигрывать, то программист изменяет ее схему коррекции весовых коэффициентов, пока к ней не вернется способность выигрывать.

Таким образом, система оценки постоянно совершенствуется. Наблюдение за результатами игр отражает этот процесс. Не получая инструкции в явном виде, машина “догадывается” о многих основных принципах стратегии игры, например о том, что важно контролировать центр доски, что необходимо избегать ловушек по краям и в углах доски, из которых нет хода, защищать главную диагональ и т. д.

Заметьте, что во время этого турнира машин одна из них “учит” другую. Процесс обучения проходит в соответствии с программой, хотя ее составитель и не представляет себе деталей того, что происходит. Процесс совершенствования проявляется лишь в конечных результатах реальной игры. Не удивительно, что доктор Сэмюэл называет свою программу “очень удачным примером, позволяющим показать недоверчивым людям, как проходит у машины процесс обучения”. • Следует, наконец, сказать несколько слов о том, как у машины появляется “стремление” выиграть. Предположим, две оценки двух возможных следующих ходов совпали. Решение, следовательно, должно быть принято на основании какой-то другой оценки. Доктор Сэмюэл в случае подобных непредвиденных обстоятельств предусматривает учет глубины прослеживания путей, на которых найдены оба решения. Если для определения одного хода была составлена шестислойная ветвь, а для другого, скажем, только трехслойная, то принимается первый ход.

Но можно улучшить и этот принцип выбора. Если оценки следующего хода отличаются только количеством слоев, по которому она получена, можно несколько изменить оценку в зависимости от детальных результатов исследования самого благоприятного варианта в обратном направлении. Машина может выбрать ход, определенный на более высоком уровне, в том случае если она проигрывает, и на более низком,—если выигрывает. Это позволяет машине почувствовать направление пути к победе, и она без колебаний пойдет по этому пути. Это исключительно важная деталь программы, и первые попытки заставить машину обучаться с программой, в которой эта деталь отсутствовала, закончились неудачей.

ГЛАВА XII МОЖЕТ ЛИ МАШИНА ТВОРИТЬ?

О, как часто стрела по воле случая попадает в цель, о которой не знает стрелок!

Вальтер Скотт

Теперь мы переходим к последнему вопросу нашего исследования. Могут ли машины создавать произведения искусства? Могут ли они сочинять книги? Способны ли они организовывать отдельные мысли в величественные интеллектуальные творения? Если да, то мир человека можно обогатить (или обеднить) самым фантастическим образом.

Современное состояние проблемы вряд ли позволяет утверждать, что машины могут творить. Начало, правда, уже положено. Вычислительные машины создали некоторые произведения искусства, но пока их значение не очень велико. Сегодня машина в лучшем случае способна помогать человеку в его творчестве. Следовательно, наш вопрос должен быть обращен в будущее. Создаст ли машина когда-нибудь оригинальное и значительное произведение, которое можно будет сравнить с шедеврами человеческого гения?

Чтобы разобраться в этой проблеме, давайте сначала сравним символы, образы и процессы, используемые в творчестве человека, с соответствующими символами, образами и процессами, используемыми вычислительными машинами. Вычислительные машины могут оперировать любыми символами, в том числе и символами, представляющими собой составные элементы произведений искусства. Они могут создавать бесконечные комбинации комплексов этих символов, находить сходство и различие между этими комплексами. Если программист способен изобрести критерий художественного качества для некоторых областей творчества, почему бы ему не заставить свою машину искать и отбирать те комбинации, которые удовлетворяют этому критерию, и отпечатывать их

для критической оценки?

Представим себе испытание, подобное тесту Тьюринга, где критики должны узнать (или угадать), человек или машина является автором данного произведения. Ошибки судьи будут здесь свидетельством того, что машина в состоянии подражать человеку в этой области творчества (следует постоянно помнить, что объектом исследования является не метод работы машины, а ее результат). Насколько я знаю, до сих пор ни одна вычислительная машина не была подвергнута такому испытанию. Дальше мы будем говорить о вычислительной машине “Иллиак”, запрограммированной для сочинения музыки. Музыковеды признают ее сочинения “интересными”, но отмечают, что они вряд ли принадлежат человеку.

Мы остановимся специально на программе для машины “Иллиак”, потому что она иллюстрирует технический прием, о котором в этой книге не упоминалось, а именно специальное включение в программу вычислительной машины элемента случайности. Программа машины, пишущей музыку, составлена так, чтобы машина в очень высоком темпе совершенно случайным образом выбирала какие-то ноты. Последовательности нотных комбинаций подвергаются нескольким испытаниям, основанным на принятых правилах композиции и особенностях стиля определенной композиторской школы. Комбинация должна пройти три проверки, и, если она хорошо сочетается с предыдущей и последующей комбинациями, вычислительная машина напечатает ее. Если нет, она отвергает эту комбинацию и наобум выбирает новую.

Прежде всего, любая программа для художественного творчества должна уметь обращаться с символами искусства. В музыке число символов относительно невелико, и поэтому она является удобной областью для эксперимента. Вычислительной машине вменяется также в обязанность организовать эти символы в соответствии с правилами композиции, существующими для конкретного рода искусства. В музыке эти законы сформулированы довольно четко.

Кроме того, машина должна иметь возможность свободно варьировать комбинации в пределах существующих правил. Подобная свобода необходима и композитору для импровизации, чтобы отбирать и совершенствовать форму, до тех пор, пока, она не будет удовлетворять его творческим стремлениям.

У машины, создающей произведения искусства, нет потребности к творчеству, но, тем не менее, она может импровизировать (пользуясь случайностью), отбирать результаты импровизации (оценивая образы по критериям, заложенным в ее программу) и совершенствовать их в соответствии с критериями высшего порядка, до тех пор, пока ее произведение не будет удовлетворять условиям программы. Более того, машина превосходит человека в скорости и терпеливости. За несколько часов она может составить, испытать и принять или отвергнуть столько комбинаций, на одно составление которых ушла бы целая человеческая жизнь.

Но самое главное, вычислительная программа может иметь меньше ограничений, чем художник. Каждый художник — раб породившей его культуры, так же как каждая вычислительная машина — раба своей программы. Только нескольким представителям каждого поколения удавалось обретать полную творческую свободу^[. В то же время вычислительная машина, располагающая достаточным временем, для того чтобы исследовать безграничные горизонты искусства, может найти революционизирующие решения за существенно более короткий срок.

ПЛАНОМЕРНОСТЬ И СЛУЧАЙНОСТЬ В ИСКУССТВЕ

Чтобы проиллюстрировать роль случайности в искусстве, рассмотрим два вещественных примера художественной формы. Первым будет снежинка — создание неживой природы. Вторым — кубы фон Фёрстера, изобретенные ученым, занимающимся проблемами вычислительной техники/чтобы показать, как с помощью

Весьма возможно, что “Весну священную” Стравинского, вызвавшую в свое время бурю негодования, восприняли бы спокойнее, если бы ее автором была машина.

“правил отбора” машина может создать из хаоса элементов нечто упорядоченное, отдаленно напоминающее современную скульптуру.

Мы знаем, что нет двух совершенно одинаковых снежинок, но у всех них есть нечто общее. Следовательно, образование снежинок повинуется определенному порядку, хотя он и подвержен бесчисленному множеству случайностей. Силы, действующие между атомами, объединяют молекулы кристаллов льда единственным образом, так, что атомы кислорода и водорода должны образовывать правильный тетраэдр. При объединении таких тетраэдров получаются простейшие кристаллы льда, принимающие благодаря молекулярным силам форму шестигранника.

Если условия образования и роста кристаллов особенно благоприятны, их форма становится устойчивой, и тогда получаются большие шестигранные кристаллы (такой формы иногда бывает град). Но такие условия бывают редко. В процессе формирования снежинок элементарные кристаллики соединяются между собой самыми разнообразными способами в зависимости от случайных изменений условий (например, температуры или влажности), влияющих на их рост. Тем не менее, между молекулами и атомами кристаллов всегда имеются упорядоченные взаимодействия, и это накладывает свой отпечаток на конечный результат, каждая снежинка обладает шестиосной симметрией (фиг. 53).

Изящная форма каждой снежинки получается в результате упорядоченного воздействия физических сил, обусловливающих стройное сочетание элементов, а также беспорядочности, вызванной цепью случайных событий, прошедших во время ее образования. Красота снежинки заключается в сочетании симметрии,

она результат упорядоченности и разнообразия, вызванного случайностями.

Художественные формы, созданные фон Фёрстером, образованы из нескольких десятков полых железных кубов, перемешиваемых в специальном ящике. Если между кубами не существует сил притяжения или отталкивания, то, встряхнув ящик, а потом, открыв его, мы увидим одно лишь беспорядочное нагромождение кубов. Одни могут случайно оказаться на других (как показано на фиг. 54). Но роль случайности здесь настолько велика, что найти в этом нагромождении кубов некий порядок невозможно.

Однако можно независимо намагнитить каждую грань куба ', так чтобы на некоторых гранях магнитные силовые линии были направлены вовне, а на некоторых других — внутрь. Существует десять возможных вариантов такого способа намагничивания. Рассмотрим сначала вариант, при котором все силы на всех гранях направлены наружу. Тогда независимо, Это возможно, ибо кубы полые, От их взаимного расположения все кубы будут отталкиваться друг от друга. После механического перемешивания группа намагниченных таким образом кубов может оказаться более разбросанной, чем группа не намагниченных, но явно различимого порядка мы все равно не заметим. Уже сам факт “единого” вида намагничивания не может создать стройной системы.

Можно, однако, принять разнообразность намагничивания граней кубов. Например, намагничивать их так, чтобы три смежные грани каждого куба были намагничены во внешнем направлении, а остальные — во внутреннем. В этом случае уже появляется правило отбора, по которому соседние кубы будут соединяться друг с другом так, чтобы соседними оказывались две грани с противоположным направлением намагничивания. Более того, названный способ намагничивания открывает возможность соединения групп кубов с группами взависимосги от направления магнитных сил в наружных гранях кубов каждой группы.

Если кубы, намагниченные таким образом, перемешать в ящике, то, как говорит доктор фон Фёрстер, “...возникнет исключительно упорядоченная структура (фиг. 55), которая, мне кажется, легко пройдет отборочную комиссию на выставке абстрактной скульптуры”. Заметим, что, если этот первый вариант не удовлетворит комиссию, стоит потрясти ящик, и возникнет новый вариант, и так снова и снова.

Аналогия между процессом образования такой группы из намагниченных кубов и процессом образования снежинки очевидна. И в том и в другом случае в основе структур — простые элементы (кубы и тетраэдры); и в том и в другом случае между элементами действуют силы, ограничивающие число возможных вариантов соединения этих элементов; и в том и в другом случае окончательный выбор структуры случаен и оба типа структур относятся к тому классу образований, в которых одновременно видны и симметрия и разнообразие. В этом смысле обе структуры можно называть произведениями искусства.

В окружающем нас мире можно найти массу подобных примеров. Художники и композиторы намеренно выбирают для своих произведений геометрические комбинации, а затем обрабатывают их до тех пор, пока не достигают “удовлетворительного” результата. Примером может служить кубизм. Или так называемые “зеркальные” фуги И. С. Баха, который использовал геометрические очертания нотной записи, а затем “обращал” их от такта к такту и от голоса к голосу таким образом, чтобы получались зеркальные изображения. Эти фуги не просто забава. Иначе Бах не стал бы их публиковать. Процесс сочинения определенных нотных последовательностей был основан на принципе зеркального отображения. Но оценить по достоинству полученный результат мог только гений.

Но скоро ли настанет день, когда машина, сочинив фугу, сделает на нотах запись: “Это лучшее мое творение”?

Не очень.
“ИЛЛИАК” И ЕГО МУЗЫКА

В 1955 году в Иллинойсском университете Хиллер и Исааксон начали серию опытов машинного сочинения музыки. К 1956 году они обладали уже достаточным количеством материала, чтобы составить и опубликовать “Иллиак” - сюиту для струнного квартета. Она состоит из четырех “Экспериментов”. В “Эксперименте I” создаются мелодии, и разрабатывается простая гармонизация; “Эксперимент II” разнообразнее в результате добавления четырнадцати стилистических правил, типичных для такого композитора XVI века, как Палестрина. “Эксперимент III” вводит разнообразные ритмы и темпы, использует время от времени диссонансы, что придает музыке черты, свойственные стилю XX века. “Эксперимент IV” создан безотносительно ко всем исторически существовавшим стилям;

он сочинен только в соответствии с математическими концепциями и с использованием таблицы случайных чисел, для того чтобы выбрать интервалы между нотами. В результате получилась музыка атонального стиля, которая звучит наподобние “модернистской” музыки “Эксперимента III”, хотя сочинение “Эксперимента IV” опирается совсем на другие принципы.

Подобно снежинке и скульптуре фон Фёрстера, в музыке, сочиненной “Иллиаком”, используются несколько простейших символов, выбранных наугад и связанных “упорядочивающими силами” (правилами композиции) в “приемлемые” комбинации. Символы первого эксперимента — это пятнадцать нот, составляющих две октавы до-мажорной гаммы, без единого диеза или бемоля. Этим нотам соответствуют целые числа от 0 до 14 включительно, и вычислительная машина должна была выбирать их наугад. Некоторые комбинации нот были мелодичны, но большинство — нет. Для того чтобы отобрать мелодические комбинации, были добавлены дополнительные инструкции, указывающие целочисленные последовательности в соответствии с правилами композиции XVI века. Если мелодическая линия из целых чисел (от ноты к ноте) отвечала предъявляемым правилам, число оставалось в запоминающем устройстве машины, и комбинация строилась до тех пор, пока мелодическая линия не заканчивалась, возвращаясь к ноте до. Законченный период печатался и затем от руки записывался на нотной бумаге.

Не каждая нотная последовательность составляла мелодию, и, для того чтобы избежать бесконечных поисков, машине полагалось оставить их после пятидесятой безуспешной попытки найти следующую “мелодическую” ноту. Тогда она разрушала эту мелодическую линию и начинала сначала, с новой, наугад выбранной ноты. После часа такой работы “Иллиак” мог создать сто мелодий, с числом нот от трех до четырнадцати в каждой.

Следующим шагом “Эксперимента I” было заставить машину сочинить две мелодии и выбрать пары нот, соответствующие простым правилам двухголосной гармонии. Отбор был основан еще на четырех правилах, в соответствии, с которыми отбрасывались диссонансные пары и оставлялись только гармоничные. Наконец, программа была расширена настолько, чтобы сочинять сразу четыре мелодические линии, в которых четыре ноты обязательно должны быть гармоничны. Таким образом, было создано сочинение для квартета. Переходя от двухголосной гармонии к четырехголосной, машине приходилось все чаще и чаще разрушать то, что было ею создано. Но, как сказал доктор Хиллер, “машина продолжала сочинять без устали”.

На фиг. 56 показана блок-схема программы вычислительной машины, сочиняющей музыку. Слева находится генератор случайных чисел, генерирующий целые числа, соответствующие нотам. Каждое такое число должно пройти через серию контрольных схем, каждая из которых реализует некоторое правило композиции. Число должно было пройти через четыре такие схемы, прежде чем оно предварительно принималось как часть мелодической линии. Если оно отвергается одной из контрольных схем, то генерируется команда “начать подпрограмму сначала”. Выбирается новая нота, опять наугад, и она снова проходит проверку. Если подряд пятьдесят попыток оказываются неудачными, все предыдущие ноты мелодической линии стираются и процесс начинается сначала.

На фиг. 57 приведен отрывок из “Эксперимента I” “Иллиак” - сюиты и для сравнения — отрывок из музыки композитора Палестрины. Те, кто смогут прочесть (или сыграть) эти отрывки, заметят, что музыка, сочиненная машиной, сравнительно монотонна, ибо программа “Эксперимента I” не предусматривала изменений ритма, в то время как Палестрина такими рамками ограничен не был. “Эксперимент III” восполнил этот пробел и ввел разнообразие мелодии и гармонии, перейдя от стиля XVI века к стилю XX века, Например, в “Эксперименте III” был использован ритм 4/8 а в качестве самой маленькой ритмической единицы выбрана 1/16. Ноты были закодированы по двоичной системе группами по четыре, образуя, таким образом, шестнадцать различных ритмических групп. Каждой соответствует число от 0 до 15 включительно, и эти числа выбирались совершенно случайным образом, как в “Эксперименте I”.

Чтобы избежать неправильных последовательностей, в программу контроля были введены дополнительные правила композиции. Кроме того, таким же способом были введены нюансы типа форте и крещендо и указания о способах звуко - извлечения—легато, тремоло, пиччикато. К 1962 году Хиллер и Бейкер опубликовали расширенную программу для всех восьмидесяти восьми HOÒ хроматической гаммы, включающую четыре различных правила синкопирования.

Особенно привлекает в этой работе проделанный вычислительной машиной анализ музыкальных шедевров (написанных человеком) с целью выяснения их математической структуры. Открытия, сделанные машиной, были введены в правила отбора, на основании которых действуют контрольные схемы, что позволило сочинять музыку в данном конкретном стиле. Это музыкальное обучение одной вычислительной машины с помощью другой не дало больших результатов, но сам процесс очень интересен и напоминает нам, как машина “Альфа” учила машину “Бета” играть в шашки.

ОРИГИНАЛЬНОСТЬ: СЛУЧАЙНОСТЬ И ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОСТЬ

Краткий обзор музыки “Иллиака” вскрывает важный аспект построения его сочинений. Программа носит не оригинальный, а подражательный характер. Созданные им сочинения, правда, отличаются от всего написанного ранее, но их форма была предопределена (в первых трех экспериментах) правилами отбора, выработанными программистами и отражающими характер музыки, написанной человеком. Только в “Эксперименте IV” программа целиком полагается на случай, вероятностные соотношения и математические формы.

Все, что в музыке “Иллиака” оказалось хоть сколько-нибудь оригинальным, основано только на случайном поиске, что является полной противоположностью целеустремленности, присущей художнику. У вычислительной машины совершенно отсутствует ясность замысла, столь четко прослеживаемая в художественном творчестве человека. Поскольку различие между случайным поиском и художественным замыслом столь глубоко, мы можем заключить, что машина обладает способностью к творчеству лишь в узком, подражательном смысле. Но, тем не менее, если найти способ указать машине направление поиска (как бы “бессознателен” ни был ее замысел), она может создать произведения, удовлетворяющие художественным запросам. Вспомним, что тонкая, но существенная деталь в программе указала вычислительной машине цель игры в шашки—выиграть (глава XI). Машина умела выбирать один из двух, одинаково удачных ходов в зависимости от того, была ли ее позиция в данный момент лучше или хуже, чем у ее соперника.

Некоторое время назад Ньюэлл и Саймон попытались несколько иначе подойти к вопросу о целенаправленности в работе вычислительной машины. Они предложили так называемую “Программу общего решения задач” (сокращенно ПОР). Она дает машине возможность довести решение до конца, устанавливая цель, которой можно достичь с помощью преобразования, сокращения и упрощения других действий с данным выражением, до тех пор, пока он не примет форму решения. Программа ПОР очень похожа на программу теоретико-логической машины, созданную теми же авторами и описанную в главе XI, и она была испытана на том же материале (доказательство теорем математической логики). При испытании ПОР студенту, не знакомому ранее с математической логикой, были объяснены значения символов Л, V, -> и “не” и двенадцать правил подстановки и преобразований этих отношений.

Затем его попросили доказать, что формула (R -> F) А (Д-> Q) эквивалентна

формуле (Q/\P). Его попросили рассуждать при доказательстве вслух и записали то, что он говорил, на магнитофонную пленку. Вполне понятно, что скоро он потерял нить рассуждений и его последние слова, записанные на магнитофонную пленку, были: “Я, кажется, запутался”.

Та же теорема была затем предложена вычислительной машине, работающей по программе ПОР, причем все ее действия тщательно фиксировались. Когда сравнили оба доказательства шаг за шагом, обнаружилась поразительная общность хода мыслей машины и человека, но вместе с тем очевидными стали некоторые существенные расхождения. Человек часто рассматривал несколько путей решения одновременно, тогда как машина работала в строгой последовательности. Более того, человек отличал то, что относится к сущности проблемы, оттого, что являлось внешней ситуацией, в которой он находился. Такого ощущения у машины, конечно, не было. Тем не менее, составители программы ПОР убеждены, что эти различия можно устранить, если, конечно, предмет исследования не слишком сложен. Они идут еще дальше, заявляя, что методы ПОР очень ясно иллюстрируют тот факт, что свободное поведение разумного человека есть результат действия сложных и детерминированных законов, число которых конечно.

Подразумевается ли под этим утверждением, что машина, способная учитывать эти, сложные законы, будет обладать той же свободой поведения? Ньюэлл и его сотрудники делают основной упор на сравнительную сложность разумной деятельности человека, а не на принципиальные различия между разумной деятельностью человека и машины.

Конечно, способность машин что-либо сочинять, пусть даже путем имитации и пользуясь сравнительно простой музыкальной символикой, производит большое впечатление. Но мы задаемся гораздо более глубоким вопросом: может ли машина быть подлинно оригинальной? Может ли она создать новый оригинальный стиль в музыке? Может ли она сама выработать свое последовательное мировоззрение и отразить его в своем произведении?

Природу таких действий можно понять, обратившись к другой сфере творчества — к литературе. Здесь число символов и их комбинаций несравненно больше, чем в музыке. Например, разнообразие понятий и отношений, используемых в поэзии (которая принимает во внимание не только значение слов, но и их звучание, а также значительно отходит от общепринятых способов выражения), превосходит пределы возможностей вычислительной техники. Ни одна из существующих вычислительных машин не в состоянии критиковать стихи, не говоря уже о подлинном их сочинении. Чтобы сочинять стихи, машина должна уметь отвечать на вопросы так, как, это показано в воображаемом разговоре экзаменатора в тесте Тьюринга с машиной (опубликованном М. И. Уилксом в 1953 году):

Экзаменатор. Знаете ли вы сонет, который начинается словами “Сравню ль тебя я с летним днем”?

Машина. Да.

Экзаменатор. А не подойдет ли здесь “осенний день”?

Машина. Эти слова не подойдут по размеру.

Экзаменатор. А как насчет зимнего дня? Он подойдет по размеру.

Машина. Да, но ведь никто не захочет, чтобы его сравнивали с зимним днем.

Экзаменатор. А не напоминает ли вам мистер Пиквик о рождестве?

Машина. В некотором роде.

Экзаменатор. Не думаю, чтобы мистер Пиквик возражал против такого сравнения, а рождество—это ведь зимний день.

Машина. Вы вряд ли говорите серьезно. Когда мы упоминаем о зимнем дне, мы имеем в виду обычный день, а не праздничный, как рождество.

Машина, рассуждающая подобным образом, обладает поэтическим мышлением. Если она к тому же будет обладать огромным запасом памяти, способностью к ассоциативному мышлению и воображением, о наличии которого свидетельствует приведенный разговор, то почти наверняка она будет способна создавать оригинальные литературные произведения. Доктор Уилкс привел этот разговор совсем не для того, чтобы предположить существование такой машины. Он стремился исследовать работу творческого мышления человека и задать вопрос, является ли мозг машиной.

ЯВЛЯЕТСЯ ЛИ МОЗГ МАШИНОЙ

Мы не можем сегодня дать точный ответ на вопрос, способна ли машина творить (подразумевается подлинное, оригинальное творчество). Мы можем только строить догадки. А догадки во многом зависят от наших убеждений. Если мы считаем, что мозг является машиной, значит, в принципе, — если не на практике — мы можем создать машину, подобную ему. Но если мы настаиваем, что творческий разум не является машиной, то есть если мы будем рассматривать мозг с позиций витализма, считая, что в основе его деятельности находится некая жизненная сила, необъяснимая в понятиях материализма, тогда нам нечего надеяться на то, что машину такого рода возможно создать.

Ньюэлл, Шоу и Саймон искренне убеждены (и открыто заявляют об этом), что поведение человека определяется комплексом сложных, но вполне определенных закономерностей, число которых конечно. По их мнению, если мы хотим “машинным” способом создавать произведения, не уступающие по качеству произведениям человеческого разума, нам следует открыть эти законы и построить машину и программу для нее, достаточно сложные и способные учесть эти законы и все, что с ними связано. Не исключено, что практическое осуществление такой задачи выходит за пределы возможного. Но сформулированная так задача позволяет дать на поставленный вопрос наилучший ответ из всех тех, к которым мы сейчас готовы: если творческие методы мозга можно свести к форме, доступной для вычислительной техники, это значит, что машины с творческими способностями могут быть созданы. Совсем не нужно, чтобы машина буквально воспроизводила творческий процесс человека, но она должна, по всей вероятности, пользоваться эвристическими методами.

Это значит, что она должна уметь находить далекие аналогии, рассуждения, сходные по принципу с теми, которыми пользуется мозг, чтобы упорядочить в процессе творчества хаос впечатлений от окружающего мира.

Мы должны, наконец, признать, что каждая вычислительная машина есть часть природы и должна действовать в соответствии с законами природы, число которых конечно. И если ей будет дана возможность “вместить в себя” достаточное количество законов природы, то она сможет достигнуть всего, что является следствием этих законов, и даже сочинять

стихи.

Каковы перспективы создания такой мощной машины и программы для нее? Проще всего дать уклончивый ответ. Мозг и нервная система человека столь сложны, что нельзя построить когда-либо и запрограммировать сравнимую с мозгом машину методами, известными сегодня, и теми, существование которых представимо в будущем. Но можно дать и более смелый ответ: мы полагаем, что машины и программы гораздо менее сложные, чем программы живого мозга, и машины гораздо менее сложные, чем мозг, но значительно более совершенные, чем существующие сейчас, смогут воспроизвести те функции мозга, которые непосредственно участвуют в процессе творчества. Такая цель гораздо менее сложна, чем стремление воспроизвести все функции мозга сразу.

В главе IX, как мы помним, мы узнали, что нейроны человеческого мозга связаны между собой триллионами электрических соединений и что связь между ними осуществляется с помощью тончайших химических, тепловых и электрических взаимодействий. Сегодня мы не в состоянии воспроизвести все это в машине, и, может быть, не исключено, что нам никогда не удастся этого. Но если бы даже и было возможно создать систему такого рода, вряд ли кто взялся бы за это: такая система не принесла бы никакой практической пользы.

Можно с уверенностью сказать, что большая часть нервной системы человека не участвует в мышлении. Проведенные количественные оценки показывают, что в человеческой памяти может храниться не меньше миллиона миллиардов двоичных разрядов. Основная часть этого объема информации используется для правильного функционирования органов нашего тела. Память участвует не только в мышлении, но и в бессознательных действиях: так, например, мы должны “помнить”, как сохранять при ходьбе равновесие. Разумной вычислительной машине запоминать данные такого рода не требуется. Функции ее органов и ее действия сравнительно просты, и все резервы ее памяти могут быть сконцентрированы на программе имитации мышления.

Вот тут-то и возникает главнейший вопрос. Какая именно часть человеческого мозга занята программированием мышления? Может быть, это очень небольшая часть целого? Если да, то возможность обеспечить такой же объем в вычислительной машине окажется не такой уж фантастикой. В пользу этого говорит одно важное соображение: элементарные процессы восприятия и реакции протекают у человека столь медленно, что все часы бодрствования в своей жизни человек в состоянии переработать не более 50 миллиардов двоичных единиц информации. Это составляет всего одну двадцатитысячную от общего объема памяти. Вычислительная машина способна переработать такой же объем входной и выходной информации за несколько часов. И в этом решающую роль играет уже известное нам миллионнократное преимущество машины над мозгом по быстродействию.

Это преимущество, как уже отмечалось в главе IX, может уравнять возможности человека и вычислительной машины при выполнении некоторых определенных задач. Наверное, никогда не возникнет необходимости создать машину, не уступающую по своей разносторонности мозгу. Но дело стоит того, когда речь идет о некоторых важных задачах, с которыми человек справляется медленно и трудно, и когда стоимость машины и программы себя оправдает,

За десять лет быстродействие и объем памяти машин возросли более чем в десять раз. За этот же период появилась идея машинного программирования, а возможности компилирующих языков растут от месяца к месяцу, буквально на глазах. Эти процессы будут продолжаться и на протяжении следующих десятилетий. Каждый следующий шаг в сторону увеличения быстродействия и объема запоминающего устройства, а также усовершенствование языка будут открывать все новые горизонты. Еще до конца этого столетия мы перестанем задавать вопрос, может ли машина творить. Мы будем спрашивать, какие аспекты творчества машины оправдают связанные с этим затраты?

ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ

Итак, мы, предполагаем, что еще при жизни молодых читателей нашей книги будет создана экономически оправданная вычислительная система, обладающая способностью к творчеству, равной в ряде аспектов человеческой. Тогда зададим последний вопрос: смогут ли разумные машины когда-нибудь превзойти человеческий мозг?

Легче всего отмахнуться от этого вопроса категорическим “нет!” Человек не может разработать конструкцию и программу машины, если он сам не представляет себе, что он делает. Но те, кто изучал многовековой процесс развития человека, видят, что при современном состоянии интеллектуального развития эволюция может привести человека к новым достижениям.

Существует убеждение, подтверждаемое данными психологии и физиологии, что круг проблем, которые мозг в состоянии сформулировать и решить, ограничен самой структурой мозга.

Автор не учитывает главного: человеческое мышление — это коллективный процесс. Хорошо известно, например, что в настоящее время не существует человека, который одинаково хорошо ориентировался бы во всех разделах современной математики. Однако это обстоятельство отнюдь не тормозит развитие математики как науки в целом. С другой стороны, именно появление вычислительных машин может оказать решающее воздействие.

Эта структура—продукт длительной эволюции от более низких форм. С течением времени в определенные поворотные моменты истории человек постигал все новые абстрактные понятия. За последнее (по геологическому календарю) время наиболее важными были абстракции языка, появившиеся на протяжении примерно полумиллиона лет. Если новый (и вполне вероятный) комплекс абстракций должен быть познан человеком, то весьма возможно, что ему придется прождать этого такой же период времени, при условии что природа будет развиваться своим чередом.

Однако когда вычислительная машина получает новый порядок абстракций, процесс происходит в другом масштабе времени. Он зависит, прежде всего, от технических методов: производства, соединения и действия более крупных структур логических элементов и запоминающих ячеек. Во-вторых,—и это, возможно, даже важнее—он зависит от существующих принципов программирования, подготавливающего машину к решению задачи. В настоящее время ни технология, ни основные законы программирования не дают оснований предполагать способность к абстракциям более высокого порядка, чем те, которые доступны человеческому мозгу.

Вычислительная техника будущего тоже может оказаться неспособной к этому, но, возможно, этого не случится. Подобно тому как мы смогли образовать понятие бесконечности (то есть представить существование числа большего, чем любое известное нам число), мы можем представить машину и программу, у которой строй абстракций, будет выше на эволюцию мышления. Если 50 лет назад каждый математик должен был доказывать сформулированные им теоремы, то, возможно, в недалеком будущем математику окажется достаточным только формулировать теоремы, а доказывать их (или опровергать) будут машины. Следующий этап наступит тогда, когда человеку достаточно будет формулировать не отдельные теоремы, а целые классы теорем, оставляя на долю машин детальную разработку всего направления и так далее. Нет никаких оснований усматривать какие-либо предельные ограничения на подобном пути.

Нужно только четко представлять себе, что современная наука (а тем более наука будущего) —это не плод деятельности отдельных индивидуумов, а процесс коллективного творчества людей, вооруженных машинами, — высших абстракций человеческого мозга. Далее мы можем предположить, что этот высший строй абстракций “выдуман” не человеком (чей мозг не обладает такими возможностями). Он может быть результатом экстраполяции предыдущего, то есть в каком-то смысле разумные машины смогут проникать в неизвестное.

Если настанет время, когда технические методы и методы программирования предоставят возможность такой экстраполяции, мы можем быть уверены, что такая попытка будет сделана. Для нас не имеет значения, что человек не может точно сказать, какие именно процессы будет использовать машина в этих не доступных для человека преобразованиях абстракций. Достаточно будет того, что машина, спустившись на тот уровень, на котором она может общаться с человеком, сможет открыть ему истины, постигнутые именно таким образом.

Раздумья такого рода, по мнению многих специалистов по вычислительной технике, можно назвать в лучшем случае бесцельными, а в худшем — безответственными. Но, если мы хотим приобщиться к чувству восторга, которое охватывает сегодня исследователей в области разумных машин при каждом новом открытии, мы не должны уклоняться от мысли, что человек может сам управлять своей интеллектуальной эволюцией, создавая орудия и технику, которые в противном случае природа будет таить у себя много тысяч веков.

Когда же компьютеры обретут - обретут разум?

УНО АПРЕЛЬСКИЙ

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, В ЧЕМ ОШИБКА разработчиков ПО управления знаниями, экспертных систем и средств искусственного интеллекта (ИИ)? В том, что они игнорируют естественный ход эволюции, простой и понятный каждому школьнику. ТЕНДЕНЦИИ прежде чем компьютеры обретут интеллект, они должны хотя бы ожить. Конечно, поначалу это будет дикая, хаотичная, неуправляемая жизнь. Но постепенно человек сможет провести селекцию нужных видов, приручить и "одомашнить" машины и, наконец, научить их уму-разуму и профессиональным навыкам. Вспомните, дорогой читатель, как вы воспитываете и учите собственных детей.

Разве можно перепрыгивать через этапы эволюции?! Идея спроектировать и построить законченную систему ИИ схожа с желанием женщины родить ребенка, который сразу начнет разговаривать, читать и писать.

Вы замечаете, уважаемые пользователи, что зарождающаяся компьютерная жизнь уже вовсю проявляет себя? Каждый владелец современного персонального компьютера знает, что его машина имеет особый характер, не такой, как у всех других. Что-то она любит и делает с удовольствием, что-то выполняет только под вашим чутким надзором, а что-то отказывается делать наотрез. У меня, например, был компьютер, который терпеть не мог перезагружаться из Windows в режиме MS-DOS, хотя при запуске сразу в MS-DOS работал без замечаний. Еще бы, кому понравится, если его лишат всех этих красивых разноцветных одежд и украшений в виде экранных окон, полос прокрутки и пиктограмм!

Дикая компьютерная жизнь проявляется в "случайных" сбоях и зависаниях системы, к которым мы все давно уже привыкли. Кстати, сотрудники тестовой лаборатории PC Week скажут вам, что если пять-семь лет назад неспособность компьютера выполнить хотя бы один стандартный тест рассматривалась как его неисправность и приводила к снятию с испытаний, то сегодня некоторые тесты приходится запускать многократно, лишь бы упрямая машина их завершила. Где та несокрушимая стабильность и надежность системы, что обещали разработчики Windows 2000 и ХР?

Давайте попробуем понять, как внутри современных компьютерных систем зарождается жизнь. Начнем с процессора. В последних версиях микросхем Athlon ХР и Pentium 4 содержится более 50 млн. транзисторов. Доскональное их тестирование проводится лишь один раз — перед запуском микросхем в массовое производство и длится около полутора месяцев, а каждый серийно производимый образец проверяется несколько минут, не более. Смею вас заверить, что никто не даст вам полной гарантии, что все транзисторы в процессоре купленного вами новенького компьютера совершенно исправны. В лучшем случае назовут лишь некие теоретические оценки вероятности дефектов, полученные статистическими методами.

Учтите также возможность возникновения неисправностей и сбоев в чипсете и периферийных устройствах. Откройте документацию на накопитель CD-ROM, и вы найдете там оценку вероятности ошибки считывания данных с компакт-диска.

Есть ли в вашем ПК схемы исправления ошибок памяти или хотя бы биты контроля четности? Первые модели компьютеров IBM PC имели эти биты и к тому же были снабжены специальными цепями, которые вызывали немаскируемое прерывание и полностью останавливали систему в случае ошибки считывания информации из памяти. В начале 90-х годов подобные схемы были исключены не только из потребительских, но и из бизнес-ПК. Сегодня коррекция ошибок предусматривается лишь в серверах и рабочих станциях для особо ответственных задач.

Вы видели когда-нибудь осциллограммы сигналов на системной шине процессора Pentium 4 или на графической шине AGP 4х или 8х? Эти осциллограммы весьма далеки от классических картинок из учебников по цифровой технике с четкими переходами между уровнями нуля и единицы, скорее они напоминают поверхность хаотично волнующегося моря. Можете не сомневаться, что разработчики процессоров, готовясь к переводу системных шин на частоту 800 МГц, пользуются статистическими моделями процесса передачи сигналов.

Ошибки в программном обеспечении — тема особая. Мы не будем долго на ней задерживаться. Скажу только: если вы примете мою точку зрения на развитие систем ИИ, то поймете, что современные технологии отладки ПО — это технологии убийства живого начала, а цель структурного программирования — создание мертвых программ-автоматов с полностью предсказуемым поведением.

Разработчики ОС, с одной стороны, всячески стараются живое начало искоренить, а с другой — вынуждены вводить элементы иммунитета и самообучения. Так, Windows при установке и загрузке ведет многочисленные LOG-файлы, в которых отмечает результаты запуска каждого программного модуля, в частности драйверов и DLL-библиотек. Если после подключения драйвера машина зависнет, система при повторном старте не допустит его запуска.

Похвально, что корпорация Microsoft пытается предоставить пользователям чистый сертифицированный "генофонд" драйверов, проверяя их и визируя своей цифровой подписью. Однако "селекционная работа на местах" почти целиком лежит на плечах пользователя. Так, решения об обновлении или восстановлении драйверов для периферийных устройств в Windows XP каждый должен принимать сам.

Антивирусная защита сегодня находится на высоконаучном (читай: низкоэффективном) уровне: сканирование файлов похоже на проверку ДНК клеток, а удаление вирусов напоминает хирургическое вмешательство. Неудивительно, что "пациент" в момент лечения практически неработоспособен. Надеюсь, вы понимаете, что для эффективной защиты от паразитов компьютеры должны развить собственный иммунитет?

Чего же нам ждать в будущем? Давайте перестанем прятать голову в песок, смело откроем глаза и честно признаемся, что компьютеры уже становятся живыми.

Разработчикам аппаратного обеспечения следует на системном уровне вводить резервирующие блоки, подобные парным органам человеческого организма (почкам, легким и т. д.), а на уровне микроархитектуры — создавать распределенные отказоустойчивые структуры (как, например, клетки печени: даже если каждая третья клетка заражена или мертва, печень в целом все же выполняет свою функцию).

Производители ПО должны разработать и внедрить принципиально новые подходы к программированию, а также заняться целенаправленной селекцией драйверов, DLL-библиотек и утилит, разделив их по "профессиям" компьютеров и укрепив обратную связь с пользователем.

А этому самому пользователю уже сегодня нужно набираться любви и терпения, штудировать книги о воспитании своих "малолетних" ПК и чаще протирать пыль с клавиатуры и системного блока. В будущем, думаю, сформируется многомиллиардная индустрия услуг по воспитанию и обучению компьютерных систем.

Быстрых результатов ждать не приходится, но хочется верить — через несколько десятков лет мы все же вырастим для себя надежных интеллектуальных помощников.

Естественный интеллект.

Станислав Лем.
1

У насесть Интернет и другие сети связи с глобальным радиусом действия. Имеются сетевые “узлы” - компьютеры новейшего поколения, такие как Intel Те га flop, выполняющие триллион (или по американской терминологии — биллион) вычислительных операций в секунду. Чемпион мира по шахматам был и будет бит. Это не вызывает сомнения. А так как из компьютера не удалось высечь и следа интеллекта (то есть создать интеллектуальные программы), специалисты пытаются каким-то образом восполнить этот существенный пробел.

Появляются различные подсистемы для классификации данных, для их распознавания, по крайней мере по синтаксису, раз уж широта значений (n - размерная семантика) чаще всего остается недоступной; у нас есть серверы, провайдеры, браузеры, делающие возможным серфинг в любой сети, есть даже блокираторы, которые должны сделать недоступным для несовершеннолетних пользователей то, что является неприличным или развратным (или по местным нормам считается таковым). Конгресс США принял Indecency Act, закон, наказывающий за распространение в Сети всякого рода непристойностей, а точнее говоря, порнографии, но Верховный Суд признал этот закон недопустимым, так как он противоречит первой поправке (First Amendment) к Конституции США, которая гарантирует свободу слова и изображения.

Я на стороне этой поправки, хотя очень хорошо отдаю себе отчет в ее небезопасных последствиях: если все можно, то педофилические действия и изображения недолжны запрещаться, но молодым умам они могут нанести значительный вред. Вместе с тем я разделяю мнение американского публициста, который, будучи рассержен назойливой агрессивностью антипорнографистов, написал, что еще ни один типично порнографически и текст или изображение никого не привели к смерти, никого не склонили к убийству, вместе с тем к актам насилия и к преступлениям достаточно определенно склоняет до 90% мирового телевещания.

Благодаря телевидению повсеместно известно, каким образом можно похищать людей (лучше всего детей, женщин), связывать их, держать в заключении, использовать к собственной выгоде, бить, истязать, подвергать страшному воздействию огня, мора, воды, ставить им ловушки, демонстрировать в зрелищах; известно, что преступниками и похитителями бывают и судьи, и полицейские, и шерифы, что красивых и с виду невинных девушек можно научить пользоваться оружием, наручниками, пуленепробиваемыми жилетами: все это вместе взятое я также считаю настоящей порнографией, и на нее нет никакого закона и никакой управы. Но об этом я упомянул “только попутно”.
2

В 60-е годы. когда молодая кибернетика считалась “буржуазной лженаукой”, я бывал в советской Москве и беседовал с самыми уважаемыми учеными, которые тогда были вынуждены тайно заниматься кибернетикой. Запрет знания неделал меня несчастным, я понимал, что если оно (знание) будет постоянно запрещаться в Советах, это ускорит их глобальное поражение не только в области гонки вооружений; из астронавтики бы у русских тоже ничего не вышло. В то время и там, где кибернетика могла свободно развиваться (например, в США или во Франции), и там, где она считалась “подрывной деятельностью”, господствовало убеждение, что ее развитие в скором времени ДОЛЖНО привести к созданию быстро мыслящих конструкции, то есть, говоря кратко, к АI (сокращение от Artificial Intelligence}.

Уже тогда появлялись скептики, братья Дрейфусы (Dreyfus), например, и даже те, кто немного позже осмеливался сомневаться в якобы безусловной правильности теста Тьюринга, то есть тезиса, что если собеседник не может определить, разговаривает ли он с человеком или с машиной, это доказывает, что машина ведет себя так же умно, как и человек. Сейчас мы такой уверенности уже не испытываем, потому что машины, с которой удалось бы поговорить на различные темы, как не было, так и нет.
3

В этой удивительной ситуации, с точки зрения надежды, господствовавшей почти полвека назад, думаю, следует повнимательнее приглядеться к области явлений, из которой искусственный интеллект должен был бы per analogiam быть выведен. Для большей точности я разделю свои рассуждения на три части. А именно, primum comparationis будет оригинал для возможного копирования, то есть МОЗГ ЧЕЛОВЕКА. Sekundum comparationis будут все центральные нервные системы животных, которые этот первый мозг эволюционно определили таким образом, что его конструкция (по крайней мере, частично) основана на их строительных принципах (я не буду касаться генной автоинженерии, поскольку для того, чтобы провести такое сравнение в пределах доступного нам сегодня и по-прежнему убогого, то есть неполного, знания, потребовался бы толстый том).

И наконец, tertium comparationis будет просто “дерево жизни” Линнея (Linnaeus), включая самые истоки, то есть возникновение способных к обучению репликаторов типа ДНК. Весь мой упрощенный по необходимости вывод берется оттуда, что наивные инженеры, например Эшби (Ashby) Мак - Кей (МсКау)( Джон фон Нейманн [John von Neumann] был уже тогда более скептичен), считали, что бытие, именуемое интеллектом, “само собой разумеется”, и принимали концепцию Алана Тьюринга (AlanTuring) бесспорную: тот, кого нельзя в разговоре отличить от человека, еоlр50⁴ равен человеку. Сомневаться в этом утверждении им даже в голову не приходило.
4

Последующие полвека, при полном отсутствии искусственного интеллекта (или хотя бы первых зачатков его), породили огромную библиотеку из работ и книг по Аl, которая постоянно пополняется. Некоторые из появившихся в Польше работ на эту тему мне довелось читать в нынешнем году. Их можно разделить на “инженерские”, то есть “здравомыслящие”, и на уходящие к противоположному полюсу “глубинные герменевтико - когнитивистские” работы. Здесь можно блуждать и углубляться в виртуальные бесконечности языка, в его созидательные возможности или перескакивать в математику, то есть к конструктивистской формализации, где компьютеры чувствуют себя не худшим образом, поскольку “обычная диалоговая семантика” все более отделяема от математики. Тем временем отдельно и как-то параллельно (хотя в этой параллельности можно и даже чуть ли не следует сомневаться) развивались новые исследования мозга, о котором мы уже знаем, что все больше его не знаем,

несмотря на успешное исследование отдельных центров и роли отдельных участков: серого вещества, коркового, а также размещенных в мозгу на разной глубине ядер и центров. Так возникают менее или более основанные на фактическом материале (гистологически - невральной препараторике) или на материале РFT. электрической, биохимической энцефалографии и т. п., а иногда и на гипотезотворческом воображении исследователей различные концепции, которые должны объяснить интегрально, как функционирует живой мозг, как в нем появляется ум и венец процесса -индивидуальное сознание. Здесь я уже и сам начинаю плавать в метафорах, потому что как не было почти ничего точного, то есть ОКОНЧАТЕЛЬНО известного нам, так и нет до сих пор. Почему?
5

Ответ, даваемый по сути, эмпирический или, по крайней мере, претендующий на эмпиричность, выглядит следующим образом. Мозг возник и эволюционировал у различных видов животных благодаря работе (“игре”) генов, вызванной влиянием различных обстоятельств окружения: климатического, гравитационного и т. д. и т. п. Никто разумный и ничто разумно ориентированное ему не помогало: был отбор, селекция, мутации, а также эпигенетические влияния, но все это вместе взятое ни какому, даже самому скромному “пониманию”, то есть ВОСПРИЯТИЮ, эволюционирующими субъектами не подвергалось.

Иначе говоря, все функции формировались по направлению к функциональному оптимуму, замкнутому посредством так называемых СОПРЯЖЕННОСТЕЙ (непреодолимых ограничении, определяемых граничными и исходными условиями), который должен был быть достигнут для того, чтобы отдельная система могла размножиться, произвести потомство (если она была не однополая, то. разумеется, не самостоятельно), и чтобы она до этого дошла живой, то есть жизнеспособность является обязательным условием оптимизации, потому что мертвые системы не способны размножаться. Во всей этой двойной работе строительнице и конструкторше организмов скорее всего было “все равно”, смогут ли они осуществить САМООПИСАНИЕ. Надо уметь, например, двигать руками, плавниками или крыльями, однако знать о том, как это делает каждый человек, птица или рыба, ей (ему) с “эволюционной точки зрения” абсолютно не нужно.

В результате мы не имеем ни малейшего понятия о том, что мы делаем, когда думаем, и как получается, что мы обладаем сознанием и являемся носителями “естественного” интеллекта, по - прежнему неточно измеряемого с помощью IQ - показателя интеллекта, который подчиняется распределению Гаусса. Интеллект животных (мы принадлежим к ним, хотя не каждому это нравится) можно распознать потому, что он неодинаков у разных видов: есть мудрецы, есть “середняки” и есть глупцы, но тщетно искать интеллект, например, у мух, потому что у насекомых недостаточность инстинкта, программирующего поведение, сразу обрекает особь насмерть.

У людей все значительно сложнее, но хотя мы и познаем собственное строение и собственные функции методом обдумывания, фальсификации и верификации (всегда неопределенной) конъектур (предположений), то есть все более дерзких гипотез, мы по-прежнему не знаем, как мы это делаем “головой”.

О том, что мы это делали автоматически, безотчетно, нечетко (а иногда и с ошибками) во множестве житейских ситуаций, мы убеждаемся только тогда, когда процессуальное течение таких действий под старость начинает нас подводить, когда некоторые движения невозможно совершить легко и “бездумно”, когда все больше и больше переживаний, названий и ситуаций забывается и становится невозможным их вспомнить только внутренним желанием, - лишь тогда мы начинаем замечать, что сознание, пока оно еще полностью не помутится, возникает и действует благодаря бесконечным, совсем не известным нам, ибо НЕДОСТУПНЫМ В ПОЛНОЙ МЕРЕ, невральным механизмам, таким, которые поддерживающего, создают, двигают им, основывают и питают память поступающей информацией, которые могут направлять человека к тому, что с ним, его близкими, его социальной группой и даже со всем человечеством происходило, происходит и будет происходить.

Но размеры (четкость) всех этих умений заданы нам строением мозга, и так не бывает, что если кто - то захотел быть поэтом или златоустым оратором, или харизматичным политиком, то он им и будет. Это не зависит ни исключительно, ни прежде всего от желаний личности. Подобно тому, как и женщина, желая быть красивой, к сожалению, не похорошеет только от одного желания.
6

Учитывая сказанное, я склонен заменить в tertium соparationis “древо жизни” на “ДРЕВО НАШИХ ТЕХНОЛОГИЙ”. Это дерево всегда развивалось таким образом, что сначала создавались образцы. После них шли первые КОНКРЕТНЫЕ ПОПЫТКИ, и только потом появлялась фаза таких усовершенствований “продукта”, где уже без сильного теоретико-математического вклада нельзя было обойтись. Я уже несколько десятков лет настойчиво пишу о том, чтобы мы старались догнать и даже перегнать Природу как Конструктора, и хотя мой голос, как писк мыши под метлой, не разносился далеко, но именно в указанном мною направлении начало устремлять свои современные побеги “древо технологий”. Как живое дерево к Солнцу, так и наши технологии даже без внимания к моим советам направились в сторону природы: биотехнология с генной инженерией и микрохирургией клонирования, трансгенные трансплантации и даже целые созданные виды организмов.

Однако я не намерен заниматься самовосхвалением потому, что если б ни меня, ни моих прогнозов вообще не было, все пошло бы также. Да, я предвидел, но этим предвидением de facto ничего не сделал, так что те люди, которые реализовали мои “замыслы будущих действий” и реализовывают их по - прежнему, не имеют ни малейшего понятия, что кто - то предвидел их начинания.

Впрочем, и это лишь “попутное” отступление.
7

И здесь, где для tertium comраratson is было взято дерево расцветающих и ветвящихся ТЕХНОЛОГИЙ, появилась вполне заметная на первый взгляд принципиальная разница между по - прежнему напрасно преследуемой “ментальной технологией”, то есть технологией создания машинного интеллекта, и действием человеческого мозга. А происходит это потому, что до самолета был китайский бумажный змей, до космического челнока американцев были фейерверки, до автоматической линии (конвейера под присмотром компьютера) был ручной труд от палеолита до слесарного ремесла и кузнечного дела, а до компьютера были только счеты, затем усложнившиеся до арифмометра, но никакого технического следа имитации разумной жизни хотя бы муравьев или мух не появилось. Мы не умеем инженерно подражать тому. что не следует из результатов исследования конструкции!

Мы не знаем, ни как и откуда берется сознание, ни где рождаются наши мысли, ни как понятия превращаются в предложения языка, но скромные попытки механизации вместе с усилиями обучения машины печатанию диктуемого текста дают такие результаты, что рентгенолог предпочитает сам (или диктуя стенографистке) делать описание рентгеновского снимка, чем потом исправлять текст, напечатанный компьютером с самой лучшей программой. Это так, но это совсем не означает, что так должно быть. Уже были отрасли во главе с атомной физикой, в которых теоретический скачок через невежество, невозможный путем малых шажков, оказался и возможным и необходимым - и дело дошло до желаемых, и нежеланных успехов. Но о “многообразии возможных искусственных интеллектов” поговорим, может быть, в другой раз. Перевел с польского Виктор Язневич

[yaznevich@mail.ru]

Искуственный РАЗУМ.

Станислав Лем.
1

В одной из партий Гарри Каспарова с Deep Blue компьютер, вопреки ожиданиям партнера-человека, не тронул легкую для взятия фигуру и через довольно большое количество ходов одержал победу. Каспаров тогда говорил, что почувствовал в действиях машины интеллект (по крайней мере ему так показалось): затаенный замысел в стратегическом ходе.

После победы Deep Blue журналисты не раз спрашивали меня, можно ли вообще подозревать компьютер в обладай ИИ интеллектом, на что я всегда отвечал отрицательно. Чтобы, строго говоря, получить некоторую “квинтэссенцию утверждения”, то есть, насколько возможно, избавить машину от несущественного для сути, следует ввести понятия РАЗУМА, или РАЗУМНОСТИ, потому что одного “интеллекта” недостаточно. Но почему? Ведь “интеллект” более “безличностный”, чем “разум”. Артефакт (каким может быть компьютер) мог бы казаться “интеллектуальным”, но не обязательно одновременно и “разумным”. Прежде всего потому, что и непроизвольно можно вести себя ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНО, но непроизвольно вести себя РАЗУМНО, скорее всего, нельзя, так как импликацией разумности является ее осознание.

Правда, социальное поведение насекомых, особенно живущих общественно, таких как пчелы или муравьи, управляется “врожденными инстинктами”, однако можно легко признать, что они ближе к “интеллекту”, особенно к коллективному, чем к разуму. И ведь неслучайно множество людей бьется над “добыванием интеллекта” из нечеловеческих устройств, тогда как “разум” будто бы никем не планируется и не проектируется. Почему?
2

Это очень трудный вопрос, поскольку речь идет о понятиях, которые имеют “размытое дефиниционное поле”, и более того, можно сказать, употребляя современную терминологию, что это термины из группы, называемой “Fazzy Sets”. Deep Blue мог произвести на человека-противника такое впечатление, будто в нем “мерцает” искра интеллекта, потому что “он видел дальше”, чем противник, то есть был способен предвидеть, какое множество ходов, возможных в рамках шахматных правил, таит в себе будущее.

Это существенно: обращение к будущим возможностям ЯВЛЯЕТСЯ одной из составляющих разума, но также может быть всего лишь показателем чисто неразумного инстинкта, который присущ насекомым или другим живым существам (которым мы не можем приписывать разум). Управляемое инстинктом поведение роднит с “интеллектом” прежде всего то, что оно обращено положительным результатом в будущее и обладает чертами ТЕЛЕОЛОГИЧЕСКИМИ. С определенной целью. Понятно, что Deep Вlue должен был иметь такого рода целенаправленность (встроенную программистами), иначе он не стремился бы поставить Каспарову мат.
3

Здесь напрашивается следующее замечание. Deep Blue, некоторым образом, был модулем (субагрегатом), созданным технически, как бы вынутым из мозга выдающегося шахматиста-человека. Это, конечно, упрощение, ибо компьютер обладал вычислительной мощностью (200 млн. операций в секунду), коей ни один человек обладать не может, но людям недостающую производительность заменяет интуиция - насколько таинственная, настолько и обманчивая. (И чрезмерно растягивая отступление, в скобках добавлю, что, по мнению 99% самых выдающихся математиков, так называемая великая теорема Ферма не была доказана французским ученым; иначе говоря, интуиция подвела его, когда он написал на полях книги, что на шел доказательство, но не может его изложить за недостатком места.)

Короче говоря, интуиция необязательно бывает точной, и мы по - прежнему незнаем, “ как она это делает”, так как она действует вне сознания и ведет себя как отличник, который подсказывает правильные ответы товарищу, отвечающему экзаменатору: товарищ повторяет, но то, что он повторяет, ему не обязательно понимать... Разумный же ответ он сам, своей “разумностью”, должен понимать. Хотя Deep Biue и весил около полутора тонн, функционально его можно рассматривать как ОДИН модуль — а мозг человека состоит из огромного количества модулей, большинство которых nota bene(Обратите внимание (лат.))вообще функционально не занято чем - либо, что не происходит в самом организме (в теле) и за его пределами. Большинство модулей мозга служит телу, происходящим в нем процессам.

Но только “меньшинство” может активно проявлять “экстерриториальную разумность”. Тогда, например, все “экспертные программы”, от геологических до медицинских, - это другие модули, а загвоздка в том, что эти вместилища выборочно сформированной информации, по существу актуальной и в этом смысле оптимальной, являются как бы дистиллятами современного состояния наших лучших знаний с одним, но чрезвычайно важным недостатком: они — модули “для себя” и для нашего использования (когда “призываются” для этого), но они “не пони мают друг друга”, и пока мы не знаем, что сделать. дабы соединить их более или менее аналогично тому, как это происходит в нашем мозгу. Составлять модули мы уже научились, но дать им способность самопроизвольно влиять на себя - еще не умеем, и в этом главная проблема Artificial Intelligence(Искусственный интеллект (англ.)).

Люди, увлеченные Аl, как Марвин Мински (Marvin Minsky), по - прежнему уверены, что можно сконструировать искусственный интеллект, — также как и философы, например, Даниэл Деннет (Daniel Den-net), который, пожалуй, раз сто объяснил (“выяснил”), на чем основывается сознание, и “окончательно сорвал маску и решил” загадку сознания. Такие люди живут с ощущением, что от работающего Artificial Intelligence нас отделяет шаг или пара шагов. Однако я опасаюсь, что это не так просто. То, что целостную работу мозга составляет совместная деятельность отдельных модулей, мы сегодня знаем наверняка (если мы вообще что-то знаем наверняка).
4

Вопрос, который следует поставить, звучит так: ЧТО еще мы знаем, а чего не знаем? Так, например, известно, что мы видим то, что является видимым, но это в значительной мере - результат обучения и тренировки. Слепые от рождения, которым посчастливилось обрести зрение, “видят” хаос движущихся цветных пятен и ничего больше. Но и люди, которые никогда никаких изображений не видели, рассматривая самые лучшие фотографии, не в состоянии автоматически преобразовать в мозгу плоскую картинку в трехмерную. А, например, для собаки самый отчетливый и красочный образ на экране телевизора ничего не значит.

То есть “обработка” данных есть информационно и функционально особый процесс: уже появляются компьютерные системы, которым можно диктовать на том языке, на который система запрограммирована, и после подготовки она даже может научиться писать или выстукивать произносимый текст как машинистка, что является очень хорошим достижением конструкторов, но и такая система “ничего не понимает”. В последнее время появились (параллельно с шахматными матчами компьютеров и людей) очередные попытки разыграть “тест Тьюринга”, то есть чтобы компьютер имитировал в разговоре обычного человека. Окончились они жалким поражением: компьютеры как ничего не понимали пятьдесят лет назад, та к по-прежнему ничего не понимают.
5

В определенном, но только в определенном, узком смысле, связано это с тем, что

а) получившие зрение слепые от рождения (как было сказано выше) ничего не видят и впоследствии, то есть не способны автоматически и внесознательно совершить мозговые операции, свойственные здоровым людям и дающие возможность “видеть”;

б) развивающиеся без контактов с нормальной человеческой средой дети где-то после 7 - 9 лет не в состоянии научиться разговору: они остаются почти немыми и не понимают того, что им говорят; и так далее. Значительная часть мозговых модулей, связанная с жизненными процессами (функциями) организма, в выше названных контактах с окружением не нуждается (мочеиспусканию и испражнению не надо учиться; мы учимся только обстоятельствам и способам, какими это следует делать, потому что в гостиной никто неспускает штаны, чтобы облегчиться). Однако же без обучения, без тренировки мозг не в состоянии достичь нормальной средней способности. Тогда было бы странным ожидать возникновения аналогичных или, по крайней мере подобных способностей в результате соответствующего программирования компьютера, хотя бы он и весил сто тонн.
6

Повреждение мозгового модуля, отвечающего за цветовое зрение, ведет к тому, что человек сможет по - прежнему прекрасно видеть, но лишь как в черно - белом кино. Это свидетельствуете “наложении” друг на друга работы совместно действующих систем, относящихся к “оптической зоне” коры мозга. И что еще хуже - бывает слепота коры, которая является осознанно подтверждаемой неспособностью видеть, и слепота коры, сопровождаемая “подкорковым зрением”: человек говорит, что ничего не видит, но брошенный ему мяч хватает на лету, - это объясняется тем, что в мозгу существует целая восходящая иерархия, и такой человек одновременно “видит” и “не видит”, так как “в нем” видит низшая система, о чем он сам не знает в том смысле, в каком мы не знаем о функционировании почек, несмотря на то что они 24 часа в сутки неустанно работают.
7

Повсеместно известно такое явление, как рассеянность, которое обоснованно или необоснованно приписывается не только пожилым людям, но и ученым, особенно мыслителям, погруженным в медитацию. Такой человек может совершать различные действия автоматически, то есть бессознательно. Они могут, но не должны быть целенаправленными или бессмысленными (например, я кладу грязную рубашку в морозилку вместо стиральной машины). Осознанные post factum, они часто вызывают смех. Рассеянным может быть только существо, наделенное интеллектом! Нет “рассеянных” мух или пчел. Это вытекает из высшей сложности интеллектуальных способностей, но, с другой стороны, нет глупых муравьев или тараканов, а от глупых людей в глазах рябит. Остается надежда, что прежде чем создать искусственный интеллект, нам удастся сконструировать систему, наделенную значительной глупостью, но в этом я не совсем уверен...

Nota bene как очередное отступление от темы, добавлю, что считаю себя достаточно умным человеком, необремененным талантом шахматиста, но правила этой игры я, конечно, знаю. “Рассеянность” просто основана на том, что определенное, обычно известное и часто совершаемое действие выполняется автоматически, бессознательно, и, кроме того, его эффективное, то есть реальное исполнение НЕ заносится как свершившийся факт ни во временную, ни в постоянную память. Есть доказательства, что и такое действие может оставить след и быть зафиксировано при особом усилии памяти и/или под влиянием “помощи”, например, гипнотизера, при этом человек осознает, что действие было совершено. (Гипнотизер nota bеnе совсем не обязателен: может быть, достаточно свидетельства постороннего наблюдателя.)
8

С виду все вышеизложенное выглядит болтовней, потому что, по существу, указывает, насколько далеко отстоит разум от интеллекта, но сегодня их и машинное моделирование по-прежнему разделяет пропасть. Я лично считаю, что это переходное состояние. Невозможно то, что запрещают точные науки. Они, однако, искусственного разума не запрещают.
9

Мне кажется, - но я не в состоянии подкрепить свои слова никаким веским аргументом или хотя бы его тенью, - что в конце концов будет возможна реализация ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА, а не ИСКУССТВЕННОГО РАЗУМА. Я думаю так, потому что интеллект мне кажется более БЕЗЛИЧНЫМ, то есть лишенным признаков индивидуальности, чем РАЗУМ. Едва ли не первым математиком, который сумел результативно и соответствующим образом использовать компьютер в творческой работе, был Станислав Улам (Stanisiaw Ulam). (He знаю, была ли издана на польском языке его книга на эту тему: я читал ее по - русски.) Так вот. эмоциональной жизни компьютер лишен полностью, но работе математика это не мешает.

Добавлю, что выдающийся немецкий психолог Дитрих Дшрнер (Dietrich Dsrner) больше года тому назад описывал свою компьютерную программу, которая должна была быть эмоциосозидательной, “эффективно аффективной”, но его выводы не убедили меня, и что еще хуже - нигде в научной прессе я не нашел ни слова о таком достижении. Вещью известной и не исключительной является то, что самые разнообразные, то есть совершаемые в далеких друг от друга областях творческой мысли достижения, были некоторым образом “подсказаны” сознанию внесознанием, которое можно было бы отождествлять с результатами действия интуиции. Не будучи ученым, в своей писательской области могу сказать только следующее: некоторые мои романы не были в их целостной фабуле написаны мной в том смысле, чтобы я что - то планировал, осмыслял, схематизировал или хотя бы предвидел, что, собственно, получится. Тогда откуда “ЭТО” взялось?

Ответить напрямую, с полной уверенностью, что было так и так, я не могу, поскольку сам не знаю, и здесь я отдан исключительно домыслам (предположениям), что то, что “писалось”, вытекало извне сознания и, конечно же, переходило в поле сознания, потому что я писал не в гипнотическом состоянии, но “совершенно обычно” видя, что пишу, и вместе с тем не имея понятия, “что будет”, “что произойдет”, то есть что я напишу еще. И таким образом (только весьма относительным), можно признать сознание главенствующим в умственном труде. Nota bene компьютер в ЭТОМ вопросе не отличается от работающего мозга ТАК, как prima facie(На первый взгляд (лат.)) могло бы показаться, потому что и он, выполняя приказы (команды) программы, не сумел бы “заранее” напечатать, какой будет финал работы: “что из этой программы” (моделирующей, например) получится.

Таким образом, между ним и нами появляются функциональные “точки соприкосновения”, и то что именно так бывает, вселяет в меня некоторый оптимизм (касательно Аl) относительно будущего. Правда, может оказаться, что до “искусственно разума” дорога еще длинная. Что опять - таки связано с моим замечанием, что интеллект интеллектом, а людей глупых по статистике больше, чем интеллектуальных, а разумных - совсем немного...

Перевел с польского Виктор Язневич

[yaznevich@mail.ru]

5. Братья наши меньшие.

ДИАЛОГ С ЖИВОТНЫМИ:

ЧТО ОН МОЖЕТ ДАТЬ?

В скольких сказках люди беседуют с животными, свободно понимая друг друга! Но кто бы мог подумать, что благодаря современной научно-технической революции и эта сказочная тема зазвучит в жизни? Что проблема диалога с животными обретет как научное, так и чисто хозяйственное значение? Но так оно и есть.

ТЫСЯЧЕЯЗЫЧНЫЙ МИР

Вспоминая библейскую легенду об удивительных способностях царя Соломона изъясняться на языке животных, всемирно известный австрийский зоолог Конрад Лоренц пишет: “Я готов верить, и у меня есть к этому все основания, что Соломон действительно мог беседовать с животными, даже без помощи волшебного кольца, обладание которым приписывает ему легенда. Я могу сам делать это и без помощи магии, черной или какой-либо другой... Я нисколько не шучу. Если “сигнальный код” общественных видов животных можно назвать языком, то он может быть понят человеком, изучающим его “словарь”.

Язык животных далеко не то же самое, что язык человека, и, возможно, для его обозначения более уместен был бы особый термин. Но свою функцию — функцию носителя информации, средства общения — он в конечном счете выполняет. У собак, например, для общения с человеком даже выработался особый, достаточно выразительный “язык”.

Часто мы не в состоянии не только понять, но и уловить сигналы, посредством которых животные общаются друг с другом; мы воспринимаем лишь результат. Но когда мы имеем дело с такими существами, как птицы или млекопитающие, не обязательно быть биологом или зоологом, чтобы установить наличие у них “языка” и иногда даже понять его. Многие звуки, издаваемые животными, можно даже перевести на язык людей, и не одним словом, а целой фразой. Так, гусиный крик “Га - га - га!” имеет, оказывается, вполне определенный смысл: “Торопитесь, торопитесь!” А более длинный “Га-га-га-га-та-га!” означает:

“Тут есть чем поживиться, задержимся здесь”. Западногерманский профессор Эрих Боймер на основании шестидесятилетних наблюдений установил, что все птицы, принадлежащие к семейству куриных, пользуются одним “языком”, состоящим из 30 звуков, несколько различающихся музыкальным тоном. Эти звуки выражают определенное настроение или желание, например: “Я хочу есть”, “Оставьте меня в покое” и т. п. Используя микрофоны и звукозаписывающую аппаратуру, Боймер не раз демонстрировал, как куры знакомятся друг с другом, завязывают дружбу, заставляют цыплят клевать зерно и успокаивают их, если они чем-нибудь взволнованы.

Звуки, издаваемые многими птицами, как показывают исследования, несут весьма сложную информацию, которая связана со всеми важнейшими формами их деятельности. Установлено, что даже у “молчаливых” птиц звуковая информация состоит из сотен различных сигналов и что по богатству “языка” с птицами могут соперничать только приматы.

И вот что еще интересно. Оказывается, у птиц одного вида существуют различные “языки”. Так, городские вороны не понимают ворон сельских, вороны, живущие в тысячах километрах друг от друга, не могут общаться. Но существуют вороны-бродяги, кочующие из городов а сельские местности, из одной страны в другую, которых по праву можно назвать “полиглотами”. Они понимают, как удалось установить, и “языки” других ворон — городских и сельских. Существует и какое-то подобие межвидового эсперанто. Пример известный, пожалуй, всем: сойки своими резкими криками могут взбудоражить сорок, а сороки разнесут весть о появлении охотника по всему лесу. Аналогичные ситуации довольно широко распространены в мире пернатых.

Весьма многообразны способы общения у насекомых. У термитов средством передачи информации на расстояние служит своеобразный “телеграф”. Пользуясь им, они, в частности, могут издалека сигнализировать своим собратьям о приближении неприятеля, выстукивая головой на стенках туннеля термитника сигналы тревоги. Комары поддерживают между собой связь с помощью электромагнитных волн (от 13 до 17 миллиметров). Дальность связи — 16 метров.

Многие насекомые для общения пользуются “языком запахов”. Запах фермонов — пахучих веществ, выделяемых насекомыми во внешнюю среду, — несет очень тонкую, в высшей степени подробную информацию на большие расстояния. Так, например, вредительница дубовых лесов — самка непарного шелкопряда, испуская пахучее вещество — гиптол (его запас у самки не превышает одной десятитысячной доли миллиграмма), передает сигнал на расстояние до 10 километров. У ряда “общественных” насекомых обнаружены торибоны — химические вещества, воспринимаемые особями того же вида как сигнал тревоги, бегства или активной обороны. Шмели, жуки и отчасти термиты выделяют специальные пахучие вещества для нанесения указателей на путях к пище, переселения и т. п.

Некоторые насекомые пользуются световой “азбукой Морзе”. В темноте вам, вероятно, не раз доводилось видеть светлячков. Светится самец, и светится самка. Заметив друг друга, они начинают мигать по очереди — словно подмигивают друг другу. В тропиках иногда удается наблюдать очень эффектное зрелище. Яркие и крупные светляки тысячами собираются на одном дереве или нескольких стоящих рядом и мигают в унисон. Деревья при этом вспыхивают, как фейерверки. Смысл в таком объединении, вероятно, тот же, что и в совместном роении комаров. Только у комаров это хор, а здесь — свадебная иллюминация.

Слоны пользуются языком мимов. Он складывается из движений головы, хобота и ушей. Благодаря своему мимическому языку слон может выражать всевозможные, иногда довольно тонкие, оттенки хорошего и плохого настроения. Сейчас раскрыт смысл 19 сочетаний положений головы, хобота, ушей.

Проведенные советскими и зарубежными учеными исследования речевого аппарата обезьян показали, что он существенно отличается от человеческого. Поэтому обезьяны издают специфические звуки, часть которых мы не слышим. Даже “словарь” гамадрилов — низших обезьян — состоит из 40 сочетаний различных звуков.

Обитатели озер, рек, морей и океанов также “многоязычны”, и издаваемые ими звуки отнюдь не бессмысленны. Когда, например, живущий в Антарктиде тюлень находится у дыхательной лунки во льду, он издает звук, который означает: “Видите лунку? Она моя”. Низкое рычание издает обитающий в Азовском море бычок, когда он строит гнездо. Заслышав этот рык, никакой другой бычок не осмелится вторгнуться во владения своего соплеменника. Но когда строительство жилищ закончено, на смену низкому рычанию приходит высокий звук — призыв самок. Некоторые звуки рыб служат сигналом для объединения в стаи, другие — предупреждением об опасности. Чрезвычайно “разговорчива” морская рыба тригла. Не менее “болтливы” и ракообразные. Они могут издавать до 30 видов звуков, подобных стрекотанию.

В Средиземном море водятся двухметровые “поющие рыбы”, издающие довольно мелодичные звуки. Весьма вероятно, что именно они послужили Гомеру прообразом описанных в “Одиссее” сладкоголосых морских сирен, которые своим нежным, чарующим пением заманивали проплывающих мимо моряков. Изумительными “вокалистами” являются китообразные. Их голоса простираются от инфра- до ультразвука.

Но наиболее сложной и развитой является, конечно, система общения дельфинов. Опыты сейчас подтверждают гипотезу, что дельфины выработали очень сложный и богатый “язык”. Удалось доказать, что “язык” дельфинов “международный”. Для этого был организован телефонный разговор между дельфином, пойманным в Тихом океане, и другим, который был родом из Атлантического. Дельфин, находившийся в бассейне на Гавайских островах, всовывал свой клюв в специальный раструб гидрофона и говорил, а его сородич, находясь на расстоянии 8000 километров, слушал и отвечал.
ТОРМОЗ ПРЕДВЗЯТОСТИ

В умах людей долго господствовали предвзятые представления о животных. Религиозный догмат о “божественной” природе человека отделил его от остальных живых существ зияющей пропастью. И только во второй половине прошлого века сокрушительный удар этим представлениям нанесла теория Дарвина. Следует вспомнить, как высоко оценили значение эволюционной теории Маркс и Энгельс и какое неистовство вызвала она среди реакционно мыслящих философов, ученых. Эта борьба вокруг теории происхождения человека еще не стала достоянием истории: достаточно вспомнить, что в ряде штатов США преподавание дарвинизма было запрещено до недавнего времени.

Пренебрежительное, высокомерное отношение к животным, сознательная, а чаще несознательная недооценка их способностей имеет и другие корни. Весь строй буржуазных отношений поддерживает психологию, которая рассматривает окружающее сквозь призму денежных интересов, приучает человека взирать на все с точки зрения извлечения прибыли. Эксплуатация человека человеком неизбежно заставляет рассматривать и животных только как объект эксплуатации, только как дающий доход предмет. Не случайно человек ранее требовал, чтобы животные учились понимать человеческий “господский” язык, и не снисходил до изучения “языка” самих животных.

К этой теме мы еще вернемся, а пока отметим, что такой подход к животным, бесспорно, затормозил развитие теории и, очевидно, нанес ущерб практике, ибо установление тесного речевого контакта между людьми и животными, как мы сейчас увидим, могло бы принести огромную пользу науке и практической деятельности.

Возьмем для примера бобров. Даже специалистов иногда поражают размеры построенных ими плотин, целесообразность выбора места, сложность конструкций и разнообразие типов бобровых жилищ. Причем их строительное искусство — отнюдь не застывший стереотип. Любопытен такой опыт. Сквозь бобровую плотину у ее основания пропустили дренажную трубку. Вода начала быстро уходить из пруда. Звери забеспокоились и пытались приостановить падение уровня воды. Вначале автоматические, традиционные навыки: бобры принялись надстраивать плотину, таскать ил на ее гребень. Это, разумеется, не помогло. Тогда звери отыскали торчащий выше по течению конец трубки и попытались забить его илом.

Но исследователи предусмотрели эту возможность: вода в трубку поступала не только через ее торцовую часть, но и через несколько боковых отверстий. Замазать их звери не смогли. Тогда они — опять-таки безо всякого успеха — длительное время пытались закупорить наружный конец трубки. Уже эти действия зверей были весьма сложными и давали основание полагать, что здесь ученые столкнулись с принципами элементарного мышления. Последний их поступок, по мнению ряда специалистов, не оставляет в этом никаких сомнений. Бобры в конце концов нашли единственно правильный выход. Они изменили форму плотины так, что ее основание оказалось ниже стока дренажной трубки. Убыль воды прекратилась...

Очевидно, одними инстинктами описанные действия бобров не объяснить — в данном случае мы имеем дело с проявлением элементарного разума. Такую возможность ученые допускали уже давно. Еще Ч. Дарвин писал о наличии у некоторых животных разума. Хорошо известно также, что, когда И. П. Павлов начинал свою работу по изучению высшей нервной деятельности, он боролся против антропоморфизма, ставящего знак равенства между психикой человека и животных. Он даже запретил говорить в лаборатории: “собака подумала”, “собака захотела”, “собака почувствовала”. Но в последний период своей деятельности он уже писал, что условный рефлекс есть явление не только физиологическое, но и психологическое. А однажды, рассердившись на своих помощников, ученый даже прикрикнул: “Затвердили — все рефлексы да рефлексы, а где сообразительность, ум?” Незадолго до смерти великий ученый говорил “о зачатках конкретного мышления” у человекообразных обезьян.

Разум человека, конечно, уникальное явление природы. Но не следует забывать тезис Энгельса, который считал, что и у человека, и у животного в основных чертах одинаковы все, кроме диалектики, виды рассудочной деятельности и что разница лишь в степени их развития (кстати говоря, диалектическое мышление возможно и для человека лишь на сравнительно высокой стадии развития). Эти мысли Энгельса находят сейчас все больше подтверждений. Теперь представим себе на минуту, что нам удалось познать и освоить, скажем, “язык” таких талантливых и трудолюбивых гидростроителей, как бобры, изучить и понять механизмы, которые управляют действиями этих “лесных инженеров”. Тогда мы, очевидно, сможем рационально использовать их для подводного строительства...

Общеизвестно утверждение кибернетики, что в тех случаях, когда между двумя системами можно установить связь, например, посредством языка, возможен целенаправленный процесс управления.

Продолжая подобные рассуждения, мы, по-видимому, совершенно логично подойдем к выводу, что для подлинного управления животными нужно научиться командовать ими, чтобы они выполняли наши приказания, излагаемые на их “языке”. Иначе говоря, мы должны научиться говорить животным:

“Иди сюда!” или “Иди туда!”, “Делай это!” или “Не делай этого!” Чтобы осуществить такое управление, нужно в совершенстве овладеть “языком”, который животные понимают, которому они повинуются. Так, научившись подражать крику гусей и познакомившись с их словарем, профессор Конрад Лоренц, как он рассказывает, подружился со стадом гусей, стал полноправным членом этой компании. И хотя языковые упражнения давались ему с трудом, он все же довольно часто беседовал с гусями, при этом обе стороны хорошо понимали Друг друга. Настолько хорошо, что, когда ученый советовал им ускорить шаг, подольше задержаться на лужайке или перейти на новое место, гуси следовали этим советам, данным на “чистом гусином языке”.

А вот и другой пример. Городок Рыбное под Рязанью; там находится крупнейший в мире научно-исследовательский центр пчеловодства. В институте имеется лаборатория, изучающая быт пчел, все их повадки, “язык”. Сотрудники лаборатории научились понимать “разговоры” пчел, распознавать их настроение по издаваемым звукам. Даже о том, что пчелы воруют друг у друга мед, пчеловоды стали узнавать по звукам. Возник новый, основанный на “подслушивании разговора” метод диагностики состояния пчелиных семей, предвосхищения близящихся в нем событий. Им все больше и больше начинают пользоваться.

То, что нам уже известно о “лексиконе” подводных обитателей, об акустических особенностях водной среды, также позволяет по-новому подойти к решению ряда давно назревших проблем, связанных с использованием пищевых ресурсов Мирового океана. Говоря словами академика Л. М. Бреховских, “нынешним рыбакам — охотникам за рыбами — в недалеком будущем придется переквалифицироваться в пастухов. Они будут как бы играть на дудочках, имитируя звуки, издаваемые рыбами при кормлении. Это не метафора. Особые акустические устройства позволят рыбакам созывать в свои сети огромные стада рыб”.

Звуковые приманки уже начали находить практическое применение в промысловом рыболовстве. С их помощью ловят тунцов, крупную паламиду и другие виды рыб. Сетью и генератором звуковых колебаний низкой частоты начали ловить... акул.

Все это — лишь первые шаги в практическом использовании биоакустики. Если мы действительно хотим сделать своей житницей Мировой океан, нельзя оставаться пассивным наблюдателем того, что происходит в подводных глубинах. Мы должны уметь контролировать численность хищников и сорной рыбы. Добытые учеными знания о “подводном лексиконе” позволяют создать особые рыбопеленгаторы, при помощи которых можно будет не только определять местонахождение косяков, но и численность, сорт рыб. А когда-нибудь в будущем, пользуясь достигнутыми успехами биоакустики и электроники, человек, вероятно, возьмет на себя управление поведением рыб и других водных животных, воздействуя на них различными звуками. Если же говорить о ближайших перспективах, то биоакустика открывает широкие возможности в решении такой проблемы.

Большинство рек ныне перекрыто большими плотинами гидроэлектростанций. Плотины загораживают рыбе дорогу к месту нереста. Рыбоподъемники, устроенные на больших гидроузлах, не назовешь эффективными: слишком много мигрирующей рыбы гибнет у плотин. Этого можно избежать, просигнализировав рыбе на ее “языке”, куда следует и куда нельзя плыть. Над решением этой задачи сейчас работает ряд советских ученых. Вероятно, в скором времени с рыбой будут “разговаривать” через специальные устройства, установленные перед гидроузлом. Ультразвуковые генераторы будут вести передачи одновременно на нескольких “языках”, понятных для всех видов идущей на нерест рыбы. “Живое общение” поможет сохранить рыбные стада наших рек.

Досконально познав “язык” животных, человек может весьма эффективно использовать его и против самих животных, когда это диктуется практическими интересами. Так, например, пользуясь “языком” насекомых и грызунов, можно уничтожить множество вредителей, по вине которых одна пятая урожая, выращенного человеком на полях Земли, не достигает его стола. Химические средства борьбы, выглядевшие когда-то спасением от всех зол, оказались здесь палкой о двух концах: они по самой своей сути неразборчивы — уничтожая вредителей, не щадят и друзей. Иное дело привлечение массы насекомых, грызунов специфическими звуками, световыми сигналами и запахом. Этот способ таит в себе широчайшие возможности избирательно действовать только на вредные организмы. Так, например, заключив пару комаров в камеру, оснащенную микрофоном, ученые записали на пленку призыв самца к самке. Теперь эти записи используются для завлечения комаров я искусственный ядовитый туман.

Начата работа по расшифровке “языка” саранчи. После целой серии хитроумных опытов удалось расшифровать “фразы” самца, желающего привлечь самку. И когда такие звуки были воспроизведены с помощью электронной аппаратуры в степи, самки саранчи тотчас же устремились на этот “зов”! В перспективе можно представить себе совершенно реально такую картину: призыв, который далеко разнесут громкоговорители, соберет тучи саранчи в то место, где все подготовлено для ее уничтожения. И. наоборот, транслируя определенные звуки — сигналы тревоги, опасности, можно будет прогнать надвигающуюся тучу прожорливых вредителей, прежде чем они сядут на поля.

По мнению ряда ученых, в борьбе с вредителями можно также успешно использовать и методы глушения естественных сигналов. Это вызывает, как показали эксперименты, хаос в поведении многих насекомых, затрудняет их встречу или делает ее вообще невозможной.

Не менее актуальна проблема отпугивания птиц — врагов полей и садов. В конце лета бесчисленные стада птиц — воробьев, дроздов и других — наносят громадный ущерб многим колхозам и совхозам нашей страны, а действенных способов борьбы пока нет.

Очень большие скопления птиц в некоторых районах нежелательны и по другим причинам. В крупных населенных пунктах они пачкают здания, иногда разносят опасные для человека инфекции. Особенно тяжелое положение создалось сейчас в таких западногерманских городах, как Куксхафен, Бремерхафен и Вильгельмсхафен. Между устьями Эльбы и Везера сейчас обитает, по ориентировочным данным, 20—25 тысяч чаек. По подсчетам ветеринарной службы Бремерхафена, “завтрак чаек” в одном лишь этом городе ежедневно уносит 15 тонн свежей рыбы. Птицы стали нападать даже на людей. Рассчитывать на то, что чайки уберутся добровольно, не приходится. Естественных врагов у них давно уже нет. Лисы практически истреблены, морские орлы чрезвычайно редки...

Как же защититься от вредных последствий большого скопления птиц?

За последние годы у некоторых видов птиц удалось выявить сигналы опасности. В Гамбурге, Франкфурте и других городах созданы специальные станции, которые таким способом защищают сады от нашествия скворцов. В Африке такие “звуковые репелленты” весьма успешно применяются против некоторых видов ткачиковых, уничтожавших ранее в отдельные годы до 70 процентов урожая. В Мюнхене и Лондоне воспроизведение криков опасности отпугивает тысячные стаи зимующих птиц.

Среди вороньих криков также удалось выделить сигнал “наибольшей опасности”. В условном переводе на наш язык он означает: “Тревога! Улетим как можно скорей!” Здесь любопытно вот что. Вороны любят собираться в одном месте тысячами. Обычными способами их очень трудно прогнать. Даже если это и удается, они упорно возвращаются обратно. Но стоит лишь один раз поднять их с облюбованного места с помощью “звукового репеллента”, как они сюда не возвращаются уже в течение года!

Можно было бы привести еще ряд примеров успешного практического использования тех, пока еще немногих знаний, добытых учеными за годы изучения “языка” животных. Но в этом, думается, нет нужды. Ясно и так, что изучение “языка” животных и овладение им сегодня является одной из важнейших и сложнейших проблем науки.
“ЯЗЫК” ЖИВОТНЫХ И ПРОБЛЕМЫ КОСМОСА

По некоторым подсчетам ученых, в видимой вселенной имеется, по крайней мере, 10 миллионов похожих на Землю планет, и на некоторых жизнь либо отстала, либо обогнала земной уровень! А коль это так, то насущной становится задача установить контакт и обмениваться информацией с разумными существами, обитающими на неизвестных нам планетах.

Вероятно, это самое смелое предприятие из всех, какие когда - либо задумывались человеком, и сегодня оно многим может показаться пределом фантастики. Однако оно уже овладело умами ученых. Постепенно в обиход науки входят слова “внеземные цивилизации”, “межзвездная связь”, “космическая лингвистика”. Все это пока еще плохо укладывается в нашем сознании, ибо широта проблемы и ее трудности, масштабы времени и пространства необозримы. Однако, разумеется, не в одних масштабах дело. Нам приходится преодолевать инерцию нашего мышления, мы вынуждены отказаться от представления, что все обязательно должно быть устроено по земному образцу, привыкать к тому, что, возможно, придется встретиться с абсолютно необычными формами жизни, с явлениями, которые пока нельзя даже себе представить. А пока мы лишь свыкаемся с проблемой, которую сейчас нередко называют “проблемой века”, начинаем понимать ее актуальность, ряд советских и зарубежных ученых уже несколько лет как приступили к ее решению.

По мнению советских ученых, прежде чем искать пути к установлению контактов с разумными существами внеземных цивилизаций, необходимо решить основную задачу, задачу номер один: как узнать — разумное перед нами существо или нет?

Эта задача не так проста, как кажется на первый взгляд. Ее предлагали в качестве эксперимента школьникам, студентам, ученым. Несмотря на различие ответов, все решения оказались построенными на чисто земном понимании разумности. И школьнику, и студенту, и научному работнику “критерий разумности” представлялся в виде некоего обобщенного показателя знаний математики, физики, химии, биологии, языка и орудий техники. Между тем, строго говоря, такой подход к “критерию разумности” довольно спорен (человек палеолита не знал математики, не имел техники, но мы справедливо считаем его разумным). А раз так, то выходит, что сегодня мы не только не подготовлены к разговору с обитателями иных планет, но не можем даже с уверенностью утверждать, есть ли на Земле существа, чей разум не столь уж далек от человеческого.

Чтобы убедиться в том, есть ли на Земле, помимо человека, разумные существа, сотрудники Института кибернетики Академии наук УССР, изучающие проблему контактов с инопланетными цивилизациями, готовятся провести на Черном море эксперимент с дельфинами на основе разработанного ими “критерия разумности”. Если подтвердится, что дельфин может предусматривать последствия своих действий, то его, по мнению этих ученых, следует считать существом, наделенным разумом, хотя и с иным, нежели у человека, способом хранения и переработки информации.

Некоторые зарубежные ученые, занимающиеся решением проблемы межвидового общения, глубоко убеждены, что ключом к расшифровке языков обитателей других планет может стать... “дельфиний язык”. Именно с его всестороннего изучения, по их мнению, следует начинать решение такой сложной, многотрудной и такой исключительно важной задачи, как установление будущего контакта с цивилизациями других миров.

Нужно сказать, что далеко не все ученые разделяют оптимистические надежды на то, что даже при наличии самых совершенных технических средств когда - либо удастся осуществить полноценное речевое общение человека и дельфина. И уж совершенно невероятными кажутся им предположения о том, что дельфины смогут когда-нибудь понять какой-то “космический язык” — “линкос” или что такой язык может быть создан на основе дельфиньего. Однако следует признать, что многие факты и аргументы, которые, в частности, приводит Д. Лилли, весьма убедительны. “Просто так отмахнуться от его гипотез и заключений, — пишет доктор биологических наук А. В. Яблоков, — уже невозможно и нецелесообразно. Как бы фантастичны ни казались некоторые выводы Лилли относительно “внечеловеческого” разума у дельфинов, у нас действительно нет пока фактов, которые безусловно противоречили бы такому объяснению наблюдаемых явлений”.

Животные, как и звезды, всегда находились в поле зрения человека. Но звезды до недавнего времени были для нас просто светлыми точками, а животные... они были просто животными. На деле же и то и другое — сложные, неисследованные миры, столь же удивительные, сколь и загадочные. И еще неизвестно, какие изучены лучше. Сбудутся, возможно, не все питаемые сейчас надежды. Но так или иначе, познавая “язык” животных, мы учимся более гибкому и разумному управлению природой, приобретаем друзей и исподволь готовимся к возможной встрече с другими цивилизациями вселенной.
ИЗОТ ЛИТИНЕЦКИЙ,

кандидат технических наук

Сергей ДЕМКИН, наш спец. корр.

Фото В. Орлова
АБОРИГЕНЫ ЗАПАДНОЙ ГУМИСТЫ.

“ПОСТОРОННИМ ВХОД ВОСПРЕЩЕН”

Узенькая дорога, лепившаяся к склону горы, казалось, целиком состояла из рытвин да ухабов. Меня отчаянно бросало то вверх, то в стороны, поэтому приходилось изо всех сил держаться за скобу, чтобы не вылететь из машины. Словно извиняясь за непредвиденное испытание, мой спутник, заведующий зоотехническим отделением Научно-исследовательского института экспериментальной патологии и терапии Академии медицинских наук СССР Валерий Гургенович Чалян объяснил, что в древние времена здесь, в ущелье реки Западная Гумиста, проходила лишь вьючная тропа, которая вела от побережья в горную страну Псху и дальше — через Санчарский перевал — в Черкессию. А поскольку селений в ущелье нет, дорогой пользуются теперь редко, вот никто и не думает приводить ее в порядок. Наконец наш “газик” замер на небольшой площадке перед воротами со строгим предупреждением: “Посторонним вход воспрещен. Обезьяний заказник”.

Пройдя за ограду, я обнаружил, что высоко над рекой натянут стальной трос, под которым ветер раскачивал подвешенную на роликах маленькую — три человека едва уместятся — деревянную платформу.

— Это место для заказника мы выбрали специально,— пояснил Валерий Гургенович.— Река служит для него естественной границей. Гамадрилы, хотя и смогут выплыть, окажись в воде, сами в нее никогда не полезут. Да и для посторонних река служит серьезным препятствием, так что никто обезьян не беспокоит.

В это я охотно поверил, поскольку точно посредине люлька остановилась на провисшем чуть ли не к самой воде тросе, и Чалян, надев рукавицы, принялся подтягивать нас к противоположному берегу. Выйдя на твердую землю, я осмотрелся. Передо мной была просторная поляна, за которой круто вверх уходил склон ущелья, густо заросший каштанами, буками, самшитом, лавровишней. У самой опушки вытянулся длинный ряд похожих на большие ящики деревянных домиков, стояли две пустые клетки да невзрачный сарайчик. Еще на поляне были два непонятных сооружения — приподнятые над землей на невысоких опоре бетонные платформы метра два шириной. Даже не верилось, что здесь, в часе езды от Сухуми, в столь прозаической обстановке проводится уникальный — единственный в мире — биологический эксперимент по вольному содержанию и разведению обезьян из далекой Африки.

Впрочем, экспериментом его можно было назвать в начале 70-х, когда прибыла первая партия павианов гамадрилов из Эфиопии. Вот тогда споров и сомнений было немало. А выживут ли переселенцы на Кавказе, где зимой и снег и мороз? Обезьяны — животные подвижные, где гарантии, что в один прекрасный день они не переберутся поближе к населенным местам и не начнут совершать набеги на сады и виноградники? Если же останутся на месте, то не нарушат ли природный баланс в отведенном им лесу? Сегодня можно твердо сказать, что работа энтузиастов увенчалась успехом.

Между тем мой гид ударил в рельс и стал призывно звать, повернувшись в сторону леса: “Ребята! Давайте сюда! Ребята!” Вскоре в ответ послышались низкие резкие звуки “хук, хук”. Листва на деревьях, росших на склоне, затрепетала, будто по ней пробежал ветерок, и почти тотчас из леса на поляну буквально хлынули десятки рыжевато-бурых гукающих, визжащих, верещащих обезьян, иные ростом с крупную собаку. Казалось, эта неудержимая волна сомнет Чаляна, стоявшего ближе к опушке. Я покрепче сжал палку, еще раньше врученную мне Валерием Гургеновичем, и приготовился броситься на выручку.

Однако ничего страшного не произошло. На ходу разделившись на группки, гамадрилы заняли места на тех самых удививших меня бетонных платформах. Лишь десятка полтора уселось возле Чаляна, ожидающе подняв на него свои похожие на собачьи морды. В основном это был молодняк. Но чего они ждут?

Выяснилось это очень быстро. Едва Чалян вышел с ведром из сарайчика, где хранится корм, как кучка наиболее нетерпеливых гамадрилов начала с визгом протягивать к нему лапы, словно нищие, выпрашивающие милостыню. Но Валерий Гургенович был неумолим: порядок есть порядок. Он направился к платформам, которые, оказывается, служили гамадрилам столами, и стал равномерно рассыпать на них гранулированный корм. Недовольно ворча, попрошайки тоже поспешили туда.

ОБЕЗЬЯНИЙ ЗАКАЗНИК

Когда кормление закончилось, мы отошли в тень раскидистого дуба, и мой спутник рассказал о “кавказских обезьянах”, никогда не числившихся среди представителей местной фауны.

Начал он с главного: для чего, собственно, они нужны? Дело в том, что обезьяны иммунологически наиболее близки к человеку и поэтому незаменимы в экспериментах, связанных с изучением чисто человеческих болезней, в частности, сердечно - сосудистых. Кроме того, они необходимы в качестве “испытателей” при разработке новых лекарств и вакцин. Не зря в центре сухумского института поставлен большой памятник гамадрилу с такой надписью: “Полиомиелит, желтая лихорадка, сыпной тиф, клещевой энцефалит, оспа, гепатит и многие другие болезни изучены с помощью опытов на обезьянах”.

Однако количество приматов в природе быстро уменьшается. Причины -— массовый отлов и особенно значительное сокращение ареала в результате вырубки тропических лесов и распашки саванн в местах их исконного жительства.

Идея создания собственной, отечественной популяции обезьян принадлежит директору сухумского института, крупнейшему специалисту по приматам академику Борису Аркадьевичу Лапину. А ее практическим осуществлением под его руководством занимается кандидат биологических наук Валерий Гургенович Чалян со своими сотрудниками. Для акклиматизации были выбраны павианы гамадрилы, самые крупные обезьяны после человекообразных, которые идеально подходят для медицинских исследовании. Биологически это очень пластичный вид, хорошо приспосабливающийся к природным условиям. У себя на родине, в Восточной Эфиопии, гамадрилы обитают в гористой местности, где случаются большие суточные перепады температуры. Гаремная же организация облегчает наблюдение за ними, помогает ориентироваться в сложных взаимоотношениях внутри стада.

Не последнюю роль сыграло и то, что эти обезьяны ведут преимущественно “оседлый” образ жизни, причем у них силен стадный инстинкт. Поэтому при достаточной кормовой базе в заказнике можно не опасаться нежелательных рейдов за его пределы. Благодаря своей силе; — чтобы удержать взрослого самца, нужны четверо мужчин — и могучим клыкам у гамадрилов почти нет опасных врагов. По свидетельству зоологов, в Африке они боятся только львов, леопардов да вооруженного человека. Безоружного - игнорируют, а слонам и носорогам уступают дорогу лишь в последнюю минуту. Зато с копытными поддерживают нейтралитет, что весьма важно здесь, на Кавказе, где они могут столкнуться с домашним скотом.

— Однажды мы привезли чучело рыси и, пока обезьяны были в лесу, выставили на нашей поляне. Привязали к нему длинные веревки, чтобы можно было передвигать “зверя”, а сами спрятались в кустах у реки,— рассказывает Чалян.— Как раз подошло время обеда. Ударили в гонг. Как обычно, гамадрилы не заставили себя ждать. Но едва первые выскочили из леса, сразу же остановились, зарычали. Этого сигнала оказалось достаточно. Тут же впереди выстроилась цепь взрослых самцов, за ними — те, что помоложе, и самые сильные самки. Получилось нечто вроде клина. Обнажив клыки и угрожающе ворча, строй двинулся на рысь. Зрелище, я вам скажу, впечатляющее. Если бы мы не утащили чучело в кусты, разорвали бы в клочья.

И тут я задал вопрос, давно вертевшийся у меня на языке. Конечно, обезьяны, свободно обитающие на Кавказе, выглядят впечатляюще. Но не проще ли содержать их в питомниках, где они прекрасно живут и размножаются в вольерах?

— Мы от этого не отказываемся. У нас есть три питомника — в Сухуми, Адлере и Очамчире. Там ни много ни мало 5571 обезьяна. Дело тут гораздо сложнее...

Оказывается, в каких бы хороших условиях животное ни содержалось в клетке, неволя есть неволя, и она неизбежно сказывается на психике. А для очень тонких экспериментов нужны абсолютно здоровые обезьяны со всеми присущими данному виду биологическими чертами, которые развиваются только в природной обстановке. Каждый вид имеет свойственные одному ему и эволюционно обусловленные особенности поведения. Причем изучить их можно лишь в естественной среде. Не ехать же для этого в Эфиопию и не гоняться там за ними по горам. Здесь они под постоянным контролем. Ведется дневник ежедневных наблюдений, составляются специальные “матрицы” поведения.

Но и это еще не все. У онкологов существует гипотеза горизонтальной и вертикальной передачи раковых заболеваний, хотя бы той же лейкемии. Играет ли тут главную роль наследственность или сказываются и взаимные контакты, внешние факторы, еще предстоит выяснить. А для этого нужны контрольные животные, которые никогда не были в питомниках, не имеют с живущими там никакой генетической связи. Тут без вольного стада не обойтись.

Наконец, последний, но отнюдь не маловажный момент — экономический. Заграничные обезьяны стоят год от года все дороже. После их доставки необходимо время на карантин, адаптацию. Да и не всегда можно получить животных определенных половозрастных групп. Заказники же дают их в любое время в любом “ассортименте”. Причем вольное содержание гамадрилов обходится вполовину дешевле вольерного, поскольку пропитание они в основном добывают сами.

Пока мы беседовали, гамадрилы закончили обед и разбрелись по всей поляне. Молодежь затеяла игры, а солидные самцы с пышными серебристо - серыми гривами на плечах и спине (за что их еще называют “плащеносными павианами”) нежились на солнце, не забывая зорко следить за своими гаремами. Было самое время запечатлеть на пленку живописное зрелище.

— Только не приближайтесь вплотную к самкам с детенышами и не делайте резких движений вблизи обезьян,— предупредил Валерий Гургенович.— Тех, кто будет слишком уж лезть к вам, отгоняйте палкой. Учтите: гамадрилы большие проказники. Вырвут камеру — гоняйся за ними. Они сразу не нападают. Если недовольны, то сначала вздернут брови и округлят глаза. Потом предупредят уже всерьез: начнут чмокать губами, широко зевать, показывая клыки. После этого могут броситься на вас.

Обезьяны вели себя вполне миролюбиво. Во всяком случае, до демонстрации клыков дело ни разу не дошло. Зато, как я быстро убедился, в своих гаремах главы семейств поддерживали строжайший порядок, не слишком-то церемонясь с провинившимися. Например, стоило кому - нибудь из самок отойти метров на десять - пятнадцать, как раздавалось негромкое ворчание, и та спешила вернуться поближе к своему повелителю. Ссоры и потасовки моментально пресекались грозным взглядом, а если не помогало, то и энергичным шлепком.

“КРОВОЖАДНЫЕ” ГАМАДРИЛЫ

Таких писем в “обезьяний” институт на горе Трапеция прежде никогда не приходило. Председатель колхоза сообщал, что гамадрилы съели двух коров, и требовал возмещения убытков в сумме 1960 рублей. Поскольку дело было серьезным, Чалян взял с собой юриста и выехал на место. То, что они услышали от “очевидцев”, выглядело еще более устрашающим. Оказывается, “кровожадные” обезьяны устроили засаду на деревьях и неожиданно напали на мирных животных, имевших неосторожность слишком далеко забрести по ущелью. “Ведь когти у них ядовитые, я-то знаю, работал у вас в институте. Стоило гамадрилам вонзить их в коров, как те упали, парализованные. Потом самцы разорвали бедняжек на части, все стадо набросилось и съело”,— дополнил рассказ колхозный ветврач.

Пришлось Чаляну объяснить правлению колхоза и “очевидцам”, что к чему. “Я не знаю, кто съел коров на 1960 рублей. Зато приехавший со мной юрист может подтвердить, что вся эта история весьма попахивает мошенничеством”,— закончил он. В итоге тут же было написано второе письмо с извинением за “неумышленную” ошибку и просьбой считать инцидент исчерпанным...

После того как мы с Валерием Гургеновичем посмеялись над незадачливыми обвинителями, разговор как-то само собой пошел о том, насколько в действительности опасны живущие на воле обезьяны.

— Опасны? И да, и нет. Вы же знаете, какой огромной “взрывной” силой обладают взрослые самцы. Есть и агрессивные самки, немногим им уступающие. В институте, согласно правилам техники безопасности, категорически запрещено в одиночку заходить в клетки. В заказнике ситуация совершенно иная. Агрессия же может возникнуть не только со стороны одного животного, но и группы, даже целого стада. Конечно, это опасно. Поэтому, когда, например, мы отлавливаем обезьян для осмотра, для подстраховки нужно не меньше трех человек, хотя все технические приемы у нас отработаны.

На первый взгляд может показаться, что это весьма просто. Расставляются клетки-ловушки, в них для приманки насыпают корм. От дверцы протягивается тросик к кустам, где прячутся сотрудники. Когда гамадрил зайдет в клетку, достаточно потянуть за тросик, и он пойман. Но это только приблизительная схема. На самом деле здесь масса сложностей, начиная с того, что отловить нужно не вообще обезьяну, а вполне конкретную, и кончая тем, как отделить малыша от матери, не взбудоражив все стадо.

Вот недавно сотрудники института проводили очередной медосмотр. Вначале все шло нормально. И вдруг — визг, рев. На краю поляны “толпа” не на шутку рассерженных обезьян взяла в кольцо трех сотрудников, вынужденных отбиваться палками. Чалян бросился на выручку. Общими усилиями утихомирили нападавших, прежде чем подоспели остальные. Иначе не миновать бы настоящего сражения. Стали выяснять, что произошло. Оказалось, ловцы упустили одну “мелочь”. Пойманного детеныша нужно сразу же спрятать в коробку. Тогда никто не обратит внимания на его исчезновение. А тут сотрудники понесли обезьянку на осмотр прямо в клетке. Ну и взбудоражили других.

Однажды из-за непредвиденного пустяка пережил неприятные минуты и сам Чалян. Он нашел в кустах больного черного ворона и понес его через поляну мимо расположившегося под деревом на опушке стада. Вдруг ни с того ни с сего обезьяны пришли в страшное возбуждение и ринулись на него. Валерия Гургеновича спасли быстрота реакции и знание психологии обезьян. Вместо того чтобы бежать, он замер на месте и широко развернул птичьи крылья. Они подействовали на гамадрилов, как внезапно вспыхнувший красный сигнал светофора на водителя. Первыми затормозили находившиеся впереди самцы, за ними сгрудились остальные. Потом стадо повернулось и не спеша направилось продолжать прерванный полуденный отдых.

Секрет внезапного нападения объяснялся просто. В сложной системе отношений внутри стада маленькие детеныши, до четырех месяцев сохраняющие черную окраску, находятся на привилегированном положении. Им позволено все, даже таскать еду из-под носа вожака. Они еще беспомощны и путешествуют на спине матери. В случае опасности стадо бросается выручать их. Так произошло и с Чаляном: черный ворон в его руках показался гамадрилам детенышем, и они ринулись спасать его.

Этот эпизод произвел на меня должное впечатление. Задним числом я даже пожалел, что не знал о нем раньше, когда неосмотрительно бродил среди обезьян с черным магнитофоном в руках.

-— А почему вы не позволили мне записать “плач” обезьяны? — вспомнил я, как незадолго до этого Чалян вдруг велел вернуться, когда я направился к молоденькой самочке, безутешно рыдавшей, или, если хотите, отчаянно визжавшей, в стороне от всех.

-— Не хотел, чтобы у вас вышел конфликт с ее “мужем”. До этого хозяин гарема наказал ее — надавил на болевую точку. Если бы вы приблизились к ней, он мог броситься и на вас. У гамадрилов бывает столько вариантов переноса агрессии, что трудно все предусмотреть. Гамадрил может подойти вплотную, тогда и палка уже не спасет. Он — хозяин положения, если что-то заинтересует его у вас в руках, может вырвать. Вообще-то им руководит любопытство, надежда заполучить что-нибудь съедобное. Бывает, сидим в вагончике — этот маленький фургон в стороне от поляны служит сотрудникам временным пристанищем,— работаем. Вдруг вбегает обезьяна, из тех, что похрабрее, вспрыгивает на стол, хватает первое попавшееся и удирает, прежде чем мы успеваем опомниться. А однажды приезжаем, подходим к вагончику. Что за чудеса? Дверь настежь, внутри все перевернуто вверх дном, по вагончику носятся тучи перьев. Это наши подшефные вспарывают подушки. Настолько увлеклись, что на нас ноль внимания. Видно, кто-то, уходя, не захлопнул дверь...

ВРАЖДА И МИР

В институте я спросил Валерия Гургеновича, что удалось выяснить о внутренней организации обезьяньего стада?

— Стадо со всеми присущими ему сложными взаимоотношениями возникает только на воле. Теперь мы достаточно хорошо изучили его структуру. На первый взгляд она проста: семья — клан — группа — стадо. Каждый взрослый самец имеет гарем из 5—7 самок, ядро семьи, в которую входят еще подростки и холостая молодежь. Когда несколько самцов дружат между собой, их семьи объединяются в клан. Главы семейств в них равноправны, но стараются держаться вместе и при необходимости заступаются за членов своего клана. А вот дальше дело обстоит сложнее.

Чалян взял лист бумаги и нарисовал несколько десятков кружков, расположив их гроздьями.

— Вот кланы,— кончик карандаша жирно обвел каждую гроздь.— Если в стаде, кроме главного вожака, выдвигается еще один самец, претендующий на роль руководителя, к нему начинает тяготеть какая-то часть кланов. Появляется группа.— На схеме гроздья - кланы разделила волнистая черта.— Причем такая “групповщина” обходится без закулисных интриг и сведения счетов,— смеется Валерий Гургенович.— Например, Яша сначала был вожаком всего стада. С течением времени в нем мирным путем образовались две группировки — Яшина и Борина. Святая святых стада, куда никто из посторонних не допускается,— “спальная зона”, где обезьяны ночью находятся на расстоянии голосовой связи и могут прийти друг другу на помощь. Так вот, когда Борина группа стала ходить на кормежку, а главное — ночевать отдельно от Яшиной, возникло два стада. Впрочем, в чрезвычайных обстоятельствах оба стада выступают как единая сила под общим командованием Яши.

Несколько лет назад ниже по течению реки в заказник выпустили второе стадо гамадрилов. Им устроили свою прикормочную поляну с домиками, установили другой сигнал на обед — звук горна, да и ареал был выбран достаточно далеко. Намечалось со временем под контролем познакомить его со здешними первопоселенцами, чтобы в деталях зафиксировать их реакцию на первый контакт, а потом проследить, как станут складываться отношения, будут ли переходить животные из стада в стадо. Но нелепая случайность сорвала запланированный эксперимент.

В Яшином стаде была очень активная обезьяна по кличке Маргарита. Однажды Чалян обнаружил, что лицо у нее сильно опухло. Затем появились язвочки. Ее спешно отвезли в институт и поместили в карантин. Но анализы ничего не выявили, да и лицо вскоре обрело нормальный вид. Решили, что обезьяна, видимо, раскопала гнездо земляных пчел, которые разукрасили ее, а укусы она потом расчесала так, что те загноились. Пациентку отправили домой.

На обратном пути, когда грузовик остановился напротив нижнего лагеря, Марго ухитрилась открыть стоявшую в кузове клетку и сбежала. Увидев на другом берегу реки гамадрилов, она, никем не замеченная, по тросу перебралась к ним. Однако это оказались хотя и сородичи, но совершенно незнакомые. Сориентировавшись на местности, беглянка направилась домой. Новоселы, впервые увидевшие чужое существо одного с ними вида, естественно, заинтересовались и последовали за Маргаритой.

— Как прошла эта первая встреча, мы, увы, не знаем,— сожалеет Чалян.— А вот потом со стороны пришельцев последовала явная агрессия. Хотя их было всего 140, а здесь насчитывалось 296 обезьян, они начали оттеснять первое стадо. До сих пор не могу понять, почему это произошло. Ведь объединенные Яшины силы вполне могли постоять за себя. В течение двух лет разделявшая два стада полоса находилась под контролем нижних, которые даже на здешнюю поляну наведывались. Теперь все наоборот: Яшины подданные совершают рейды на территорию пришельцев, а те — сюда — никогда, потому что занимают подчиненное положение. И вот что любопытно: за все время, ни раньше, ни сейчас, серьезных схваток между двумя враждующими сторонами не происходило, разве что отдельные стычки между самцами. Так они и внутри стада случаются.

— Может быть, Яша как мудрый вожак специально избегает насилия, чтобы не было жертв?

— Едва ли он такой уж сознательный пацифист,— шутит Чалян.— Хотя если, например, гамадрилы найдут раненую самку, пусть из чужого стада, а поблизости окажется враг, будут защищать. Зато, когда опасность минует, пойдут дальше своей дорогой, никто с ней не останется.

— Ну а внутри стада, вы сами говорили, они же помогают друг другу?

— Прежде всего близкие родственники. Мать и дочь, даже будучи в разных гаремах, всегда защищают друг друга. Что касается отца, братьев, то тут многое зависит от обстоятельств: причины конфликта, личности обидчика да и других факторов. Все сразу не перечислишь. Про черных детенышей вы уже знаете. За них вступаются все, если угроза исходит извне, скажем, от человека. А вот у самих обезьян в стаде дело обстоит иначе...

Чалян так просто рассказывал обо всех этих научных открытиях, словно не стояли за ними годы наблюдений. Причем основная часть работы выполнялась не в лаборатории и не на стуле возле вольер, а на крутых горных склонах, по которым в любую погоду зимой и летом приходилось карабкаться за гамадрилами, следя за ними в бинокль и на ходу занося результаты в матрицы.

Напоследок я спросил Валерия Гургеновича о дальнейших планах.

— Если брать научную область, то пока мы изучили лишь базовые элементы поведения гамадрилов. Предстоит еще многое выяснить, уточнить. В практическом плане, раз доказано преимущество вольного содержания и разведения обезьян, будем расширять существующие и создавать новые заказники. И не только на Кавказе. В ближайшей перспективе поиски подходящих мест в Казахстане.

— Значит, не исключено, что когда - нибудь при перечислении представителей фауны нашей страны будут указывать и обезьян?

Принимая шутку, Валерий Гургенович со смехом кивнул. “Впрочем, почему бы и нет?” — подумалось мне.
Сухуми

6. Религия Древнего Египта произошла от канибализма.

АТЕИСТИЧЕСКОЕ НАСЛЕДИЕ ЭНГЕЛЬСА

л. митрохин,

доктор философских наук
ПЕРВОНАЧАЛЬНОЕ ХРИСТИАНСТВО

Сформулировав к концу 40-х годов ключевые положения своего мировоззрения, Маркс и Энгельс все отчетливее осознают актуальность и грандиозность задачи разработки цельного диалектико - материалистического учения, вооружающего пролетариат научно обоснованной программой революционного преобразования общества. В центре их внимания закономерно оказываются проблемы экономики, политики, истории. Вместе с тем “достройка” марксистской концепции так или иначе требовала дальнейшей разработки проблем религии.

К этому времени Маркс и Энгельс установили, что религия — не причина “мирской ограниченности”, а ее следствие. Религия не вносится в общество “извне”, но является его внутренним продуктом, “звеном действительного мира”. Стало ясно и то, что по сравнению с другими формами общественного сознания религия — это “верхний” этаж надстроечных образований. Религия, отмечал Энгельс, “всего дальше отстоит от материальной жизни и кажется наиболее чуждой ей”. Здесь “связь представлений с их материальными условиями существования все более запутывается, все более затемняется промежуточными звеньями. Но все-таки она существует” (т. 21. с. 313, 312). Тем самым раскрытие предметного содержания и функциональной роли таких “промежуточных звеньев” могло выступить в качестве пробного камня и убедительно демонстрировало плодотворность диалектико - материалистического подхода в решении конкретных, предельно сложных проблем духовной жизни.

Немаловажно и другое обстоятельство. С самого начала Марксу и Энгельсу приходилось отстаивать свои взгляды в борьбе как с реакционными официальными доктринами, так и со всякого рода псевдосоциалистическими и квазиреволюционными программами. Создатели последних нередко мистифицировали реальные социальные процессы, апеллировали к евангельским идеалам, отождествляя боевой революционный дух с христианским неприятием земного “греховного” бытия. Поэтому христианские концепции общества, в первую очередь программы религиозного клерикального социализма, все серьезнее воспринимались Марксом и Энгельсом как реальный идеологический противник. Эффективность их критики, разумеется, прежде всего зависела от основательности “позитивных” исследований роли религии в политической и духовной жизни. Конечно, в наиболее полном виде эта проблема предполагает рассмотрение вопроса о происхождении христианства, трезвое сопоставление его ранних этапов с рабочим движением.

Именно заботой о дальнейшем развитии революционной теории объясняется, почему в последний период жизни Энгельс, ведущий поистине титаническую работу по подготовке к печати 2 - го и 3 - го томов “Капитала”, предельно загруженный актуальнейшими социально - политическими проблема-ми, уделяет значительное внимание первоначальному христианству. Существенно и то, что работы — “Бруно Бауэр и первоначальное христианство” (1882), “Книга Откровения” (1883), “К истории первоначального христианства” (1894) — подводят итоги его многолетних размышлений. Так что речь идет не о частной проблеме, но о применении диалектического метода к вопросу, не утратившему актуальность и по сию пору.

Отечественная литература богата серьезными исследованиями первоначального христианства. Усилиями прежде всего И. . Д. Амусина, М. М. Кубланова, И. С. Свенцицкой и других ученых в последние годы сделан заметный шаг вперед в строго профессиональной разработке этой проблемы. Нет необходимости (да и возможности) в журнальной статье пересказывать содержание работ Энгельса и соотносить их с результатами новейших исследований. Целесообразнее, по-видимому, попытаться выделить и проанализировать тот принципиальный подход, который Энгельс реализует в своих трудах, оттенить особенности его научного метода.

1

Мотивы, по которым Энгельс обращается к истории первоначального христианства, обусловливают направленность его теоретических размышлений. Главным оказывается следующий вопрос: является ли христианство феноменом в истории случайным, вызванным к жизни деятельностью тех или иных личностей (а поэтому, строго говоря, необязательным), либо же его появление обусловлено объективными закономерностями развития общества? Постановка проблемы носит для Энгельса принципиальный характер. Прежде всего это развенчание известной концепции “обманщиков”, образно выраженной в средневековой притче о встрече “дурака с попом”.

Энгельс пишет: “Взгляд на все религии, а вместе с тем и на христианство, как на изобретение обманщиков,— взгляд, господствующий со времени вольнодумцев средневековья вплоть до просветителей XVIII века включительно,— оказался уже неудовлетворительным с тех пор, как Гегель поставил перед философией задачу показать рациональное во всемирной истории” (т. 19, с. 306). Конечно, продолжает Энгельс (ссылаясь на работы Бруно Бауэра), становление христианства не обошлось без обмана, однако констатация этого факта серьезным объяснением служить не может. “С религией, которая подчинила себе римскую мировую империю и в течение 1800 лет господствовала над значительнейшей частью цивилизованного человечества, нельзя разделаться, просто объявив ее состряпанной обманщиками бессмыслицей. Чтобы разделаться с ней, необходимо прежде суметь объяснить ее происхождение и ее развитие, исходя из тех исторических условий, при которых она возникла и достигла господства” (т. 19, с. 307).

По мнению Энгельса, Бруно Бауэр больше, чем кто-либо другой, сделал для решения этой проблемы: “он заложил основы доказательства того, что христианство не было ввезено извне, из Иудеи, и навязано греко-римскому миру, но что оно — по крайней мере в том виде, в каком оно стало мировой религией,— является характернейшим продуктом этого мира” (т. 22, с. 474). Но Бауэр не дал научного решения проблемы; он, повторим, лишь “заложил основы”, или, как Энгельс говорит в другом месте, “расчистил почву” для ответа на этот вопрос. Иначе и быть не могло, если учитывать идеалистическую позицию младогегельянцев.

Напомним, что в своей книге “Жизнь Иисуса” (1835) представитель Тюбингенской школы Д. Штраус отверг понятие чуда и сверхъестественного в евангелиях и утверждал, что они представляют собой “не сознательное и намеренное измышление отдельного лица, а продукт общего сознания целого народа или религиозного общества” (Штраус Д. Жизнь Иисуса, т. 2. М., 1907, с. 1 13). Бруно Бауэр высказался еще более решительно: он отрицал историчность Христа, а содержание евангелий рассматривал как вымыслы, мифы — продукт критической деятельности самосознания на известной стадии его развития. Иными словами, он отталкивался от известной схемы Гегеля, игнорирующей общественно-историческую обусловленность развития человеческой культуры и рассматривающей ее как процесс развития абсолютного духа.

Энгельс ставит проблему принципиально иначе. Марксизм исходит из того, что в классовом обществе религиозные представления стихийно и неотвратимо возникают в массовом сознании как отражение бессилия людей в борьбе с чуждыми неконтролируемыми социальными силами, как “восполнение”, “компенсация” такого бессилия. Это победа “в воображении”, вера в незримую опеку могущественных сил, способных обеспечить преодоление общественного зла. Это — особое мироощущение, формирующееся в социальном поведении. Поэтому стержень рассуждений Энгельса составляет мысль о том, что первоначальное христианство было закономерно порождено социальным и духовным укладом рабовладельческого общества, переживавшего необратимый кризис.

“Все те элементы,— пишет он,— которые высвободил, то есть выбросил за борт, процесс разложения старого мира, одни за другими попадали в сферу притяжения христианства, как единственного элемента, который противостоял этому процессу разложения—ибо само христианство было его собственным неизбежным продуктом — и который поэтому сохранялся и рос...” (т. 22, с. 472).

Энгельс подробно разбирает исторические условия появления христианства, и эти характеристики крайне поучительны. Ему важно выявить определители общественной идеологии и психологии, наиболее симптоматические ориентации “практического” массового сознания. Поэтому различные сферы общественной жизни — экономическую, хозяйственную, политическую, правовую и т. д. — он рассматривает прежде всего с точки зрения их воздействия на обыденное, постоянно воспроизводимое мироощущение масс, на характерные для них нравственно - психологические процессы и состояния.

Римское государство, показывает он, представляло собой конгломерат различных этнических и социальных групп, неодинаковых по своему языку, быту, верованиям, нормам обычного права и т. п. Однако “римское завоевание во всех покоренных странах прежде всего непосредственно разрушило прежние политические порядки, а затем косвенным образом и старые общественные условия жизни”. В результате для большинства населения “абсолютно не существовало какого-либо общего пути к освобождению,

Для них всех рай был утрачен, лежал позади; для разоряющихся свободных это был прежний полис, одновременно и город и государство, в котором их предки были некогда свободными гражданами; для военнопленных рабов — прежняя свободная жизнь до пленения и порабощения; для мелких крестьян — уничтоженный родовой строй и общность владения землей. Все это смел с лица земли нивелирующий железный кулак римского завоевателя” (т. 22, с. 482).

Состояние всеобщей деморализации, отчаяния, распространившееся среди “низших слоев народа”, означало кризис прежних духовных ценностей, порождало потребность в отыскании какого-то выхода, моральной программы, способной обеспечить духовно-нравственное выживание. Где найти этот выход? В открытой борьбе? Однако, как свидетельствовали многочисленные факты, “всякое сопротивление отдельных мелких племен или городов гигантской римской мировой державе было безнадежно”. И заключительный вывод Энгельса: при “тогдашнем положении вещей выход мог быть лишь в области религии” (т. 22, с. 483).

Последнее положение нуждается в комментариях, существенных для понимания марксистского объяснения религии. В самом деле, почему “лишь в области религии”, а не, скажем, в создании новой философской или этической системы?

В нашей литературе обычно подчеркивается родство религии и идеализма. Это правомерно, но преимущественно в одном плане — в рамках решения вопроса о примате материального или духовного начал. Однако идеалистическая философия и религия, в сущности,— типологически разные формы общественного сознания, они удовлетворяют различные социальные потребности и выполняют в обществе неодинаковые функции. Религия не есть продукт умозрительных рассуждений о началах бытия, это — обобщение опыта массового сознания, стихийно формирующегося в обстановке “превратного мира”. Данная особенность имеет первоочередное значение для понимания подхода Энгельса к механизму возникновения христианства.

Прежде всего следует подчеркнуть, что потребность общества в христианстве он выводит не из абстрактных поисков смысла жизни, не из умозрительных размышлений о происхождении зла или каких-либо других раздумий философского характера, равно как и не из стремления познать законы окружающего мира,— состояния таких знаний он вообще не касается. Новая религия возникает как следствие кризиса прежних ориентиров повседневного поведения, ощущения практического бессилия перед гнетом социальной несправедливости. Оно выразительно передано в крылатой фразе Шарля Эншлена: “...Христос победил потому, что потерпел поражение Спартак”(Эншлен Ш. Происхождение религии. М., 1954, с. 118.).

Так что речь идет о потребности не теоретико-познавательной, но житейски - практической, потребности “утешения в сознании, которое спасло бы их от полного отчаяния”. Поэтому Энгельс категорически заявляет: “Этого утешения не могла дать ни стоическая философия, ни школа Эпикура” (т. 19, с. 312). Дело вовсе не в их конкретном содержании, а в самом типе подобных духовных образований. “Для того чтобы дать утешение, нужно было заменить не утраченную философию, а утраченную религию. Утешение должно было выступить именно в религиозной форме, как и все то, что должно было захватывать массы,— так это было в те времена и так продолжалось вплоть до XVII века” (т. 19, с. 313).

В этой связи обратим внимание на чрезвычайно важную мысль Энгельса. Рассмотрев существовавшие тогда философские течения, оказавшие решающее воздействие на содержание христианства (прежде всего воззрения Филона Александрийского и учение стоиков), Энгельс констатирует: казалось бы, в них содержатся все компоненты будущей религии. Однако “не хватает еще только последнего камня, и все христианство в его основных чертах было бы готово; не хватает воплощения ставшего человеком логоса...”. Кем он вложен, продолжает Энгельс, не известно, “но несомненно одно: он был вложен не философами, учениками Филона или стоиками. Религии создаются людьми, которые сами ощущают потребность в ней и понимают религиозные потребности масс, а как раз этого обычно не бывает у представителей философских школ” (т. 19,с. 308).

2

Итак, констатирует Энгельс, “низшие слои” Римской империи ощущают потребность именно в религии как способе выживания в ненавистном обществе. Какая же религия могла выступить в данной роли?

Ею не могли стать верования отдельных полисов и племен, составивших Римскую империю. Все они были “стихийно возникшими племенными, а позднее национальными религиями, которые выросли из общественных и политических условий каждого народа и срослись с ними. Раз были разрушены эти их основы, сломаны унаследованные общественные формы, установленное политическое устройство и национальная независимость, то, разумеется, рушилась и соответствующая им религия” (т. 19, с. 312). Следовательно, возникла потребность в создании новой религии, отражающей специфические условия существования не отдельных племен и групп, но всего населения обширной империи, мироощущение уравненных в своем бесправном положении людей. Основные черты такого мироощущения — ненависть к обществу, неприятие официальных духовных ценностей, так или иначе оправдывающих сложившиеся порядки (скажем, культа императора), надежда на их скорое крушение, поиск убедительных гарантий перемен.

В ту пору существовало немало религиозно - философских концепций, отвергавших господствующие порядки, проповедовавших идею скорой гибели мира, противопоставлявших казенной идеологии собственные ценности и моральные нормы. Однако в ходе многовекового соперничества победило христианство с его образом бога-спасителя, разделившего все человеческие страдания и унижения, в муках умершего на кресте, бога наиболее близкого и понятного мироощущению людей, утративших надежду на избавление собственными силами (См. об этом; История всемирной литературы, т. 1. М., 1983, с. 501 — 515.).

“Таким образом,— пишет Энгельс, — общераспространенному чувству, что люди сами виновны во всеобщей испорченности, христианство дало ясное выражение в сознании греховности каждого отдельного человека; в то же время в жертвенной смерти своего основателя христианство создало легко понятную форму внутреннего спасения от испорченного мира, утешения в сознании, к чему все так страстно стремились” (т. 19, с. 314).

Здесь следует напомнить, что Энгельс проводит четкое различие между “племенными и национальными” религиями, возникавшими стихийно, и “искусственными” религиями, к которым в данном случае он относит христианство. Тем самым подчеркивается его одна существенная черта: в своем развитом виде оно не могло быть продуктом лишь обобщения стихийно формирующегося “несчастного сознания”. Религия, выстоявшая в многовековой борьбе с другими религиями, ставшая устойчивым элементом культуры, должна была принять форму цельной системы со своим специфическим “языком”, исходными положениями и способами их обоснования, что требовало целенаправленных усилий профессиональных идеологов. Поэтому при всей исторической новизне христианства и его разрыве с предшествующими учениями оно, с одной стороны, возникало как синтез, переработка уже существовавших идей и представлений, а с другой — формировалось в традициях философского знания того времени.

В предельно схематической форме можно указать на два аспекта такого процесса. Прежде всего происходило “обмирщение”, “вульгаризация” философских идей, которые включались в обыденные представления, окрашивались повседневными чувствами и эмоциями, становились фрагментами житейского сознания, образуя исходный материал для формирования новой религии. “Греческая вульгарная философия,— отмечает Энгельс,— вела к учению о едином боге и бессмертии человеческой души” (т. 19, с. 308). Такая вульгаризация означала, что из формы теоретического знания философия превращалась в способ выражения особых нравственно - психологических состояний.

Далее это исходное содержание подвергалось процессу рационализации; оно включалось в сетку специфически философских понятий, организовывалось и компоновалось по нормам построения теоретических систем, дополнялось спекулятивными связками, логическими зависимостями, приобретая в конце концов вид цельной концептуальной доктрины, которая знаменует уже иной — теологический — уровень религиозного сознания. Напомним мысль Энгельса: христианство выступает в форме теологии, когда оно стремится придать себе научный вид (т. 1, с. 488).

Разумеется, философские фрагменты заимствовались не в “чистом” виде, они брались лишь как исходный мыслительный материал и приспосабливались к религиозным потребностям общества. “Новые секты и религиозные движения стали выдвигать идею о “Новом завете”, т. е. новом договоре между богом и людьми, основанном на более высоких нравственных требованиях единого божества к личности человека. Представление о таких личных отношениях между богом и человеком не могло сложиться в хаотическом мифологическом мире греко - римской культуры — оно могло сложиться лишь на почве монотеизма, веры в одного бога, лицом к лицу с которым оказывается человек.

Монотеизм же реально существовал в I в. до н. э. — I в. н. э. только в учениях, развившихся на библейской почве” (История древнего мира. Упадок древних обществ. М., 1983, с. 113.). Отсюда роль иудаизма, на которую особо указывает Энгельс: “Только при посредстве монотеистической иудейской религии просвещенный монотеизм позднейшей греческой вульгарной философии мог принять ту религиозную форму, в которой он только и был в состоянии увлечь массы” (т. 22, с. 492).

Подобная интерпретация взаимоотношения философии, религии и теологии, как нетрудно видеть, органически связана с основополагающим марксистским принципом “выведения” религиозных представлений из “саморазорванности” земной основы и, таким образом, четко фиксирует отличие этого принципа от разного рода буржуазных интерпретаций.

В самом деле, с точки зрения теории “обманщиков” отличить религию от теологии невозможно, поскольку религия “вносится” в общество, так сказать, в готовом виде. Не возникает такой проблемы и при рассмотрении религии как особого проявления “мирового духа”, “субстанции”, “самосознания” и т. п. Во всех этих случаях она приравнивается к некоей внутри “прозрачной” рационалистической системе, подчиняющейся нормам ее построения. Между тем отыскание “земных корней” религии и объяснение ее содержания определенными нравственно-психологическими состояниями имеет первостепенное значение как для понимания сути религиозных доктрин, так и для их критического анализа.

Нетрудно показать, что непонимание социальной природы христианства, характерное для домарксового атеизма, неизбежно вело к абсолютизации рационалистического метода его критики. В самом деле, если религия внедряется в “здоровое” общество извне с целью исказить “естественные” чувства и стремления масс, то, разумеется, критическое отношение к ней должно прежде всего выражаться в демонстрации ее несоответствия нормам построения научного знания. Если же религия рассматривается как закономерно возникающее мироотношение, то критика ее не может ограничиваться чисто рационалистическими доводами (констатацией ее противоречивости, нелогичности, неопределенности понятий и т. п.), но предполагает анализ закономерностей образования нравственно - психологической “подпочвы” (можно сказать, “промежуточных звеньев”), которая порождает религиозную веру. Здесь-то и выясняется, , что критика ее средствами рационализма явно недостаточна.

В самом деле, религия заключает в себе не безличное, объективное знание, но особый духовный опыт, нравственно-психологическое состояние, передающееся специфическими “знаками”. Содержание их не поддается строгому и однозначному определению. Это “символы”, истинное культурно - историческое значение которых можно расшифровать, лишь учитывая социально-идеологический контекст, в котором они формировались. Иными словами, поскольку религия отражает общественные явления в превратной, мифологической форме, то подобная расшифровка требует особого “вертикального среза”, раскрытия реального историко - объективного смысла, который содержит данный “знак”.

Обратимся, например, к одному из центральных догматов христианства — догмату троицы. Обычно критические замечания сводятся к двум пунктам. Первый: догмат этот неоригинален, поскольку представления о троичности бога встречаются задолго до появления христианства. Второй: даже наиболее авторитетные теологи неспособны дать ему рациональное объяснение. Оба довода вполне правомерны, но мера их убедительности, строго говоря, не столь уж велика.

Во-первых, принципиальный смысл этого догмата исторически оригинален и уникален по сравнению с внешне сходными образами трехликих богов. Речь идет не об иерархии богов или различных инкарнациях изначального божественного начала (“божественности”), но об утверждении трех личностных и равных ипостасей, существующих “неслиянно и нераздельно”.

Во-вторых, догмат этот — не продукт чисто спекулятивных размышлений богословов, а результат “рационализации” стихийно возникающего представления о боге, которое теологи застают уже готовым. Поскольку же такое представление формируется не по законам построения теоретического знания, то оно не поддается рациональному обоснованию и оказывается внутренне противоречивым.

Таким образом, этот догмат представляет собой символ, рационализированную модель других актуальных социально - культурных проблем; и в этом объяснение, почему на протяжении всей истории христианства он был предметом и непримиримых споров, а его неортодоксальная интерпретация стала центром взглядов многих социально радикальных групп, таких, как антитринитарии, буднеисты, моравские братья, социниане, анабаптисты и другие, а также “ересь” Феодосия Косого в России. То же самое можно сказать относительно мифа о первородном грехе и т. п.

Все это не отменяет необходимости критики интерпретаций, которые богословы дают христианским догматам. Следует только помнить, что не противоречивое их объяснение они дать просто неспособны, поскольку в самосознании верующего не фиксируются реальные социальные причины и механизмы возникновения религиозных представлений. Именно поэтому основоположники марксизма единственно научным методом исследования религии считали метод “выведения” ее содержания из “саморазорванности и самопротиворечивости” земной основы.

3

Характеризуя принципы подхода Энгельса к истории первоначального христианства, нельзя не отметить одно, пожалуй, неожиданное обстоятельство. Современная литература заслуги Бруно Бауэра в области критики религии обычно связывает с тем, что он пошел “дальше” Д. Штрауса, а именно отрицал существование Христа как исторической личности. Энгельс, отмечали мы, высоко оценивает значение исследований Бауэром истории первоначального христианства. “Неожиданность” же состоит в том, что в заслугу известному младогегельянцу он нигде не ставит отрицание историчности Христа. Поскольку эта проблема по - прежнему волнует атеистов, следует более внимательно обратиться к точке зрения Энгельса.

Позиция Бауэра, конечно, хорошо известна Энгельсу. Суммируя его воззрения, Энгельс пишет: “И если при этом из всего содержания евангелий не осталось почти абсолютно ничего, что могло бы быть доказано как исторически достоверное,— так что можно объявить сомнительным даже историческое существование Иисуса Христа,— то этим Бауэр только расчистил почву, на которой возможно разрешение вопроса: откуда происходят представления и идеи, которые в христианстве сложились в своего рода систему, и каким образом они достигли мирового господства?” (т. 19, с. 307). Как видим, Энгельс прямо не высказывает своего отношения к данному тезису. Однако, на наш взгляд, имеются серьезные основания полагать, что Энгельс не считал его сколько-нибудь существенным и в суждениях о нем был достаточно осторожен.

Тюбингенская школа, писал он, в своем критическом исследовании заходит настолько далеко, насколько может заходить теологическая школа, вычеркивая из исторического повествования как неприемлемые все чудеса и противоречия, чтобы “спасти то, что еще можно спасти”. Что же касается Бауэра, то он, по выражению Энгельса, “во многом далеко хватил через край”, позволил себе “большие вольности при изложении истории” (т. 22, с. 473, 474), вольности, которые заметно сказались на достоверности объяснения условий происхождения христианства. Об этом Энгельс пишет вполне категорично: “Вследствие этого у Бауэра исчезает и всякая историческая почва для новозаветных сказаний о Иисусе и его учениках; эти сказания превращаются в легенды, в которых фазы внутреннего развития первых общин и духовная борьба внутри этих общин переносятся на более или менее вымышленные личности” (т. 22, с. 474).

Это высказывание заслуживает размышлений, поскольку оценка суждений относительно историчности Христа имеет немаловажное значение для выявления специфики марксистского атеизма. Что греха таить, многие отечественные авторы в споре между исторической и мифологической школами считали мифичность Христа неотъемлемым признаком научного атеизма, едва ли не самым сокрушительным аргументом против христианской апологетики. Можно сказать определеннее: еще недавно даже робкие намеки на существование каких-то исторических прототипов Христа расценивались как утрата последовательно атеистического духа.

Об этом следует напомнить, поскольку в таких рассуждениях подвидом “воинственности” и бескомпромиссности проявляют себя непреодоленные изъяны домарксистского атеизма. Диалектико-материалистический подход, в корне отвергающий идею происхождения христианства из деятельности отдельной личности (мифической или реальной), предполагает раскрытие конкретно-исторических условий, которые неизбежно его породили. Поэтому историчность Христа — непринципиальная мировоззренческая проблема, но лишь один из частных исторических вопросов.

Марксистский атеизм — научный, то есть он исходит из строго доказанных положений, а не просто желательных идеологических схем. Стремление же слить его ключевые мировоззренческие позиции с неизбежно изменяющимися представлениями конкретной науки делает его уязвимым перед новейшими открытиями и дискредитирует в глазах образованных верующих. Лишь профессиональная историческая наука может дать ответ на вопрос об историчности Христа.

Энгельс это ясно видел. “Итак,— писал он,— если Тюбингенская школа в неопровергнутом ею остатке новозаветной истории и литературы дала нам предельный максимум того, что наука в настоящее время может еще согласиться признать спорным, то Бруно Бауэр дает нам максимум того, что она может в этой истории и литературе опровергать. Между этими границами лежит действительная истина. Можно ли ее установить при нынешних данных, весьма сомнительно. Новые находки, в особенности в Риме, на Востоке и прежде всего в Египте помогут в этом вопросе гораздо больше, чем какая угодно критика” (т. 22, с. 474).

Предвидение Энгельса сбылось: археологические раскопки за минувшие десятилетия обогатили наши знания о тех исторических событиях, которые составили подоплеку возникновения христианства, позволили уточнить и конкретизировать этот процесс. Принципиальный смысл трудов Энгельса точно сформулировал М. М. Кубланов: “Раскрыв с позиций исторического материализма внутренний механизм формирования христианства, Энгельс тем самым перевел вопрос о личности родоначальника новой религии из категории принципиально-мировоззренческих проблем в разряд конкретно-исторических частностей, методологического значения не имеющих.

История происхождения христианства предстала не в виде истории проповеди воплощенного бога Иисуса Христа, принесшего с небес уникальное вероучение и готовую церковную организацию, как это утверждает догматическое богословие, и не в виде истории проповеди одноименного гениального человека, одиноко возвышающегося над своей эпохой и создавшего на основе собственных размышлений новую, стройную религиозную систему, как это конструируют некоторые идеалистические направления в религиоведении”(“Наука и религия”, 1970, № 11, с. 14.).

4

В заключение следует остановиться еще на одном важном вопросе, а именно, на общей оценке места первоначального христианства в истории. Энгельс неоднократно оценивал его как особое революционное движение. “Христианство,— писал он, например,— как и всякое крупное революционное движение, было создано массами” (т. 21, с. 8). Характеризуя историческую обстановку возникновения христианства, он замечает, что требовалось найти выход, общий для различных групп людей — порабощенных, угнетенных, впавших в нищету. “...Найти такой выход было необходимо для того, чтобы все они оказались охваченными единым великим революционным движением. Такой выход нашелся. Но не в этом мире” (т. 22, с. 483).

Как понимать такую квалификацию?

Прежде всего напомним, что Энгельс проводит принципиальный водораздел между ранним христианством и “мировой религией императора Константина, формулированной Никейским собором” (т. 22, с. 476—477), когда монархический епископат вступил в союз с императорской властью и стал составной частью репрессивной государственной машины. Раннее христианство формировалось из различных течений, но все они были оппозиционными по отношению к господствующему строю и считали, что царство божье может быть завоевано в ожесточенной борьбе с силами зла, борьбе, которая предстоит в ближайшем будущем. Идеологию раннего христианства отличают жажда мести и решимость добиться справедливости.

Оно, подчеркивает Энгельс, до неузнаваемости не похоже на сформировавшуюся впоследствии мировую религию: “В нем нет ни догматики, ни этики позднейшего христианства; но зато есть ощущение того, что ведется борьба против всего мира и что эта борьба увенчается победой; есть радость борьбы и уверенность в победе, полностью утраченные современными христианами и существующие в наше время лишь на другом общественном полюсе — у социалистов” (т, 22, с. 478).

К этой мысли Энгельс возвращается неоднократно. Так, за год до смерти он пишет: “В истории первоначального христианства имеются достойные внимания точки соприкосновения с современным рабочим движением”. Среди них он выделяет следующие: оба они возникли “как движение угнетенных”; “и христианство и рабочий социализм проповедуют грядущее избавление от рабства и нищеты”; “и христианство и рабочий социализм подвергались преследованиям и гонениям”; “вопреки всем преследованиям, а часто даже непосредственно благодаря им, и христианство и социализм победоносно, неудержимо прокладывали себе путь вперед” (т. 22, с. 467).

Такая параллель может показаться странной в устах основоположника научного коммунизма, решительного критика религии. Но нужно проникнуть в саму логику подобной оценки, увидеть всю масштабность ее исторического содержания. Бесспорно, что христианство возникало как форма массового социального протеста. Однако Энгельс предельно точно учитывает, что в тех исторических условиях протест этот мог принять лишь превратную религиозную форму.

Именно подобный взгляд дает возможность принципиально осудить всякую попытку мистификации выступлений современного пролетариата. Если в свое время движения социального протеста неизбежно облекались в религиозную форму, то марксизм как подлинная наука об обществе выявил действительные интересы рабочего класса и отверг всякие попытки растворить революционный протест в сентиментальных нормах христианской морали или пассивном уповании на промысл божий.

7. Параметры технические.

преподобный Михаил Ваннах

Работы в области квантовых вычислений и квантовых компьютеров наводят на два вопроса: являются ли квантовыми те вычисления, которые принято отождествлять с человеческим сознанием, и корректно ли полагать человеческий мозг квантовым компьютером?

Где прячется квантовое сознание?

Обычно считают, что положительному ответу на оба вопроса противоречит то, что высшая нервная деятельность протекает на уровне нейронных сетей, химических реакций, то есть довольно крупных объектов, а квантовая механика есть нечто, адекватное лишь для микромира. Говорят, что даже сам автор гипотезы квантового сознания, блистательный британский математик сэр Роджер Пенроуз (Penrose), меняет тему разговора, если речь заходит об этом парадоксе. Ну, если так, значит, проблема квантового сознания в большей степени относится не к сфере исследования, но к области интерпретации, каковая есть обитель философов и богословов.

Итак, является ли человеческое сознание квантовым феноменом? Иными словами, необходимо ли использовать для его описания квантовую механику?

Я сторонник именно такой точки зрения. Сделали меня им не лабораторные опыты и не чтение научных статей, но профессиональные наблюдения. Два парня лишаются здоровенных кусков черепа и расположенных за ним долей головного мозга (один от пули горского снайпера, другой от картечи на криминальной разборке). И что же? Несмотря на головную боль, обмороки и т. п., оба сохраняют ясное сознание, нормальную память.

И это не исключение. Полистав книги, побеседовав с ветеранами-военврачами, я заметил, что такие вещи встречаются не так уж редко. Напрашивается вывод: плотность упаковки информации в головном мозге куда выше, чем можно ожидать от МАКРОСКОПИЧЕСКИХ (то есть не требующих для своего описания квантовой механики) химических процессов в нейронах.

Для подтверждения своей точки зрения попробую оперировать лишь общепринятыми на сегодняшний день понятиями.

Итак, что такое человеческий мозг?

Несколько десятков миллиардов нейронов (по старым представлениям десять-пятнадцать, по новым -семьдесят-восемьдесят), объединенных в АСИНХРОННУЮ нейросеть. Нейросеть здесь, возможно, тавтология и уж наверняка плеоназм, но не в ней суть дела. Акцент необходимо сделать на асинхронности функционирования хитросплетений нейронов человеческого мозга. Говоря наглядно, она функционирует отнюдь не так, как бортовая вычислительная система стареньких челноков NASA. Там, как, может быть, помнят читатели, на нескольких процессорах исполняется один и тот же алгоритм. Далее результаты сравниваются, и, если один из них отличается от трех остальных, то в результате арбитража он отбрасывается, в работу вводится пятый процессор горячего резерва, а отключившийся переводится на тестирование.

В человеческом же мозгу подобного арбитража, судя по сегодняшним данным, нет, — слишком уж высока плотность упаковки информации. Следовательно, решение принимается одним нейроном и далее транслируется нейросетью.

Сразу хотел бы предостеречь от спекуляций, связанных с так называемой проблемой свободной воли в квантовой механике. Свободная воля теологов и философов представляет собой плод рациональной мысли и целенаправленного решения. Отождествлять ее с неизменяемостью и скрытыми переменными ортодоксальной Копенгагенской интерпретации квантовой механики вряд ли корректно.

А вот привлечь для описания процессов в человеческом мозге, в его асинхронной нейронной вычислительной сети, кажется просто необходимым. И это несмотря на то, что процессы в ней носят самый, что ни на есть химический характер.

Почему?

Да потому, что, если вспомнить элементарную историю создания квантовой механики, мы увидим, что она создавалась для объяснения самых элементарных вещей, вроде спектров химических элементов. И первичная модель атома Нильса Бора, начиная с которой и можно говорить о квантовой механике, корректно описывала лишь процессы в атоме водорода. Для описания более сложно устроенных атомов, живущих ниже по менделеевской таблице, потребовались уже работы, приведшие к волновой механике, уравнению Шредингера, которое и по сей день остается наиболее приемлемой формой описания квантовомеханических процессов. Общепризнанно, что оно необходимо для описания атомно - триггерных реакций. Но переход отдельного нейрона из состояния в состояние, влекущий за собой изменение состояния всей нейросети нашего мозга, - он, скорее всего и обусловлен такой реакцией. А это значит, что процессы в мозгу, казалось бы, макроскопические, описываемы лишь квантово механически, с вытекающим отсюда запретом на точное измерение их состояния.

Довольно просто?

Нет, думаю, что для понимания, на самом деле, все совсем не ясно. Проблема-то в том, что за волновой функцией Шредингера, в отличие, к примеру, от волны звуковой, не стоит НИКАКОЙ реальности. И это тот камень, о который спотыкаются те, кто спрашивают: как же квантово-механические процессы могут обуславливать биохимию? Но дело-то в том, что волновая механика везде, а не только в испарении черных дыр.

Перспективы и тенденции

развития искусственного интеллекта

СЕРГЕИ БОБРОВСКИЙ

Проблемы ИИ связаны с ресурсами

Сообщения об уникальных достижениях специалистов в области искусственного интеллекта (ИИ), суливших невиданные возможности, пропали ОБЗОРЫ со страниц научно-популярных изданий много лет назад. Эйфория, связанная с первыми практическими успехами в сфере ИИ, прошла довольно быстро, потому что перейти от исследования экспериментальных компьютерных моделей к решению прикладных задач реального мира оказалось гораздо сложнее, чем предполагалось.

На трудности такого перехода обратили внимание специалисты всего мира, и после детального анализа выяснилось, что практически все проблемы связаны с нехваткой ресурсов двух типов: компьютерных (вычислительной мощности, емкости оперативной и внешней памяти) и людских (наукоемкая разработка интеллектуального ПО требует привлечения ведущих специалистов из разных областей знания и организации долгосрочных исследовательских проектов).

К сегодняшнему дню ресурсы первого типа вышли (или выйдут в ближайшие пять-десять лет) на уровень, позволяющий системам ИИ решать весьма сложные для человека практические задачи. А вот с ресурсами второго типа ситуация в мире даже ухудшается* — именно поэтому достижения в сфере ИИ связываются в основном с небольшим числом ведущих ИИ - центров при крупнейших университетах.

* Сумма разума на планете постоянна, а численность населения растет. — Э. П.
Перспективные технологии

Автор попытался составить общую картину развития различных направлений ИИ путем анализа тематики европейских и американских конференций но ИИ за последние несколько лет (ежемесячно в мире проходят десятки таких конференций). Сначала вкратце рассмотрим наиболее активно развиваемые подходы ИИ — в порядке убывания их популярности у специалистов. Надо отметить, что меньшая популярность нередко связана не столько с потенциалом технологии, сколько с отдаленностью перспектив ее прикладной реализации (например, крайне высокий потенциал киберзаводов пока не вызывает серьезного интереса из-за наличия множества нерешенных задач по их управлению).

Нейронные сети.

Это направление стабильно держится на первом месте. Продолжается совершенствование алгоритмов обучения и классификации в масштабе реального времени, обработки естественных языков, распознавания изображений, речи, сигналов, а также создание моделей интеллектуального интерфейса, подстраивающегося под пользователя. Среди основных прикладных задач, решаемых с помощью нейронных сетей, — финансовое прогнозирование, извлечение информации из данных, диагностика систем, контроль за деятельностью сетей, шифрование данных. В последние годы идет усиленный поиск эффективных методов синхронизации работы нейронных сетей на параллельных устройствах.
2. Эволюционные вычисления.

На развитие сферы эволюционных вычислений (ЭВ; автономное и адаптивное поведение компьютерных приложений и робототехнических устройств) значительное влияние оказали прежде всего инвестиции в нанотехнологии. ЭВ затрагивают практические проблемы самосборки, самоконфигурирования и самовосстановления систем, состоящих из множества одновременно функционирующих узлов. При этом удается применять научные достижения из области цифровых автоматов.

Другой аспект ЭВ — использование для решения повседневных задач автономных агентов в качестве персональных секретарей, управляющих личными счетами, ассистентов, отбирающих нужные сведения в сетях с помощью поисковых алгоритмов третьего поколения, планировщиков работ, личных учителей, виртуальных продавцов и т. д. Сюда же относится робототехника и все связанные с ней области. Основные направления развития — выработка стандартов, открытых архитектур, интеллектуальных оболочек, языков сценариев/запросов, методологий эффективного взаимодействия программ и людей.

Модели автономного поведения предполагается активно внедрять во всевозможные бытовые устройства, способные убирать помещения, заказывать и готовить пищу, водить автомобили и т. п.

В дальнейшем для решения сложных задач (быстрого исследования содержимого Сети, больших массивов данных наподобие геномных) будут использоваться коллективы автономных агентов. Для этого придется заняться изучением возможных направлений эволюции подобных коллективов, планирования совместной работы, способов связи, группового самообучения, кооперативного поведения в нечетких средах с неполной информацией, коалиционного поведения агентов, объединяющихся "по интересам", научиться разрешать конфликты взаимодействия и т. п.

Особняком стоят социальные аспекты — как общество будет на практике относиться к таким сообществам интеллектуальных программ.
3. На третьем — пятом местах (по популярности) располагаются большие группы различных технологий.
3.1 Нечеткая логика

Системы нечеткой логики активнее всего будут применяться преимущественно в гибридных управляющих системах.
3.2 Обработка изображений

Продолжится разработка способов представления и анализа изображений (сжатие, кодирование при передаче с использованием различных протоколов, обработка биометрических образов, снимков со спутников), независимых от устройств воспроизведения, оптимизации цветового представления на экране и при выводе на печать, распределенных методов получения изображений.

Дальнейшее развитие получат средства поиска, индексирования и анализа смысла изображений, согласования содержимого справочных каталогов при автоматической каталогизации, организации защиты от копирования, а также машинное зрение, алгоритмы распознавания и классификации образов.
3.3. Экспертные системы

Спрос на экспертные системы остается на достаточно высоком уровне. Наибольшее внимание сегодня привлечено к системам принятия решений в масштабе времени, близком к реальному, средствам хранения, извлечения, анализа и моделирования знаний, системам динамического планирования.
3.4. Интеллектуальные приложения

Рост числа интеллектуальных приложений, способных быстро находить оптимальные решения комбинаторных проблем (возникающих, например, в транспортных задачах), связан с производственным и промышленным ростом в развитых странах.
3.5. Распределенные вычисления

Распространение компьютерных сетей и создание высокопроизводительных кластеров вызвали интерес к вопросам распределенных вычислений — балансировке ресурсов, оптимальной загрузке процессоров, самоконфигурированию устройств на максимальную эффективность, отслеживанию элементов, требующих обновления, выявлению несоответствий между объектами сети, диагностированию корректной работы программ, моделированию подобных систем.
3.6.0С РВ

Появление автономных робототехнических устройств повышает требования к ОС реального времени — организации процессов самонастройки, планирования обслуживающих операций, использования средств ИИ для принятия решений в условиях дефицита времени.

3.7. Интеллектуальная инженерия

Особую заинтересованность в ИИ проявляют в последние годы компании, занимающиеся организацией процессов разработки крупных программных систем (программной инженерией). Методы ИИ все чаще используются для анализа исходных текстов и понимания их смысла, управления требованиями и выработкой спецификаций, проектирования, кодогенерации, верификации, тестирования, оценки качества, выявления возможности повторного использования, решения задач на параллельных системах.

Программная инженерия постепенно превращается в так называемую интеллектуальную инженерию, рассматривающую более общие проблемы представления и обработки знаний (пока основные усилия в интеллектуальной инженерии сосредоточены на способах превращения информации в знания).
3.8. Самоорганизующиеся СУБД

Самоорганизующиеся СУБД будут способны гибко подстраиваться под профиль конкретной задачи и не потребуют администрирования.

4. Следующая по популярности группа технологий ИИ

4.1. Автоматический анализ естественных языков (лексический, морфологический, терминологический, выявление незнакомых слов, распознавание национальных языков, перевод, коррекция ошибок, эффективное использование словарей).

4.2. Высокопроизводительный OLAP-анализ и извлечение информации из данных, способы визуального задания запросов.

4.3. Медицинские системы, консультирующие врачей в экстренных ситуациях, роботы-манипуляторы для выполнения точных действий в ходе хирургических операций.

4.4. Создание полностью автоматизированных киберзаводов, гибкие экономные производства, быстрое прототипирование, планирование работ, синхронизация цепочек снабжения, авторизации финансовых транзакций путем анализа профилей пользователей.

5. Небольшое число конференций посвящено выработке прикладных методов, направленных на решение конкретных задач промышленности в области финансов, медицины и математики.

Традиционно высок интерес к ИИ в среде разработчиков игр и развлекательных программ (это отдельная тема). Среди новых направлений их исследований — моделирование социального поведения, общения, человеческих эмоций, творчества.

ИИ в Стране восходящего солнца

Профиль японских конференций (а этой стране принадлежит немало оригинальных и уникальных достижений в области ИИ), не сильно отличается от общемирового. Тем интереснее эти отличия — на них сосредоточены значительные объемы инвестиций государственных и частных японских организаций. Среди направлений, более популярных в Японии в сравнении с европейскими и американскими школами ИИ, отметим следующие:

создание и моделирование работы э - рынков и э - аукционов, биоинформатика (электронные модели клеток, анализ белковой информации на параллельных компьютерах, ДНК-вычислители), обработка естественных языков (самообучающиеся многоязычные системы распознавания и понимания смысла текстов), Интернет (интеграция Сети и всевозможных датчиков реального времени в жилых домах, интеллектуальные интерфейсы, автоматизация рутинных работ на основе формализации прикладных и системных понятий Интернета, итерационные технологии выделения нужных сведений из больших объемов данных), робототехника (машинное обучение, эффективное взаимодействие автономных устройств, организация движения, навигация, планирование действий, индексация информации, описывающей движение), способы представления и обработки знаний (повышение качества знаний, методы получения знаний от людей-экспертов, поиск и извлечение информации из данных, решение на этой основе задач реального мира — например, управления документооборотом).

Много работ посвящено алгоритмам логического вывода, обучению роботов, планированию ими действий.

Досье искусственного интеллекта

СЕРГЕИ БОБРОВСКИЙ

Искусственный интеллект (ИИ) применяется сегодня во многих прикладных областях. Практически все они, может быть, и не так быстро, как хотелось бы, но неуклонно и непрерывно развиваются. В последние годы современные ИТ - технологии совершили очень резкий скачок вперед, в основном за счет повышения производительности массовых процессоров и стремительного удешевления памяти (как оперативной, так и “жесткой”). Это привело к появлению приложений, в которых воплощены серьезные теоретические наработки ИИ.

При этом можно отметить две тенденции. С одной стороны, крупнейший в мире финансист исследований по ИИ (особенно по робототехнике) — это военное научное агентство DARPA. Современное оружие немыслимо без подходов ИИ (преимущественно нейронных технологий, нечетких экспертных систем и интеллектуальных решателей), позволяющих с помощью относительно малых ресурсов получать достаточно точные результаты, для нахождения которых классическими методами численной математики потребовались бы мощности суперкомпьютеров. Например, реализация режима автономного полета на небольшой высоте в плохих погодных условиях без использования заранее подготовленной компьютерной базы рельефа требует применения высокоэффективных механизмов синхронизации движения с данными, получаемыми от системы навигации GPS, видеокамер, радаров и других датчиков.

В связи с этим состояние определенных направлений в ИИ закрыто от посторонних глаз.

С другой стороны, рынок бытовых роботов и интеллектуальных домашних устройств уже сегодня приносит немалую прибыль, а в перспективе это будет огромный бизнес, поэтому коммерческие компании занимаются исследованиями по ИИ своими силами, в чем-то дублируя DARPA и другие подобные организации (хотя, скорее всего, не опережая их).

В настоящем обзоре рассматриваются наиболее значимые события, произошедшие в различных областях ИИ за последние несколько лет. Надо отметить, что основная часть реально используемых систем обычно создается с привлечением разных технологий ИИ, что позволяет существенно повысить качество конечного результата.

Более подробную информацию по ИИ можно без проблем найти в Интернете. Например, большая подборка материалов расположена по адресу: http:// dir.yahoo.com/Science/Computer_Science/ Artificial_Intelligence/.

Экспертные системы

Создание экспертных систем (ЭС) традиционно считается классическим занятием для специалистов по ИИ. ЭС многократно хоронились, признавались тупиковым направлением, тем не менее компьютеры научились давать советы в конкретных областях человеческой деятельности на уровне хороших экспертов.

Основной акцент в современных ЭС делается на принятии оперативных решений в реальном масштабе времени. Это объясняется нуждами современного бизнеса. Коммерческие ЭС контролируют крупные промышленные процессы, принимают решения по результатам показаний сотен периферийных устройств, управляют большими сетями, распределенными СУБД, подсказывая оператору, как поступить в сложной обстановке, а в критических ситуациях, требующих немедленного решения, берут управление на себя. Достаточно активно развивается и такое направление, как автоматическое накопление знаний, снимающее с человека рутинную работу по качественному анализу различных процессов. Практически все современные системы раскопки данных представляют собой ЭС.

Правда, старая схема ЭС, основанных на системе правил создававшихся на базе версий Лиспа и Пролога, сегодня не столь популярна, как раньше. Практически во всех коммерческих продуктах применяются более гибкие подходы — нечеткие технологии (когда вместо обычной двоичной логики “да—нет” используется логики с бесконечным числом состояний), Bayesian-сети учитывающие вероятность перехода узлов в другие состояния, и т. д.

Например, система MOBAL дает возможность строить модель понятия в терминах логических правил и фактов, позволяя с помощью языка поиска похожих объектов Queryby-Similarity в сочетании с нечеткой логикой создавать очень гибкие системы хранения и обработки информации.

Интеллектуальный решатель СPRS (Procedural Reasoning System in С), написанный в соответствии со стандартом ANSI С, используется HACA, в авиапромышленности, в системах управления перевозками и мобильными роботами. Он переносим, очень компактен и с помощью кросс - платформных компиляторов допускает встраивание практически в любое оборудование.

В России осуществлено несколько внедрений крупной ЭС контроля, управления и моделирования сложных процессов Gensym G2.

Группа адаптивных систем корпорации Microsoft трудится над совершенствованием технологии Office Assistant, которая позволяет отслеживать поведение пользователя и подсказывать ему правильные действия в запутанных ситуациях.

В открытый проект AIOS (http:/7blk-box.com/~cravey/aios приглашаются все желающие. Он посвящен созданию ОС с элементами ИИ. В нее будут встроены технологии обработки естественной речи, автоматического решения задач и самообучения.

Коммерческие системы имеют довольно большой ценовой диапазон, и если простые настольные системы стоят несколько сотен долларов, то цена промышленных приложений возрастает в тысячу раз, что свидетельствует об их несомненной востребованности.

Робототехника

При создании домашних автономных устройств подчас возникает больше проблем, чем при создании военных и космических роботов. Хотя в жилых домах не бывает перепадов температур в сотни градусов, а превышение скорости на десятки сантиметров несущественно (что в условиях невесомости может сразу привести к аварии), требование максимальной безопасности значительно осложняет жизнь разработчикам.

Быстрее всего сегодня развивается рынок автономных домашних пылесосов (см. PC Week/RE, № 40/99, с. 4). Такие модели оборудованы навигационной системой и всевозможными периферийными датчиками. Роботы-пылесосы перемещаются по квартире по случайным траекториям, собирая мусор и объезжая статические предметы, и удирают от движущихся объектов (людей и животных). Кроме того, умные пылесосы способны самостоятельно возвращаться на свое “место жительства” для подзарядки.

Другой перспективный рынок — автономные газонокосилки. Например, фирма Electrolux выпускает косилки, способные подзаряжаться от солнечной батареи, запасаться энергией на ночь и работать практически круглосуточно.

Более совершенные модели интеллектуальных бытовых устройств помимо уборки мусора способны выполнять множество дополнительных функций — например, подносить напитки и тапочки. Робот Суе фирмы Probotics, постоянно подключенный к ПК, дистанционно управляется заложенной в компьютер программой. С помощью удобного визуального инструмента пользователь может, используя план комнат, определить для Суе траектории передвижения, доступные и запрещенные области в квартире. Общение с роботом выполняется по протоколу, содержащему 35 команд и 20 ответных сообщений от робота. Немаловажно, что ПО Суе открыто для совершенствования, позволяет расширять базовые возможности системы и создавать на его основе собственные программы управления роботом. В будущих версиях Суе будет поддерживаться навигационная система GPS, и он сможет передвигаться не только по комнатам, но и на приусадебном участке.

Спрос на подобные устройства растет, и известная компания NEC уже представила модель Personal Robot R100, которая поступит в продажу в 2001 г. Сейчас модель проходит тестирование в исследовательском центре компании, и журналисты уже могли лицезреть, как робот высотой 44 см и весом 8 кг въезжает в комнату руководительницы проекта Йошихиро Фуджито, вращает телеглазом, распознает ее лицо среди лиц других присутствующих и обращается к ней со словами: “Мама! Вам что-нибудь надо?”. В общей сложности робот способен произносить 300 фраз, понимать сотни команд и различать 10 лиц.

R100 может приносить мелкие вещи, вынимать почту из ящика, включать и выключать телевизор и кондиционер, записывать видео сообщения и передавать их по назначению. Он подключен к ПК и имеет встроенный процессор Intel 486 DX4. На основе этой модели NEC планирует в будущем выпускать робокошек и робособак.

Сотрудники лаборатории ИИ Массачусетсского института считают, что робот — это не просто прислуга. Он обязательно должен взаимодействовать с окружающим миром и выполнять социально значимые функции. Исходя из этой посылки, они разрабатывают робота Cog, своим внешним видом и отчасти устройством напоминающего человека. Чтобы придать роботу привычную людям походку, допустимые углы сгибания его рук и ног сделаны примерно равными человеческим. В качестве глаз робота применяются четыре видеокамеры (по две на каждый "глаз"), распознающие оттенки серого и имитирующие режим бинокулярного зрения. В ушных раковинах, работающих по принципу локатора, установлены микрофоны, на конечностях и туловище — датчики давления (имитация осязания).

Вестибулярный аппарат моделируется тремя гироскопами, расположенными в голове робота. Единственное, что пока не реализовано по аналогии, — обоняние.

Система управления представляет собой сложную иерархию устройств, от периферийных микроконтроллеров управления положением ступни до сети цифровой сигнальной системы обработки видео- и аудиоинформации. В большинство узлов Cog встроены процессоры Motorola 68332 16 МГц, на которых выполняется интерпретатор L (версия Common Lisp). Интенсивная обработка информации происходит в сети промышленных 200 МГц процессоров, управляемых ОС реального времени QNX.

Университет Северной Каролины разрабатывает роботов, способных перемещаться в завалах и спасать людей, оказавшихся под развалинами в результате различных катастроф. Робот Moccasin II, напоминающий сегментированного червяка, может проползать в туннелях диаметром 20 см и поворачивать на 90 градусов в любых направлениях, анализируя информацию от видеокамеры с подсветкой и датчиков давления, с помощью которых он "ощущает" стены и их изгибы. Moccasin II использует не электрический, а пневматический двигатель (потому что электрические искры могут спровоцировать взрыв скоплений газа) и передвигается, как обычный червяк, — сжимая и растягивая свое тело. Следующие модели робота можно будет без опаски применять при обследовании крупных технологических конструкций (танкеров, самолетов).

НАСА создала робота величиной с небольшой мячик. Он понимает голосовые команды, снабжен видеокамерой, датчиками температуры, давления и газовыми анализаторами и способен самостоятельно путешествовать внутри космических станций, выполняя мониторинг их состояния.

Военная лаборатория США Jet Propulsion Laboratory совместно с японским институтом аэрокосмических исследований наметила на январь 2002 г. первую в истории человечества высадку робота на астероид Nereus (1989ML). Он должен будет собрать образцы грунта и вернуться обратно на корабль. Пока прообраз этого робота представляет собой четырехколесный вездеход весом 2 кг и размером 28 куб. см. Он может поднимать свое "тело" значительно выше положения колесных осей или опускать его на грунт для взятия проб, подпрыгивать, пробираться в узких туннелях и, что очень важно, переворачиваться со спины на колеса в случае неожиданного неудачного падения. Робот снабжен солнечными батареями, видеокамерой, инфракрасным излучателем и системой связи с посадочным модулем и Землей. Для управления манипуляторами планируется использовать искусственные мускулы на основе электроактивных полимеров. В перспективе для исследования Марса, астероидов и комет этой же командой будут создаваться микророботы весом от 100 до 10 граммов.

Американская Ассоциация по ИИ на Национальной конференции 1999 г. организовала интересный турнир. Согласно его условиям, роботы должны были самостоятельно добраться до зала заседаний. Для этого им требовалось выстоять в очереди на регистрацию, подняться по эскалатору, получить цветной бэдж на "шею", выйти (или выползти) на сцену, в течение 2 минут рассказать о себе и попробовать ответить на простейшие вопросы. При этом учитывалась степень внешней похожести робота на человека. В первом турнире роботы двух университетских команд, добираясь до конференц-зала, пробовали хитрить — один просил окружающих подсказать ему правильное направление движения, а второй легонько подталкивал людей, обращаясь к ним с просьбой отнести его в зал.

8. Рабочая конструкция.

Уровень IQ	Число опрошенных	Среднее число детей у одного человека
120	82	2.598
105-119	282	2.238
95-104	318	2.019
80-94	267	2.464
69-79	30	1.500
Общая выборка	979	2.236

По Ч. Дарвину	По Л. С. Бергу
1. Организмы развились из одной или не многих первичных форм.	1. Организмы развились из многих тысяч первичных форм.
2. Развитие шло на основе случайных вариаций отдельных особей.	2. Развитие шло на основе закономерностей, захватывающих массу особей.
3. Развитие шло путем медленных небольших изменений.	3. Развитие шло скачками, параксизмами.
4. Наследственных вариаций много, и они идут по всем направлениям.	4. Число наследственных вариаций ограничено, и они идут по определенным направлениям.
5. Виды связаны друг с другом постепенными переходными формами.	5. Разные виды резко разграничены в силу скачкообразного происхождения.
6. Эволюция состоит в образовании новых признаков.	6. Эволюция состоит в значительной степени развертывании задатков.
7. Борьба за существование и естественный отбор являются факторами прогресса (эволюции).	7. Борьба за существование и естественный отбор —консервативный фактор, охраняющий норму.

Автор, год	Страна	Однояйцевые близнецы			Двуяйцевые близнецы
		число пар	тоже пре ступник	не пре ступник	число пар	тоже пре ступник	не пре ступник
Ланге, 1929 Германия 13 10 3 17 2 15
Розанов, 1941 США 45 35 10 27 6 21
Легра, 1932 Голландия 4. 4 0 5 0 5
Кранц, 1936 Германия 31 20 11 43 23 20
Штумпфель, 1939 Германия . 18 11 7 19 7 12
Боргстрем, 1939 Финляндия 4 3 1 5 2 3
Иосимасу, 1957 Япония 28 14 14 26 0 26
Всего: 143 97 46 142 40 102
% — 68 32 — 28 72