Наука Плоского мира. Книга 4. День Страшного Суда

Среди тех, кто признаёт эволюцию как очевидную метафору для многих случаев технологического прогресса, было распространено мнение, что главным отличием биологической эволюции от технической является ламаркианский характер последней, по имени Жан-Батиста Ламарка – французского натуралиста и современника Дарвина, тогда как биологическая эволюция действует согласно дарвиновской теории. По Ламарку в эволюции приобретённые свойства наследуются: если кузнец нарастил себе огромные мускулы, то его сыновья тоже должны обладать сильными руками, что совершенно неправдоподобно. Неодарвинизм уточняет, что наследуются лишь те характеристики, которые заложены в генах.
В последнее время граница немного размылась, и каждый механизм эволюции приобрёл черты, присущие своему оппоненту. Техническое развитие переняло у эволюции приём построения так называемых генетических алгоритмов для создания новых продуктов. Замыслы, преобразованные в цифровую форму, перетасовываются, как при биологической рекомбинации – способе, каким органическая эволюция перемешивает гены обоих родителей. Следующее технологическое поколение, возникшее в результате этого процесса, сочетает в себе наиболее полезные функции предыдущих. Иногда при этом возникают новые свойства, и если они тоже оказываются полезными, их сохраняют. Зачастую итоговый результат недоступен даже изобретателям. Эволюция же вообще не подчиняется человеческому нарративиуму.
Чисто дарвиновский феномен генетической ассимиляции может очень походить на ламаркианский. Постепенное изменение популяции путём отбора рабочих генетических комбинаций способно поменять и пороговые значения, при которых вступают в игру те или иные возможности. В результате эффект, изначально зависевший от внешних стимулов, в последующих поколениях проявляется автономно. Например, при ходьбе кожа на подошвах наших ног утолщается: это приобретаемое свойство. В то же время генетическая рекомбинация, благодаря которой кожа на подошвах ножек младенца толще с самого рождения, делает этот процесс более эффективным, а следовательно, признак становится предпочтительным при отборе. Каждая новая работающая функция, неважно, приобретённая или нет, увеличивающая шансы выжить и дать потомство, помогает дарвиновской эволюции нащупать некое полезное качество и использовать его. Возможно, генетическая ассимиляция является обычным способом, посредством которого адаптация, изначально реагировавшая лишь на внешние раздражители, встраивается в формулу развития.
В частности, если говорить о разграничении технической и органической эволюции, старинное разделение между теориями Ламарка и Дарвина утрачивает силу. Однако это не означает, что различия нет вообще. Приятно думать, что дарвиновская теория абсолютно не может быть применена по крайней мере к одному аспекту технологической эволюции, а именно к прогнозу возможных последствий ещё до разработки новой технологии или соответствующего ей устройства. Человеческие технологии – порождение воображения множества изобретателей и исследователей, своего рода умозрительное зондирование кауфманова пространства смежных возможностей. Так сказать: «А что будет, если…?» По большей части прогнозирование результатов приводит к отказу от неэффективных изобретений без докучной необходимости воплощать их на практике и тестировать. «Это не сработает, так как…» Или: «Никто не будет этим пользоваться потому, что…» Или: «Выйдет слишком дорого». Или: «Вряд ли эта штуковина способна заменить собой существующую».
Кажется невероятным, что подобный творческий процесс имеет аналог в органическом мире, и тем не менее он имеет. В 1896 году психолог Джеймс Марк Болдуин задался вопросом, могут ли животные, проводящие поведенческие эксперименты, включиться в эволюционный процесс, по существу, представляя, что будет, если они постараются выполнить задачу, которая им пока не по зубам. Например: окапи похожи на короткошеих и коротконогих жирафов. Предположим, что один предприимчивый окапи, несмотря на многократные неудачи, будет пытаться дотянуться до веток дерева со вкусной листвой. Именно по причине постоянных неудач эти попытки можно считать аналогом воображения. Однако некоторым особо удачливым окапи с чуть более длинными конечностями и шеей может сопутствовать успех, что и приведёт, в конце концов, к появлению жирафов. Этот процесс получил название «эффект Болдуина».
 
Несколько лет назад мы как раз стали свидетелями процесса становления экзаптации, то есть такого поведения животных, которое может стать истоком нового эволюционного вектора. Сомики-плекостомусы – одни из самых распространённых аквариумных чистильщиков, освобождающие от микроводорослей стекло своим ртом-присоской. В дикой природе они могут цепляться за камни, поедая водоросли; кроме того, у них имеется отличная «броня» в виде колючих спинных и грудных плавников. В неволе эти характеристики служат им для совершенно иных целей, в чём мы убедились собственными глазами, понаблюдав за аквариумными рыбками в комнате отдыха математического института Уорикского университета. Естественные способности сомиков позволяют им намного лучше прочих рыб собирать плавающие гранулы корма, при этом они используют метод, неизвестный их диким сородичам – переворачиваются на спину и захватывают ртом-присоской пропитавшиеся водой гранулы, отгоняя конкурентов шипастыми плавниками. Так, рот сомиков, приспособленный для объедания водорослей с камней, был адаптирован, а правильнее сказать экзаптирован, для захвата пищи с поверхности воды. Эффективность метода повышается, если у рыбы имеется действенная защита, а еда достаточно мягкая.
В будущем генетическая ассимиляция сможет свободно закрепить в генах этот вид экзаптированного поведения популяции сомиков-плекостомусов. Оно может быть зафиксировано в ходе естественного отбора, а затем адаптировано по мере продвижения по эволюционному вектору так, что сбор еды с поверхности водоёма станет для этих рыбок естественным поведением.
В действительности что-то подобное уже случалось, пусть и не с потомством сомиков из математического института, тем более что его у них не было. Речь идёт о сомах-перевёртышах Synodontis nigriventris [53], которые, используя похожую технику, охотятся на насекомых у поверхности воды. Таким образом, перед нами как начало, так и итог вполне правдоподобной гипотезы развития эволюционного вектора. Вероятно, всё началось с одного голодного сомика, плескавшегося на мелководье и заприметившего кучу еды на поверхности водоёма, скорее всего, дохлых насекомых. Сомик переворачивается в попытке схватить аппетитный кусочек. Даже если его потуги заканчиваются по большей части провалом, каждая случайная удача вознаграждается вкусненьким. С того самого дня этот сомик проявляет большой интерес к этому источнику пищи и всё чаще заплывает на отмель. Его потомство, растущее в том же водоёме, при аналогичном поведении получило дополнительные шансы победить в естественном отборе, а последующие генетические изменения их закрепили.
Однако этот сценарий противоречит утверждениям Стивена Гулда, которые он изложил в книге «Улыбка фламинго». Он полагал, что адаптация поведения фламинго, вроде питания вниз головой при вылавливании рачков в солёных озёрах, должна основываться единственно на кардинальном отклонении от нормального использования клюва. Животные тоже могут немного поэкспериментировать, и если эксперимент завершается удачно, новый алгоритм будет встроен в их дальнейшее поведение. Затем, если речь идёт о таких важных вещах, как еда или спаривание, естественный отбор может его улучшить.
Техническая эволюция может избежать бессмысленной траты времени, связанной с ожиданием следующего поколения и нового функционала, которая свойственна эволюции биологической. Это достигается двумя путями. О первом мы уже упоминали: человеческий разум в состоянии сразу «перепрыгнуть» в пространство смежных возможностей и представить, будет ли идея работать.