Человек, воспитанный автомобилями, или Эволюция разумного дизайна

Алексей Кравецкий

Родился в 1978 году в Москве. Программист, публицист, блоггер, автор живого журнала lex-kravetski

Один человек пытался опровергнуть теорию эволюции примерно следующим образом.

«Если, с вашей точки зрения, теория эволюции верна, то почему бы тогда не сказать, что среди автомобилей тоже идёт эволюция? Ну, появляются же новые автомобильные особи, которые лучше старых. Те, которые похуже, напротив, исчезают. Ни дать ни взять — естественный отбор. С точки зрения сторонника теории эволюции из этого наверняка должно следовать, что никакого разумного дизайна автомобилей нет, а есть только скрещивание и мутации самостоятельно размножающихся автомобилей!»

Когда я в своё время читал это, я поймал себя на мысли, что многие люди, опровергая, на самом деле подтверждают. То, что кажется им саркастическим опровержением, есть всего лишь ошибочная трактовка реально существующего явления. В частности, если говорить об автомобилях, то эволюция среди них действительно идёт. Причём ровно та самая, про которую говорится в теории эволюции. Сатира же основана только на введении тезиса, будто автомобили размножаются сами.

Вообще термин «эволюция» имеет два сходных, но всё-таки разных смысла. Первый из них — это «медленное постепенное развитие» в целом, в отличие от «революции», развития резкого и скачкообразного. То есть тут речь про сам тип развития, без указания на механизм оного. Второй смысл — более конкретный: в нём указывается определённый механизм, который как раз и даёт это самое «медленное постепенное развитие».
Вряд ли кто-то будет отрицать наличие эволюции автомобилей в первом смысле этого слова, но вот во втором смысле — многие отрицают. Причём отрицают настолько интуитивно, что даже полагают сие сатирическим приёмом. И отрицание это базируется на превратном понимании механизма.

Теория эволюции — это не описание «происхождения жизни из ничего» под воздействием некой мистической силы. Нет. Это — универсальный алгоритм поиска «решения», который плох своей медлительностью, но зато хорош почти полным отсутствием требований к знанию условий задачи: фактически для поиска её решения достаточно иметь «чёрный ящик», выходы которого хоть как-то реагируют на входы. Такой минимализм требований делает то, что называется «генетическим алгоритмом», практически уникальным способом решения. И потому, образно говоря, совершенно неудивительно, что сама по себе лишённая разума природа «воспользовалась» именно им.

Предположим, что у нас таки есть чёрный ящик, у которого есть сколько-то там входов и один выход. На вход он принимает числа и на выход тоже выдаётся число. Нам надо подобрать наилучшую комбинацию значений на входе. Что такое «наилучшая»? Элементарно: та, для которой на выходе будет самое большое число.

При этом мы не знаем внутреннего устройства ящика. У нас даже нет никакой гарантии, что одной и той же комбинации значений на входе будет соответствовать одно и то же значение на выходе. Можно ли решить эту задачу? Кажется, что нельзя: ведь даже полный перебор всех комбинаций входов не поможет в том случае, когда выход не связан однозначно со входами.

Но давайте модифицируем этот перебор. Пусть у нас есть тысяча «особей», каждая из которых имеет «генокод» — комбинацию входных значений. Эти особи одна за одной коснутся входов чёрного ящика и получат на выходе свои «оценки». Чем выше оценка, тем «лучше» особь. Самые лучшие оставят, скрестившись между собой, «потомство» — таких же особей, «генокод» которых является комбинацией фрагментов «генокода» родителей. Самые худшие — умрут. Чуть позже умрут и лучшие, но потомство лучших останется.

Мы видим, что в данном решении «быть лучше» значит всего лишь — «иметь больше шансов на воспроизводство похожих на себя». Ничего более. Ни слова про «сложность», «прогрессивность» и так далее. Но, как бы то ни было, мы увидим, что наша «популяция» получает у чёрного ящика всё более и более высокие оценки. Даже если ящик вдруг поменяет способ оценивания, то и тут популяция «подстроится» под эти изменения. Если только ответы чёрного ящика хоть как-то связаны со значениями на входе и если внутренняя логика чёрного ящика меняется ощутимо медленнее, чем поколения особей, мы в регулярном порядке будем иметь не самые идеальные, но относительно хорошие решения нашей задачи.

Теперь остаётся добавить последний штрих — неточность в передаче генов. Без неё популяция будет «застревать» в локальных максимумах оценок, хотя где-то поодаль есть варианты, где оценки ещё выше. «Мутации» — искажения фрагмента родительского генокода у потомков — «вышвыривают» их из той тихой гавани, где успела сосредоточиться вся популяция. Большинство мутантов получит низкую оценку и будет отсеяно, но некоторым повезёт и они «нащупают» тот генокод, который оценивается выше, чем генокод предков. Будучи успешными, «мутанты» сами произведут потомство и тем самым перетянут часть популяции в новую генетическую область.

В результате все особи как совокупность будут всё ближе и ближе подходить к решению задачи, условий которой мы практически не знаем.

Как можно видеть, тут не идёт речь о «вере в эволюцию» или о чём-то подобном. Здесь идёт речь о специфическом поиске решения задачи с условиями, которые почти неизвестны. Известно лишь одно: ближе к решению тот, кто передал свои гены дальше.

И в методе решения нет никакой мистики. Там всего три компонента:

Наследственность
Изменчивость
Воспроизводство, зависимое от результатов

Этих трёх компонентов оказывается достаточно для поиска решения.

Мы видим, что в построениях не фигурировала ни «природа», ни «живые организмы», ни даже «планета Земля». Напротив, там были абстракции: чёрный ящик — «окружающая среда», «особь» с её «генокодом», «оценка особи» и так далее. Абстрактное построение намекает нам, что данный метод должен работать в любой задаче, где мы сумеем найти прямое соответствие всем этим сущностям. И он действительно работает.

В частности, таким методом действительно можно успешно искать максимумы математической функции. Даже той, формулу которой мы не знаем или не умеем аналитически исследовать. Поиск будет небыстрым, но он даст результат. Причём даст его быстрее, чем полный перебор всех возможных значений (конечно, поскольку числовая ось непрерывна, мы можем вести полный перебор только с некоторой степенью дискретности числовых осей).

Но математикой тут дело не ограничивается. Как уже говорилось в начале, эволюция своим особым образом идёт и среди автомобилей. Только «окружающая среда», дающая оценки особям, это не природа напрямую, а сознание людей. Сознание людей пробует «автомобильные особи» на соответствие своим задачам и своему эстетическому чувству, выбирает лучшие, скрещивает, изменяет и воспроизводит. Каждая модель вбирает многое от других лучших моделей прошлого и получает свою небольшую (а иногда и большую) модификацию. Каждая модель оценивается спросом целевой аудитории — капитализм ли вокруг или социализм, прибыль ли стоит во главе угла или же удовлетворение потребностей. Автомобили не умеют скрещиваться и мутировать самостоятельно, но это не изымает их из эволюционного процесса.

Более того, модель автомобиля — частный случай идеи. Эволюция же идёт среди всех идей в целом — на той же основе, что и у автомобилей: с изменениями, скрещиванием, воспроизводством и отбором. Природа опосредовано, через сознание людей, проверяет идеи на состоятельность. Общества, ошибочно принявшие на вооружение менее качественные идеи, отстают от обществ, принявших более качественные, и уничтожаются ими — физически ли, духовно ли. Тут нет идеализма, тут всё в полном согласии с материализмом: идеальное имеет материальный носитель, но существует и оказывает воздействие на материальное. Первопричина — природа, но идеальное — один из её инструментов.

Причём даже можно пронаблюдать, каким образом революционные изменения следуют из эволюционных: популяция сосредотачивается вокруг одного из локальных максимумов, но благодаря «мутациям» постоянно находятся отдельные первопроходцы, которые «прощупывают» другие области. Когда кто-то из них случайно обнаруживает ещё более козы́рную область, и довольно быстро по меркам эволюции изрядная часть последующих поколений перекочёвывает именно в неё.

Примерно тем же способом происходят и революции социальные. Многие поколения идеологов в идеологическом эволюционном процессе безрезультатно ищут новые идеи, пока основная часть умов сосредоточена в рамках ранее найденного локального максимума. Но потом кто-то всё-таки находит очередное зерно истины, что и перетягивает умы на новое идеологическое поле. Это в результате и приводит к изменению строя, ведь говорится, что революция сначала происходит в умах.

Однако для социальных революций зачастую мало только лишь одного лишь обнаружения более «правильной» области идей, нужно ещё и некоторое состояние окружающей среды, которое как раз и делает найденную область — «правильной». Так, например, средневековая «окружающая среда» совершенно не располагала к массовому переориентированию на построение коммунизма. Для такого потребовалось бы слишком много революционных изменений за один присест.

Как связана эволюция идей с окружающей средой? Кто вообще первичен в этом процессе — окружающая среда или эволюционирующие в её рамках особи?

Иногда в вульгарном понимании теория эволюции представляется как подчинённость живых существ некоторому «внешнему миру», который как бы и не включает их, живых существ, в себя. Но на деле живые существа являются одним из объективных факторов не только отбора, но и формирования «окружающей среды». Мало того, что волки едят зайцев, чем ведут среди последних естественный отбор, — сама жизнь в целом меняет облик планеты. Состав её атмосферы. Температуру. Даже ландшафт. Это не одно-, а двунаправленный процесс. Процесс с обратной связью. В реальности чёрный ящик подвержен влиянию тех, кто прикладывается к его входам. Медленно изменяющиеся под воздействием среды популяции одновременно с собственными изменениями меняют и окружающую их среду. Жизнь не только подчиняется «условиям задачи», но и меняет их.

С идеями дело обстоит аналогично. Даже автомобили, будучи воплощены в жизнь как продукт умственной деятельности людей, поменяли некоторые детали этой самой умственной деятельности. До конца девятнадцатого века не было ни одного человека на Земле, чьи мысли хоть секунду были бы заняты покупкой или ремонтом автомобиля. Просто потому, что автомобилей ещё не существовало. Сейчас об этом ежедневно думают сотни миллионов. Про изменение же автомобилями состояния окружающей среды даже и говорить не приходится.

Подобным образом любая идея и сама является результатом эволюционного процесса, и накладывает на него отпечаток, изменяя ту самую окружающую среду, которая идеи формирует — сознание людей. А вслед за изменением сознания меняет и общественные отношения, жизнедеятельность и даже саму природу: так, выжженные напалмом джунгли Вьетнама — это результат множества идей: технологических, экономических, политических. Семь миллиардов человек на Земле — тоже результат идей. Многих миллионов идей: идеи сельского хозяйства, колеса, доменных печей, цикла Карно, марксизма.

В какой-то мере тезис о «разумном дизайне жизни на Земле» верен: действительно, изрядная часть жизни — результат разумного дизайна. Действительно, эту жизнь дизайнил в том числе разум — от его зачатков в виде нервных узлов у насекомых до располагающегося в мозгах людей. От личного до коллективного.

Но одновременно всё это было результатом эволюции. Именно она формировала и носители разумов, и их тела, и их идеи. И одновременно носители разумов, и их тела, и их идеи были факторами эволюции.