Розділ «4. Генна машина»

Отже, сюжет такий: на відстані 200 світлових років від нас, у сузір’ї Андромеди, існує цивілізація[16]. Її представники прагнуть поширити свою культуру на далекі світи. Як це зробити найкращим чином? Про безпосереднє відвідання цих світів і мови бути не може. Теоретично, найбільша швидкість, з якою можна переміщуватися з однієї точки Всесвіту до іншої, обмежена швидкістю світла, але на практиці різні технічні обмеження роблять її ще меншою. Крім того, у всесвіті може виявитися не так вже багато планет, що їх варто було б відвідати, та й як довідатися, куди саме треба летіти? Радіо є найкращим способом спілкування з рештою Всесвіту, оскільки, маючи достатньо енергії для передачі сигналів в усіх напрямках, замість однієї може охопити велику кількість планет (ця кількість зростає пропорційно квадрату відстані, що її долає сигнал). Радіохвилі поширюються зі швидкістю світла, а це означає, що для досягнення Землі сигналові з Андромеди знадобиться 200 років. Проблема в тому, що на таких відстанях неможливо підтримувати нормальний діалог. Навіть якщо облишити той факт, що кожне наступне повідомлення з Землі передавалось би людьми, що їх розділятиме дванадцять поколінь, спілкування на таких відстанях було би простим марнуванням зусиль.

Ця проблема скоро серйозно нас непокоїтиме, адже відстань від Землі до Марса радіохвилі долають приблизно за чотири хвилини. Не може бути й сумнівів, що космонавтам доведеться відмовитися від звички спілкуватися короткими реченнями по черзі та перейти на довгі монологи, більше схожі на звукові листи, ніж на розмову. Як наголосив у іншому прикладі американський біолог Роджер Пейн, акустика моря має певні специфічні властивості, завдяки яким надзвичайно голосну «пісню» деяких китів теоретично можна було б почути усюди, але за умови, що вони пливтимуть на певній глибині. Невідомо, чи саме так кити спілкуються один з одним на дуже великих відстанях, але якщо це правда, вони мають долати ту саму проблему, що й астронавт на Марсі. Швидкість поширення звуку в воді є такою, що їхня пісня долатиме Атлантичний океан разом із отримуваною відповіддю приблизно дві години. Гадаю, саме цим і пояснюється той факт, що деякі кити виголошують безперервні монологи, не повторюючись протягом восьми хвилин. Вони знову і знову співають свою пісню від початку і до кінця, і кожен повний цикл так само триває приблизно вісім хвилин.

Мешканці Андромеди у романі повелися так само. Їм не було сенсу чекати на відповідь, тому вони зібрали все, що хотіли сказати, в одне величезне неперервне повідомлення і передавали його в космос знову і знову, з циклічністю в кілька місяців. Проте їхнє повідомлення було іншим, ніж у китів. Воно містило закодовані інструкції для створення і програмування гігантського комп’ютера. Певна річ, ці інструкції викладені були не людською мовою, але вправний криптограф може розшифрувати практично будь-який код, особливо якщо розробники коду хочуть, щоби це було легко зробити. Прийняте радіотелескопом Джодрелла Бенка повідомлення було зрештою розшифровано, комп’ютер створено, а програму запущено. Результати ледве не стали катастрофою для людства, бо наміри інопланетян виявились аж ніяк не альтруїстичними, і цей комп’ютер впритул наблизився до диктатури над світом, поки головний герой роману врешті не розтрощив його сокирою.

Для нас цікаво з’ясувати, в якому сенсі можна вважати, що мешканці Андромеди маніпулювали подіями на Землі. Адже вони не мали прямого контролю над роботою комп’ютера взагалі. Зрештою, вони навіть не мали жодної можливості довідатися про створення комп’ютера, бо інформація про це досягла їх лише через 200 років. Рішення та дії комп’ютера були суто самостійними. Він не міг звернутися до своїх господарів навіть за загальними інструкціями. Через нездоланний 200-річний бар’єр усі його інструкції мали бути вбудовані заздалегідь. Отже, він мав бути запрограмований надзвичайно подібно до шахового комп’ютера, але з більшою гнучкістю і здатністю сприймати місцеву інформацію. Це було зроблено для того, щоби програма мала змогу працювати не лише на Землі, але й на будь-якій планеті з розвиненими технологіями, в будь-якому Всесвіті, про подробиці умов життя яких мешканці Андромеди не мали жодної гадки.

Так само, як їм потрібно було мати на Землі комп’ютер, що день-у-день приймав за них рішення, нашим генам потрібно було створити мозок. Але гени — це не вже не інопланетяни, що надсилають закодовані інструкції; вони самі є такими інструкціями. Причина, через яку вони не смикають нас за шворки наче ляльок, та сама — відставання в часі. Робота генів полягає в контролі білкового синтезу. Це потужний спосіб маніпулювання світом, але вкрай повільний. Для того, щоб створити ембріон, потрібні місяці терплячого смикання за білкові ниточки. Головною ж особливістю поведінки є швидкість. Вона працює за часовою шкалою не місяців, а секунд і часток секунд. Щось трапилось: над головою промайнула сова, шерех високої трави зрадив хижака, і нервова система за мілісекунди починає діяти — стрибок, і чиєсь життя врятовано (або втрачено). Гени не вдаються до такої реакції. Як і мешканці Андромеди, гени можуть лише добре попрацювати заздалегідь, створивши для себе швидкий комп’ютер і завчасу запрограмувавши його на правила й «поради» для подолання всіх проблем, що їх вони здатні «передбачити». Але життя, як і гра в шахи, пропонує надто багато різних випадковостей, аби всі їх передбачити. Подібно до програміста шахової гри, гени мають «інструктувати» свої машини для виживання не щодо окремих моментів, а пропонувати їм загальні стратегії і маневри[17].

Відомий зоолог і нейропсихолог Дж. З. Янг запевняв, що гени мають виконувати завдання, подібні до передбачення. На етапі створення ембріона машини для виживання небезпеки і проблеми її подальшого життя перебувають у майбутньому. Хто скаже, який хижак підстерігатиме її в кущах або яка прудконога здобич трапиться їй на шляху? Нема такого ані пророка, ані гена. Але деякі загальні передбачення зробити вже можна. Гени полярного ведмедя можуть впевнено передбачити, що майбутнє їхньої ще ненародженої машини для виживання буде холодним. Вони не розмірковують про це як про пророцтво, вони взагалі не розмірковують. Вони беруться створювати густе хутро, бо саме це завжди робили для попередніх організмів, через що вони досі існують у генофонді. Вони також передбачають, що земля буде вкрита снігом, і їхнє передбачення набуває вигляду хутра білого кольору, яке менше впадатиме у вічі. Якби клімат Арктики раптово змінився і ведмежа народилося б у тропічній пустелі, передбачення генів виявилось би хибним, за що вони були б покарані. Ведмежа загинуло б, і вони разом з ним.

Передбачення в нашому складному світі — справа ризикована. Кожне рішення, що його приймає машина для виживання, є азартною грою, і гени мають заздалегідь запрограмувати мозок так, щоби він продукував ефективні рішення. Валютою, що цінується у казино еволюції, є виживання (зокрема генів, хоча для багатьох потреб потрібне виживання індивіда). Якщо підійти до води, з’являється загроза стати здобиччю хижаків, що часто полюють у таких місцях. Якщо ж оминати воду, доведеться померти від спраги. Ризик є завжди і будь-коли, тому слід приймати такі рішення, щоби збільшити шанси на тривале життя генів. Мабуть, найкращим варіантом для нашого прикладу буде якомога довше терпіти спрагу, а тоді добряче напитися води про запас. Так можна зменшити саму кількість небезпечних походів, але коли ви нарешті почнете пити, доведеться надовго опустити додолу очі. Іншим непоганим варіантом може бути пити потроху і часто, швидко ковтаючи воду й одразу тікаючи. Яка стратегія азартної гри є найкращою, залежить від різних складних факторів, серед них — мисливські звички хижаків, що теж еволюціонували до максимально потрібної їм ефективності. Тому треба зважити всі можливості. Однак не варто думати, що тварини роблять ці розрахунки свідомо. Достатньо пам’ятати, що індивіди, гени яких створюють мозок саме так, щоб він робив правильний вибір, одразу отримують більші шанси на виживання і поширення цих самих генів.

Побавимося ще трохи метафорою азартної гри. Гравець повинен зважати на три головні речі: ставку, шанси і виграш. Якщо виграш є дуже великим, гравець готовий ризикнути великою ставкою. Гравцеві, що ризикне поставити все на один розіграш, може добряче поталанити. Він може й чимало програти, але в середньому гравці з високими ставками виграють десь так само, як ті, що грають на малий виграш з низькими ставками. Подібним є порівняння між спекулятивним і обачним інвестором на фондовому ринку. До того ж фондовий ринок є кращою аналогією за казино, бо казино не працює у збиток (що, зокрема, означає, що гравці з високими ставками загалом стають біднішими, ніж гравці з низькими ставками, а гравці з низькими ставками — біднішими за тих, хто взагалі не грає. Але це не стосується нашої теми). Розумними виглядають обидві стратегії гри. А чи є тварини, що грають за високими ставками, а також дещо консервативніші? У 9-му розділі ми переконаємося, що досить часто схильними до ризику можна вважати самців, а от більш обачними — самиць, надто це стосується полігамних видів, де самці змагаються за самиць. Натуралісти, що читають цю книгу, можуть згадати ті види, що близькі до опису ризикованих гравців з високими ставками або більш консервативних. Я ж вертаюся до більш загальної теми механізму «передбачень» генами майбутнього.

Передбачувати у доволі непередбачуваних умовах середовища сприяє здатність до навчання. Її програма може набувати вигляду таких інструкцій для виживання: «Ось перелік речей, що визнаються приємними: солодкий смак у роті, оргазм, комфортна температура, дитяча усмішка. А ось перелік неприємних речей: різні види болю, нудота, порожній шлунок, дитячий плач. Якщо ви зробите щось, що викличе одну з цих неприємностей, запам’ятайте і уникайте цього. А от те, що робить приємність, повторюйте». Перевага такого програмування у тому, що воно значно скорочує кількість детальних правил, що їх потрібно включити до первинної програми. Крім того, воно навчає реагувати на зміни умов середовища, що їх не вдалося передбачити. Зрештою, певні передбачення все ж необхідні. В нашому прикладі гени передбачають, що солодкий смак у роті, а також оргазм будуть «хорошими» тому, що споживання цукру і спаровування сприятимуть виживанню генів. Варіанти сахарину та мастурбації не передбачаються, як і небезпека надмірного споживання цукру в наших умовах існування, де його неприродно багато.

Здатність навчатися використовується і в деяких шахових комп’ютерних програмах. Ці програми удосконалюються через те, що грають проти людей або інших комп’ютерів. Хоча вони й мають свій арсенал правил і тактик, у їхньому процесі прийняття рішень передбачена незначна тенденція до випадковості. Вони записують попередні рішення, і щоразу, коли виграють, дещо підвищують рівень тактик, що призвели до перемоги, аби наступного разу з дещо більшою вірогідністю обирати ті самі тактики знову.

Одним із найцікавіших методів передбачення майбутнього є моделювання ситуації. Якщо генерал захоче дізнатися, чи буде саме цей план військової операції кращим за альтернативний, то зіштовхнеться із проблемою. Адже ще існують невідомі фактори: погода, бойовий дух його власних військ, а також можливі контрзаходи супротивника. Одним зі способів з’ясувати, чи вдалий цей план, є вдатися до нього і побачити наслідки. Та не варто вдаватися до цього зі всіма задуманими спокусливими планами, бо кількість чоловіків, охочих померти «за свою країну» обмежена, а от кількість самих планів досить велика. Краще випробовувати різноманітні плани під час навчань, ніж у справжньому бою. Це можуть бути повномасштабні навчання, де «північні» воюють із «південними» холостими боєприпасами, але навіть це вимагає часу і матеріальних витрат. Менш витратними будуть військові ігри з пересуванням по великій мапі солдатиків і маленьких іграшкових танків.

В останні роки велику частину функції моделювання взяли на себе комп’ютери, і не лише у військовій стратегії, але й в усіх сферах, де необхідно передбачати майбутнє: економіці, екології, соціології та ін. Це відбувається так. У комп’ютер закладається модель певного аспекту зовнішнього світу. Це не означає, що, знявши кришку, ви побачите всередині мініатюрний макет однакової форми з об’єктом моделювання. В шаховому комп’ютері немає «образної картини» всередині банку пам’яті, де вгадується шахова дошка з кіньми і пішаками. Шахова дошка та поточне положення фігур на ній буде представлена стовпчиками цифр комп’ютерного коду. Для нас мапа є мініатюрною моделлю частини світу, втиснутою у два виміри. В комп’ютері ж мапа цілком може бути представлена переліком міст та інших координат, кожна з двома числами — широтою і довготою. Але в якому б вигляді комп’ютер не тримав модель світу в своїй «голові», головне, щоби він міг керувати нею, маніпулювати, експериментувати і повідомляти про результати операторам зрозумілими для них термінами. З такою технікою моделювання можна вигравати чи програвати битви, пілотувати чи розбивати літаки, доводити економіку до процвітання чи кризи. Кожного разу весь процес відбувається всередині комп’ютера протягом крихітної частки часу, який би він забрав у реальному житті. Певна річ, моделі світу бувають вдалі та погані, і навіть вдалі є такими лише приблизно. Жодне моделювання нездатне точно передбачити, що станеться в реальності, але вдале моделювання значно краще за метод необачних спроб і помилок. Моделювання можна назвати вікарними спробами і помилками — терміном, що його, на жаль, давно вже привласнили знавці щурячої психології.

Якщо моделювання є аж такою чудовою ідеєю, слід було б очікувати, що машини для виживання використають його першими. Зрештою, вони винайшли багато інших технік людського проектування задовго до того, як ми вийшли на сцену: лінзу, що фокусується, і параболічний рефлектор, частотний аналіз звукових хвиль, сервоуправління, сонар, буферний накопичувач вхідної інформації, а також безліч інших з довгими назвами, деталі яких не важливі. А як щодо моделювання? Що ж, коли ви самі маєте наважитися на складне рішення, що передбачає невідомі фактори у майбутньому, то вдаєтеся до певної форми моделювання. Ви уявляєте, що може статися, якщо обрати кожен із доступних вам варіантів. Ви створюєте у своїй голові модель не всього на світі, а обмеженого набору факторів, що, на вашу думку, можуть мати значення. Ви начебто виразно бачите їх подумки або бачите і маніпулюєте їхніми стилізованими абстракціями. Але малоймовірно, що десь у вашому мозку виникне справжня просторова модель подій, що їх ви собі уявляєте. Але, так само, як у комп’ютері, деталі того, як ваш мозок представляє свою модель світу, менш важливі за факт, що він здатен використовувати її для передбачення можливих подій. Машини для виживання, що здатні моделювати майбутнє, перебувають на один крок попереду тих, що лише вчаться на спробах і помилках. Та спроби потребують багато часу і енергії, а помилки стають часто фатальними. Моделювання безпечніше і швидше за них.

Виглядає так, що еволюція здатності до моделювання досягла своєї кульмінації в суб’єктивній свідомості. Чому так сталося, мені видається найскладнішою загадкою, що її має вирішити сучасна біологія. Немає жодних підстав припускати, що електронні комп’ютери, коли моделюють, мають свідомість, хоча слід визнати, що в майбутньому вони такими можуть стати. Можливо, свідомість виникає, коли модельований мозком світ стає настільки повним, що має створити модель самого себе[18]. Вочевидь, кінцівки і тіло машини для виживання мають складати важливу частину змодельованого нею світу; мабуть, із тих самих причин моделювання саме можна вважати частиною світу, що його треба змоделювати. Тобто, іншим словом на означення цього може бути «самосвідомість», але я не вважаю його вдалим поясненням еволюції свідомості. Скоріше, воно лише частково це робить, бо містить в собі безкінечний регрес — якщо є модель моделі, то чому б не бути моделі моделі моделі…?

Які б філософські проблеми не порушувала свідомість, у межах цієї книги її можна вважати кульмінацією еволюційної тенденції до звільнення машин для виживання, що здатні приймати поточні рішення, від їхніх кінцевих господарів — генів. Розум не лише відповідальний за повсякденний перебіг справ машин для виживання, він також набув здатності передбачати майбутнє і діяти щодо цього. Розум навіть може повстати проти диктату генів, наприклад, не бажаючи мати стільки дітей, на скільки здатен організм. Але, як ми ще побачимо, в цьому відношенні людина є дуже особливим випадком.

Як усе це стосується альтруїзму і егоїзму? Я хочу сказати, що поведінка тварин, альтруїстична чи егоїстична, хоч і контролюється генами не безпосередньо, однак дуже потужно. Диктуючи сам спосіб створення машин для виживання та їхніх нервових систем, гени тримають верховну владу над поведінкою. Але за кожної конкретної нагоди рішення про те, що робити далі, приймається нервовою системою. Гени є свого роду законодавцями, а мозок — виконавцем. Але в міру свого розвитку мозок зазіхає на дедалі більш актуальні стратегічні рішення, вдаючися до таких прийомів, як навчання і моделювання. Логічним результатом цієї тенденції, що її досі не досягнув жоден інший вид, могло би стати повідомлення генів машинам виживання однієї загальної стратегічної інструкції: «Робіть усе, що ви вважаєте найкращим для збереження нашого життя».

Аналогії між комп’ютерами і прийняттям рішень у людей — це, авжеж, чудово. Але зараз нам час отямитися і згадати, що еволюція насправді відбувається крок за кроком, завдяки диференційному виживанню генів у генофонді. Тому, якщо метою є еволюція схеми поведінки — альтруїстичної чи егоїстичної — необхідно, щоби ген такої поведінки мав змогу вижити у генофонді успішніше за конкурентний ген (алель) якоїсь іншої поведінки. «Ген альтруїстичної поведінки» означає будь-який ген, що впливає на розвиток нервових систем таким чином, що робить імовірним їхнє альтруїстичне поводження[19]. Чи існують якісь експериментальні докази генетичної спадковості альтруїстичної поведінки? Ні, але це навряд чи дивно, позаяк генетика будь-якої поведінки вивчена ще недостатньо. Натомість, я краще розповім вам про одне дослідження схеми поведінки, що не засвідчила свій очевидний альтруїзм, але виявилася досить складною, щоб зацікавити. Вона здатна бути моделлю того, як може успадковуватись альтруїстична поведінка.

Медоносні бджоли страждають від інфекційного захворювання під назвою гнилець. Воно вражає личинок в їхніх чарунках. Серед порід, що використовуються бджолярами, одні мають більший за інших ризик захворіти, до того ж виявилося, що різниця між породами (принаймні, іноді) є поведінковою. Існують так звані гігієнічні різновиди бджіл, що швидко придушують епідемію, локалізуючи уражених личинок, витягуючи їх із чарунок і викидаючи з вулика. Інші ж різновиди є чутливими до захворювання, бо не практикують таке гігієнічне дітовбивство. Насправді, поведінка заради гігієни доволі складна. Робочі бджоли мають виявити всі чарунки з хворими личинками, прибрати з них воскові кришечки, витягти личинок, пропхати їх крізь отвір вулика і викинути геть.

Проведення генетичних експериментів із бджолами — доволі складний процес через різні причини. Робочі бджоли не розмножуються звичайним способом, тому доводиться схрещувати матку одного різновиду з трутнем (самцем) іншого, а потім спостерігати за виведеними робочими бджолами. Саме так зробив професор Ротенбюлер. Він виявив, що у вуликах гібридів першого покоління всі бджоли не були гігієнічними: звички їхніх батьків виглядали втраченими, хоча, як виявилося, належні гени не зникли, однак стали рецесивними, як гени блакитних очей у людини. Коли ж Ротенбюлер вдався до зворотного схрещування гібридів першого покоління з чистим гігієнічним різновидом (знов-таки використовуючи маток і трутнів), то отримав вельми цікавий результат. Вулики потомства поділилися на три групи. Одна група демонструвала ідеальну очищувальну поведінку, друга її не виявила, а у третій групі вона була неповною. Ця остання група відкривала чарунки з хворими личинками, але не позбувалася їх. Ротенбюлер висунув припущення, що у цієї групи могли бути два окремих гени: один відповідав за відкривання чарунок, а другий — за викидання личинок. Звичайні гігієнічні різновиди мали обидва гени, натомість вразливі породи мали алелі (конкурентів) обох генів. Гібриди ж, що демонстрували двоїсту поведінку, мабуть, мали ген відкривання чарунок (в подвійній кількості), але не викидання личинок. На думку Ротенбюлера, його експериментальна група чи не цілком негігієнічних бджіл може приховувати підгрупу, що має ген викидання личинок, але нездатна продемонструвати це, бо позбавлена гена відкривання чарунок. Він довів це дуже просто, познімавши кришечки чарунок. Тоді половина начебто негігієнічних бджіл повикидала хворі личинки[20].

Ця історія ілюструє низку важливих моментів, про які йшла мова у попередньому розділі. Вона переконала, що можна абсолютно впевнено говорити про «ген такої-то поведінки», навіть якщо ми не маємо жодної гадки про хімічний ланцюг ембріональних причин, що ведуть від гена до поведінки. Може навіть виявитися, що цей ланцюг причин передбачає навчання. Наприклад, може бути, що ген відкривання чарунок здійснює свій вплив, змушуючи бджіл розсмакувати заражений віск. Тобто, поїдання воскових кришечок, що затуляють інфікованих личинок, видаватиметься їм приємним, а тому їм це хотітиметься. Навіть якщо цей ген діє саме так, він однак є геном «відкривання», бо за інших однакових умов бджоли, що його мають, урешті-решт відкривають чарунки, а ті, що не мають, не відкривають.