В РОМАНЕ «ПОСЛЕДНИЙ КОНТИНЕНТ» волшебники встретились с богом эволюции. Тот делал все так, как и положено божеству:
«Просто шедевр. – Из слона показался Чудакулли. – И колеса отличные. А детали ты красишь до или после?»
Бог эволюции собирал свои создания кусочек за кусочком, как мясник, только наоборот. Ему особенно нравились змейки и черви, потому что они были простыми: их можно было скатывать, как ребенок колбаски из пластилина. Но может ли меняться вид, однажды созданный богом эволюции? В Плоском мире именно так и происходит, потому что этот бог то и дело норовит внести какие-то изменения… Но как все происходит без божественного вмешательства?
Те, кто разводит домашних животных, будь то охотничьи собаки или мясные свиньи, прекрасно знают, что живые существа могут понемногу изменяться из поколения в поколение. Человек, с помощью «неестественного отбора», может вывести длинных и худых норных собак или крупных толстых свиней, дающих больше бекона в пересчете на одно копыто. Это знали как волшебники, так и англичане Викторианской эпохи. Но до XIX века никому, похоже, в голову не приходило, что подобным же образом можно объяснить и удивительное многообразие форм земной жизни: от бактерий до бактрианов и от лисичек до лисиц.
Они не подумали об этом по очень простой причине. Если ты разводишь собак, то в итоге у тебя всегда получаются собаки, а не бананы или рыбы. Разведение животных сродни магии: если человеку нужна длинная худая собака, то он берет коротеньких толстеньких собачек и с помощью кое-каких хитростей (если не заклинаний) получает длинных худых собак. Бананы же, какими бы длинными и худыми они ни были, – плохое подспорье в этом деле. Кажется, что организмы не могут менять биологический вид, они могут лишь изменять формы, если человеку этого очень хочется, но все равно останутся в пределах своего вида.
Около 1850 года два человека независимо друг от друга задумались, а не играет ли природа в точно такую же игру, только куда более масштабную, не ставя перед собой при этом никаких конкретных целей (именно в предположении, что природа ставит перед собой какие-то цели, и заключалась «ахиллесова пята» всех предыдущих рассуждений на подобные темы). То есть они предположили наличие некой «самоходной» магии, естественного отбора в противовес отбору, проводимому людьми. Одним из них был Альфред Уоллес, а вторым Чарльз Дарвин, куда более известный, чем первый, в наше время.
Дарвин провел много лет в путешествиях по всему миру. С 1831 по 1836 год он в качестве натуралиста ходил на корабле Его Величества «Бигль». Работа Дарвина заключалась в записи наблюдений за растениями и животными. В письме от 1877 года Дарвин вспоминает, что во время путешествия он еще верил в «неизменность видов», но по возвращении домой в 1836 году задумался о важности своих наблюдений и понял, что «множество фактов указывает на общность происхождения видов». Под этой фразой он подразумевал, что различные теперь виды, возможно, имели общих предков. То есть виды, вероятно, обладают способностью меняться. Эта идея была отнюдь не нова, однако именно Дарвин первым понял возможный механизм таких изменений.
Между тем Уоллес изучал флору и фауну Бразилии и Вест-Индии. Сравнив данные по этим двум регионам, он пришел к тем же выводам, что и Дарвин. В 1858 году Дарвин все еще продолжал обдумывать свои идеи, намереваясь впоследствии издать большую книгу, в которой изложить все свои открытия. Уоллес же планировал написать небольшую статейку с основными выводами. Будучи настоящим английским джентльменом, Уоллес предупредил Дарвина о своих намерениях, чтобы тот успел что-нибудь опубликовать первым. Тогда Дарвин быстренько написал небольшой доклад в Линнеевское общество, а через год издал и книгу под названием «Происхождение видов», правда, далеко не такую объемистую, как собирался. Доклад Уоллеса появился в том же журнале чуть позже, хотя официально доклады обоих ученых были представлены на одном и том же заседании общества.
Какой же была первая реакция на эти две эпохальные статьи? Вот что написал в своем ежегодном отчете президент общества Томас Белл: «В сущности, этот год не был отмечен какими-либо поразительными открытиями, которые произвели бы переворот в своей области науки». Однако восприятие коллег изменялось по мере того, как к ним приходило осознание экстраординарности теории Дарвина и Уоллеса. Тем еще и досталось от духовных собратьев Наверна Чудакулли за то, что они посмели предложить правдоподобую альтернативу библейскому креационизму. В чем же заключалась эта эпохальная идея? Она была настолько проста, что совершенно ускользала от внимания кого бы то ни было. Томас Гексли, прочитав «Происхождение видов», заметил: «Как-то глупо было не подумать об этом раньше».
Вот эта идея: для того чтобы изменять животных, человек не нужен; они вполне могут делать это самостоятельно, а точнее – друг с другом. Это и есть механизм естественного отбора. Герберт Спенсер, проделавший огромную журналистскую работу по популяризации теории Дарвина, изрек: «Выживает сильнейший». С одной стороны, эти слова имеют преимущество: они могут убедить каждого, что он хорошо понимает теорию Дарвина, но, с другой стороны, имеется и существенный недостаток: они могут убедить каждого, что он понимает идею Дарвина хорошо. В общем, это были классические «враки детям», вводившие в заблуждение многочисленных критиков теории эволюции и заставлявшие их нападать на положение, давно почившее в бозе, а кроме того, породившие некоторые дурацкие и мерзкие политические теории.
Начав с огромного количества наблюдений за многочисленными видами растений и животных, Дарвин убедился, что организмы могут изменяться сами по себе, причем измениться настолько, чтобы по прошествии длительного времени дать начало новым видам.
Представьте себе множество существ одного и того же вида. Они конкурируют между собой за разные ресурсы, например – еду, и не только между собой, но и с другими видами. Теперь предположим, что по какой-то случайности одно или несколько животных получают потомство, лучше приспособленное для того, чтобы выигрывать конкурентную борьбу. Подобные особи имеют больше шансов выжить и дать жизнь следующему поколению, которое может обладать тем же преимуществом. И наоборот, если одно или несколько животных получат потомство, менее приспособленное к конкурентной борьбе, последнему будет труднее выжить и продолжить свой род, а если кто-то все-таки успеет это сделать, его потомству все равно будет труднее сохраниться. Таким образом, даже небольшое преимущество приведет к тому, что через несколько поколений популяция будет сплошь состоять из «победителей». На самом деле эффект от таких преимуществ будет расти как снежный ком, и особенно много времени на это не понадобится.
Естественный отбор представляется довольно незамысловатой идеей, однако слова вроде «конкуренция» или «выиграть» слишком многозначны. Очень легко сделать ошибочное заключение о коварстве эволюции. Когда птенец выпадает из гнезда и становится обедом проходящей мимо кошки, мы оказываемся свидетелями борьбы за выживание между кошками и птицами. Но если подобную сцену считать конкуренцией видов, получается, что кошки выигрывают вчистую. Почему же тогда птицы до сих пор не вымерли, оставив Землю кошкам?
Потому что давным-давно кошки и птицы как бы пришли к соглашению, что выжить должны оба вида. Если птицы будут бесконтрольно размножаться, через некоторое время их станет так много, что им не будет хватать пищи. К примеру, самка скворца в течение жизни откладывает 16 яиц. Если все птенцы выживут и дадут потомство, то популяция скворцов каждое поколение будет увеличиваться в восемь раз (по 8 птенцов на каждого из родителей). Такой экспоненциальный рост чрезвычайно быстр: к 70‑му поколению можно будет сложить шар размером с Солнечную систему из скворцов (а вовсе не из голубей, хотя кому-то кажется, что это именно их высокое предназначение).
Таким образом, единственно приемлемый темп роста популяции скворцов – это нулевой, то есть два птенца (в среднем) на двух взрослых скворцов. Одно поколение будет сменяться другим, не более, но и не менее. Если выжившего потомства окажется слишком много, то вид ждет демографической взрыв; если слишком мало – он рискует исчезнуть. Значит, 14 из 16 яиц обязаны погибнуть. Тут-то в игру вступают кошки, а также разные другие обстоятельства, из-за которых так нелегко быть птицей, особенно молодой. В некотором смысле кошки даже оказывают птицам услугу, не каждой птичке в отдельности, конечно, а всему виду (впрочем, все зависит от того, попадете ли вы в число двоих выживших или четырнадцати умерших).
Куда более очевидны услуги, которые птицы оказывают кошкам, на которых еда падает буквально с неба, точно манна небесная. Что же не позволяет ситуации выйти из-под контроля? Если где-то возникнет группа особенно жадных кошек, они быстро уничтожат всю еду в округе и вымрут, а освободившуюся территорию быстро займут их менее прожорливые товарки. Те кошки, которые едят ровно столько, сколько необходимо, обязательно победят в конкурентной борьбе кошек-чревоугодниц. При этом кошки и птицы не являются конкурентами, поскольку играют в разные игры. Кошки конкурируют с кошками, а птицы с птицами. На первый взгляд процесс может показаться чересчур расточительным, однако это не так. Скворчихе ничего не стоит отложить 16 яиц. Жизнь хорошо воспроизводима, она способна создавать пусть и не точные, но очень близкие копии самой себя, и создавать много и дешево. Эволюция может без труда перепробовать множество вариантов и отбросить нерабочие. Это отличный способ отобрать то, что окажется эффективным.
Как сказал Гексли, идея лежала на виду. Она причинила кучу неприятностей креационистам, поскольку лишила их одного из излюбленных аргументов, а именно постулата о божьем промысле. Живые создания кажутся нам настолько совершенными, что они просто обязаны быть специально кем-то придуманными, а если это так, то должен существовать и Главный Проектировщик. Дарвинизм же продемонстрировал, что с помощью случайных и бесцельных изменений – самостимулируемой селекции – можно добиться таких впечатляющих результатов, что поневоле может показаться, будто существует некий Главный Проектировщик.
Разумеется, как и во всей науке, в теории дарвинизма есть некоторые до сих пор не объясненные моменты, однако все попытки ее опровергнуть потерпели провал. Классический пример, до сих пор используемый креационистами, несмотря на то что еще сам Дарвин дал на него прекрасный ответ, касается эволюции глаза. Человеческий глаз – сложнейшая структура, все элементы которой должны быть точно подогнаны друг к другу, иначе ничего не будет работать. Если мы утверждаем, что такая сложная структура возникла в результате эволюции, следовательно, мы должны признать, что это происходило постепенно. Она не могла возникнуть сразу целиком. Но если это так, на каждом этапе своей эволюции протоглаз должен был приобретать что-нибудь, что помогало его хозяину выжить. Как такое возможно? Вопрос часто задается в вульгарной форме: «Какая польза могла быть от половины глаза?» От вас, естественно, ожидается, что вы сделаете логичный вывод: «Никакой» – и мигом обратитесь в первую попавшуюся религию. Между тем «никакой» – это вполне логичный ответ, неверен сам вопрос. Существует множество способов сконструировать глаз постепенно, не собирая его при этом по кусочкам, как мозаику. Эволюция не лепит свои произведения кусочек за кусочком, как делал бог эволюции в книге «Последний континент». Сам же Дарвин указывал, что у современных животных можно найти все необходимые светочувствительные органы, начиная с соответствующих участков кожи и так далее, по возрастанию сложности, способности к концентрации световых лучей, распознаванию мелких деталей, пока наконец мы не получим такое сложное устройство, как человеческий глаз. Короче говоря, в живом мире имеется непрерывная цепочка органов, похожих на наш глаз, и каждое существо получает преимущество в виде такого соответствующего светочувствительного устройства, по сравнению с теми, кто имеет слегка менее эффективное устройство.
В 1994 году Дан-Эрик Нильсон и Сюзанна Пелгер с помощью построенной на компьютере математической модели выяснили, что происходит со светочувствительной поверхностью, если будут сохраняться все случайные биологически возможные мутации, увеличивающие светочувствительность. У них получилось, что через 400 тысяч поколений (для эволюции это все равно что глазом моргнуть) плоская поверхность приобретала вид глаза с хрусталиком. В отличие от обычных очков такой хрусталик по-разному преломлял свет в разных местах, в точности как и наш глаз. Каждый такой крошечный шажок приводил к улучшению глаза существ по сравнению с теми, кто имел «старую версию».
Никогда не было стадии с «половиной глаза». Просто светочувствительные поверхности, становившиеся все лучше и лучше.
В середине ХХ века в наше распоряжение попала новая главная деталь эволюционной головоломки, та, за знание о которой сам Дарвин отдал бы правый глаз. Это физический, а точнее – химический механизм, обеспечивающий изменчивость характерных признаков организма и их передачу потомкам.
И вы знает это слово – «ген».
Вы также знает название молекулы – ДНК.
Вы, безусловно, знаете, как это работает: ДНК несет в себе некий генетический код, что-то вроде химического проекта организма. С помощью генетического кода ДНК преобразуется в белки.
Можете не сомневаться: все, что вы знаете, это очередные «враки детям».
Аббревиатура ДНК захватила наше нестойкое воображение так же, как фраза «выживает сильнейший» очаровала людей Викторианской эпохи. Однако воображение расцветает лишь тогда, когда оно свободно от оков, в неволе же оно чахнет и хиреет. Скованные фантазии прокисают и начинают бурно бродить, поскольку лишены своего главного естественного ограничителя, имя которому – Разум.
У ДНК имеются два поразительных свойства, которые играют заметную роль в сложной химии жизни: кодирование информации и ее копирование. (Другие молекулы обрабатывают информацию, полученную от ДНК; например, создают белки по рецептам ДНК.) С этой точки зрения живой организм подобен молекулярному компьютеру. Само собой, жизнь этим не ограничивается, однако именно ДНК находится в центре любой дискуссии о жизни на Земле. ДНК – наиболее важный «космический лифт» жизни, та платформа, которая поднимает ее на новые высоты.
Живые организмы сложны не потому, что живая материя – это какая-то особенная материя, как считали когда-то виталисты, но потому, что она чрезвычайно сложно организована. ДНК на рутинном уровне сохраняет организацию жизни. Каждая живая клетка организма содержит его геном, своего рода закодированное послание от ДНК с планом поведения на молекулярном уровне. (Исключение составляют различные вирусы, находящиеся на границе между живым и неживым и использующие немного отличающийся код.)
Именно поэтому оказалось возможным клонировать овечку Долли: взять обычную клетку от взрослой овцы и вырастить из нее другую овцу. Хотя на самом деле для подобного фокуса требуются три взрослых овцы. У первой, назовем ее «Мамой», берем клетку. Затем нам надо убедить ядро этой клетки «забыть», что она взята у взрослого животного, и начать «думать», что она вернулась в яйцеклетку. Для этого мы имплантируем ее в яйцеклетку второй овцы («Донора»). После чего помещаем яйцеклетку в матку третьей овцы («Суррогатной матери»), где она развивается, как обычный ягненок.
Долли частенько называют идеальной копией «Мамы», но это не совсем точно. Во‑первых, некоторые участки ДНК Долли принадлежали не «Маме», а «Донору». Но даже если бы это небольшое различие было устранено, Долли все равно могла чем-то отличаться от своей «Мамы», так как ДНК овцы не является особенно подробной инструкцией «Как самому создать овцу с нуля». Скорее это рецепт, предполагающий, что вы уже знаете, как работать на этой кухне. В этом рецепте не будет подсказок наподобие: «Положите фарш в смазанную жиром форму и поставьте ее в духовку, разогретую до 200 °C». Там будет что-то вроде: «Поставьте фарш в духовку», то есть считается, что вы уже знаете и про форму, и про необходимую температуру. Так происходит и в описанном случае, овечья ДНК опускает такой важный пункт, как: «Засуньте все в овцу», но пока это единственное место, где вы можете вырастить ягненка из оплодотворенной яйцеклетки. Таким образом, суррогатная мама сыграла значительную роль в том, что случилось, когда заработала программа ДНК по изготовлению Долли.
Многие биологи считают, что это несущественно, поскольку донор яйцеклетки, как и суррогатная мать, попросту выполняют то, что заложено в их собственных ДНК. Но дело в том, что в репродуктивном цикле многие факторы, не заложенные в ДНК, могут играть важную роль. Хороший пример – дрожжи, одноклеточные грибы, превращающие сахар в алкоголь и выделяющие углекислый газ. Генетический код одного из видов дрожжей уже полностью расшифрован. Тысячи экспериментаторов играли в генетические игры с колонией дрожжей, пока наконец не поместили грибки в центрифугу и не выделили их ДНК, а из нее – генокод. В ходе таких экспериментов на дне пробирки остается осадок. Вы его выплескиваете, поскольку это не ДНК, а следовательно, никакого значения для генетики не имеет. Так все, конечно, и делали вплоть до 1997 года, пока один генетик не задал глупый вопрос: «Если это – не ДНК, то зачем оно вообще? Из чего все-таки состоит этот осадок?»
Ответ оказался простым и одновременно обескураживающим. Это были прионы. Великое множество прионов.
Прион – крошечная белковая молекула, которая может действовать как катализатор при образовании белковых молекул, подобных самой себе. Однако в отличие от ДНК прионы делают это не посредством репликации. Вместо этого они используют уже существующие белки, устроенные почти так же, как и сами прионы: те же атомы, тот же порядок, но молекулы свернуты иначе. Прионы цепляются к такой молекуле, раскачивают ее и придают ей нужную им форму. Чем больше участвует прионов, тем быстрее идет процесс.
Прионы – своего рода молекулярные проповедники: размножаются не делением, а обращением язычников в себе подобных. Одним из наиболее известных прионов стал тот, которого подозревают в губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (ГЭКРС), то есть коровьем бешенстве. Основным компонентом коровьего мозга является белок, который может быть изменен прионами. Вот почему зараженные коровы теряют координацию, бесцельно бродят, пуская слюну, и выглядят так, словно спятили.
Для чего же прионы нужны дрожжам? Без прионов дрожжи не могут размножаться. Инструкции по созданию белка в их ДНК иногда имеют отличия, и белок закручивается неправильно. Когда клетки дрожжей делятся, каждая половинка получает свою копию ДНК и часть прионов, которую можно пополнять, преобразуя другие белки. Таким образом, даже на молекулярном уровне далеко не все, что касается организма, закодировано в ДНК.
И вообще, в системе кодирования ДНК многое до сих пор неясно. Но в чем мы сумели разобраться, так это генетический код. Некоторые участки ДНК представляют собой «рецепты» белков. В каком-то смысле их действительно можно назвать проектом для создания белковых молекул, так как в них перечислены все компоненты и указан точный порядок. Молекулы белка производятся из набора более мелких молекул, называемых аминокислотами. У большинства организмов, в том числе у человека, такой набор состоит из 22 аминокислот. Если вы построите в ряд достаточно много аминокислот и позволите им свернуться в плотный клубочек, получается белок. В инструкциях ДНК, правда, не указывается, в какую именно сторону должна быть закручена молекула, однако обычно она самопроизвольно делает это правильно. Изредка, когда этого все же не происходит, срабатывают вспомогательные молекулы, понуждающие ее закручиваться в нужную сторону. Прямо сейчас, когда вы читаете эти строки, такая вспомогательная молекула по имени Hsp90 переворачивает всю молекулярную генетику с ног на голову. Hsp90 заставляет белковую молекулу принимать положенную форму, даже если участки ДНК, ответственные за кодирование подобных белков, мутировали. Когда организм подвергается стрессу, отвлекая Hsp90 от выполнения положенных ей функций, эти скрытые мутации внезапно проявляются, и молекулы белка начинают сплошь и рядом принимать неправильную форму, соответствующую коду мутировавшего ДНК. Это означает, что генетические изменения могут быть вызваны и не генетеческими причинами.
Участки ДНК, кодирующие функциональные белки, называются генами. Все остальные участки называются по-разному. Некоторые из них кодируют белки, контролирующие, в свою очередь, момент «включения» того или иного гена, производящего определенные белки; такие участки называются регуляторными (гомеотическими) генами. Существуют участки, в просторечии называемые «мусорными ДНК», что на научном языке означает: «Черт его знает, зачем оно нужно». Некоторые слишком буквально мыслящие ученые понимают это так: «Эти ДНК вообще не нужны», ставя тем самым коня природы позади телеги человеческого понимания. Скорее всего, эти участки представляют собой некую смесь: на ранних стадиях эволюции ДНК они выполняли некую роль, в данный момент ненужную (но, возможно, они еще пригодятся, скажем, если появится какой-нибудь древний паразит); кроме того, они контролируют способ, которым гены активируют и дезактивируют производставо белков; наконец, это участки ДНК, контролирующие предыдущие участки, и так далее, и так далее. Таким образом, некоторые участки ДНК действительно могут оказаться «мусорными», а некоторые, как шутят генетики, могут оказаться закодированным посланием: «Здесь был Бог. Я существую, да, ха-ха-ха».
Эволюционный процесс не всегда идет прямым и понятным людям путем. Но это еще не означает, что Дарвин ошибался. Это значит, что даже если он прав, в отсутствие нарративиума история, абсолютно понятная для эволюции, для людей не будет иметь смысла. Мы допускаем, что многое из обнаруженного в живых организмах давало им какое-нибудь преимущество на каждом этапе их развития, но игра до того сложна, что мы не можем связно рассказать, зачем именно было нужно то или иное преимущество. Чтобы показать, насколько странным путем, даже в сравнительно простых обстоятельствах, может идти эволюционный процесс, лучше всего обратиться не к животным и не к растениям, а к электронным схемам.
С 1993 года инженер Адриан Томпсон занимается естественным отбором среди интегральных схем. В основе лежит технология, известная как генетический алгоритм, широко использующаяся в кибернетике. Алгоритм – это такая специальная программа, «рецепт» решения той или иной задачи. Одним из способов поиска алгоритмов для решения по-настоящему сложных задач является «скрещивание» и естественный отбор. Под «скрещиванием» понимается «смешивание элементов одного алгоритма с частями другого». Биологи называют это рекомбинацией. Каждый организм, размножающийся половым путем, в том числе и наш, скрещивает родительские хромосомы именно в этой манере. Подобная технология, равно как и ее результат, называется генетическим алгоритмом. Когда этот метод работает, все идет просто великолепно. Его главный недостаток в том, что не всегда можно толково объяснить, как именно алгоритм добивается своих результатов. Впрочем, вернемся к электронике.
Томпсон задался вопросом: что будет, если применить генетический алгоритм к электронным схемам? Для этого надо поставить некую задачу, случайным образом «скрестить» схемы, как способные, так и не способные ее решить, отобрать те, которые справляются лучше, и повторять все это в течение многих поколений.
Большинство инженеров‑электронщиков, обдумав подобный проект, сразу скажут, что использовать для этого реальные схемы довольно глупо. Вместо этого можно создать их компьютерные симуляторы (если вы, конечно, знаете, как ведет себя схема), так будет и дешевле, и быстрее. Томпсон же не решился довериться компьютеру: а вдруг настоящие схемы «знают» что-то, недоступное симуляции?
Для начала он выбрал следующую задачу: распознать два входящих сигнала, первый частотой 1 кГц, второй – 10 кГц, то есть 1000 и 10 000 колебаний в секунду. Вы можете думать о них как о низком и высоком звуке. Схема должна принять сигнал, обработать его в соответствии с собственной структурой и передать сигнал на выходе. Для высокого звука схеме следовало выдавать сигнал в ноль вольт, то есть фактически – не реагировать, для низкого звука – постоянное напряжение в 5 вольт. (На самом деле эти условия изначально не были сформулированы: подошли бы два любых постоянных ответа, но в итоге получилось именно так.)
Если бы Томпсон принялся собирать свои тестовые схемы вручную, это заняло бы целую вечность. Он применил программируемую пользователем вентильную матрицу – микрочип, представляющий собой конфигурацию транзисторных «логических блоков» (можно назвать их «умными переключателями»). При загрузке новых инструкций в память конфигурации чипа, соединения между которыми могут переключаться, соответствующее переключение между блоками создает ту или иную конфигурацию чипа в его памяти.
Эти инструкции аналогичны генетическому коду живого организма и могут быть «скрещены». Именно это и сделал Томпсон. Он взял матрицу из 100 логических блоков и сгенерировал на компьютере случайную популяцию из 50 инструкционных кодов. Компьютер загружал каждый набор инструкций в матрицу, подавал входные сигналы и пытался найти признаки, которые могли бы помочь в «выведении» подходящей электронной схемы. На первом этапе это могло быть чем угодно, главное, чтобы оно не выглядело случайным. Самой подходящей «особью» первого поколения стала схема, выдававшая 5V независимо от частоты полученного сигнала. Все наименее приспособленные были «убиты», то есть удалены, а более приспособленные – «скрещены» (скопированы и рекомбинированы). После чего все повторилось сначала.
Самым интересным в эксперименте оказались не технические подробности его проведения, а то, как система искала решение и замечательная особенность этого решения. К 220‑му поколению самая подходящая схема выдавала сигналы, практически не отличавщиеся от входных, то есть две волны различной частоты. Того же результата можно было достичь, вообще не прибегая к экспериментам с электронными схемами, достаточно было одного провода! Желаемые постоянные исходящие сигналы так и не появились.
К 650‑му поколению сигнал на выходе по низкой частоте был постоянным, однако на высокой сигнал продолжал быть различным. Так длилось до 2800‑го поколения, схема выдавала почти постоянные и различные сигналы для того и другого звука. Только к 4100‑му поколению странный глюк был устранен, после чего эволюция фактически пришла к логическому концу.
Самым необычным в этом эксперименте стала структура получившегося решения. Ни один человеческий инженер не смог бы такое изобрести. И ни один инженер не смог бы найти решение, состоящее всего из ста логических блоков. Человеческое решение было бы понятным, мы смогли бы рассказать убедительную историю о том, как оно работает. Например, оно бы включало в себя генератор тактовой частоты, то есть электронную схему, которая выдает сигналы с постоянной частотой. Она стала бы базовой для сравнения с другими частотами. Но вы не сможете создать генератор тактовой частоты с помощью всего ста логических блоков. Эволюция же не обременяла себя созданием такого генератора. Вместо этого она решила пропустить входящий сигнал через серию замкнутых контуров. Они, по-видимому, создавали разнесенные во времени версии сигналов, которые в дальнейшем объединялись для получения постоянных выходных сигналов. Возможно. Сам Томпсон описал действие примерно в таких словах: «В действительности я не знаю, как оно работает».
Удивительно, но дальнейшие исследования показали, что задействованы были только 32 из 100 логических блоков. Остальные можно было спокойно удалить, не повлияв на работу системы. Показалось, что можно удалить еще 5 блоков, поскольку они не были электрически связаны с оставшимися. Тем не менее, если вы их удаляли, схема переставала работать. Предполагается, что эти блоки были связаны с остальной схемой не электрическими токами, а, скажем, магнитными полями. Какова бы ни была причина, предчувствие Томпсона, что у настоящей кремниевой схемы могут найтись тузы в рукаве, которыми она побьет компьютерную симуляцию, его не подвело.
Технологическим результатом эксперимента Томпсона является возможность эволюционного отбора наиболее эффективных микросхем. Однако его послание теории биологической эволюции намного важнее: эволюции нарративиум не нужен. Эволюционное решение может работать даже тогда, когда совершенно непонятно, как именно оно работает. Эволюция не придерживается принципов проектирования, логичных для людей. Взамен она следует эмерджентной логике Муравьиной Страны, которая никак не укладывается в простую историю.
Конечно, эволюция тоже иногда следует по пути «спроектированных» решений вроде того, что произошло с глазом. Иногда ее решения содержат и нарративиум, просто мы не умеем оценить рассказанную историю. Палочники выглядят как палочки, а их яйца – как семена. В этом присутствует логика, свойственная скорее Плоскому миру: ведь семена – это «яйца» палочек, и до того, как в Викторианскую эпоху теория эволюции завладела умами людей, подобная «логика» казалась совершенно очевидной, поскольку выглядела как последовательные действия Создателя. Первые эволюционисты так не думали, поэтому ситуация с палочниками их смутно беспокоила. Они занервничали еще больше, когда выяснилось, что у некоторых палочников яйца похожи на крошечных улиточек. Ужасно глупо принимать облик того, кого может сожрать кто угодно. Это ведь противоречит всем принципам теории эволюции! Загадка разрешилась только в 1994 году, после лесных пожаров в Австралии. Новые ростки, пробивающиеся из-под пепла, были сплошь покрыты яйцами палочников. Муравьи, собирая, как они думают, «семена» и «улиточек», уносят маленьких палочников в свои подземные города, где те и пережидают пожары. Кстати, маленькие палочники выглядят и бегают, как самые настоящие муравьи, одно это могло бы послужить подсказкой, просто никто не догадался.
Но временами эволюционные решения не содержат ни грана нарративиума. Чтобы окончательно подтвердить теорию Дарвина, нам нужно исследовать как те эволюционировавшие системы, которые подпадают под простое описательное повествование, так и те, которые не подпадают. Вероятно, к последним относятся многие из сенсорных систем мозга. Например, первичная зрительная кора отвечает за обобщенные функции вроде распознавания очертаний предметов, но мы понятия не имеем, как именно работают эти слои нашего мозга. Вернее всего, не понимаем потому, что алгоритм не соответствует ни одному из известных нам конструкторских решений. Наше обоняние, похоже, устроено еще более странно и вообще не имеет определенной структуры, наподобие зрительного участка коры. Кроме всего прочего, может выясниться, что у нас на руках не все элементы пазла.
Что еще более важно, точно так же может получиться и с генами. Биологи привычно рассуждают о «функции гена», то есть о том, за что он отвечает. Как-то по умолчанию подразумевается, что это либо одна-единственная, либо небольшое их число. Короче, это уже чистая магия: ген выступает в роли заклинания. Вернее, он воспринимается нами как заклинание, как своего рода холодный пуск двигателя. Однако функции множества генов не удается описать в форме простой истории. Они эволюционировали, чтобы создавать организм, причем делать это в команде, точно так же, как электронные схемы Томпсона. Когда эволюция предъявляет нам подобные решения, никакой конвенциональный редукционизм не в состоянии будет помочь нам их понять. Вы можете упорно перечислять нервные связи, до тех пор пока коровы не вернутся домой с пастбища, но вы не поймете, как коровья визуальная система отличает быка от коровника.