Текст книги "Кости, гены и культура"

Комплексная культура

Пора посмотреть, что будет, если мы разрешим культуре быть комплексной. Позволим индивидам изобретать мемы всех трех категорий: МАК, ОХМ и БД, оставив остальные параметры неизменными.

Результаты показаны на рисунке 12.7 (нижний ряд диаграмм). Видно, что комплексная культура – более мощный двигатель прогресса, чем обе специализированные культуры, рассмотренные выше. Основные отличия сводятся к следующему.

1) Комплексная культура обеспечивает мощное культурное развитие и рост мозга при любом уровне межгрупповой конкуренции. Как мы помним, макиавеллиевская культура обеспечивает самый действенный культурный драйв при слабой конкуренции, а кооперативная – при сильной. Ну а комплексная культура отлично работает во всех случаях.

2) Комплексная культура обеспечивает чуть большее разнообразие мемов (культурное богатство) и чуть меньшую засоренность мемофонда бесполезными мемами. Но это, в общем-то, тривиальные результаты, которые объясняются во многом просто тем, что стало больше категорий мемов.

3) Если посмотреть на то, как используется память, можно заметить, что при комплексной культуре и сильной межгрупповой конкуренции общественно полезные мемы ОХМ вытесняют из памяти индивидов индивидуально полезные мемы МАК – что, в общем, тоже понятно и ожидаемо (рис. 12.8, правый ряд диаграмм).

4) Комплексная культура позволяет развиться кое-каким охотничьим навыкам, даже если эти навыки не поддерживаются групповым отбором. Например, в большой единой популяции (G = 800) при комплексной культуре среднее значение фенотипического признака “охотничье мастерство” (см. рис. 12.7, четвертая диаграмма в нижнем ряду) оказывается существенно выше, чем при специализированной кооперативной (охотничьей) культуре (четвертая диаграмма в среднем ряду). Как мы помним, при G = 800 межгрупповая конкуренция отсутствует – и поэтому мемы ОХМ фактически бесполезны. Врожденных охотничьих навыков достаточно для выживания и размножения, и нет смысла гоняться за антилопой с каким-то сверхизощренным оружием. Численность популяции быстро дорастает до потолка несущей способности среды, после чего все доступные ресурсы (те самые 3000 антилоп в год) успешно изымаются и используются. Дополнительные охотничьи навыки никому ничего не дадут, если не нужно конкурировать с другими группами. Таким образом, в отсутствие межгрупповой конкуренции мемы ОХМ не дают преимуществ ни индивидам, ни группе. Именно поэтому кооперативная культура не может запустить культурный драйв ни при G = 800, ни даже при G = 300. Однако если культура комплексная, то культурный драйв запускается мемами МАК. Объем памяти растет, и мемы ОХМ начинают распространяться в мемофонде, несмотря на свою бесполезность в данной ситуации. Можно сказать, что они распространяются как паразитные мемы, наподобие мемов БД. Но ведь в реальной жизни, в отличие от модели, все может в любой момент измениться. Придут конкуренты – и дополнительные охотничьи навыки очень даже пригодятся. Так что этот эффект вполне можно записать в потенциальные преимущества комплексной культуры.

5) Комплексная культура предотвращает экстремальное измельчание мемов. Динамика использования памяти (см. рис. 12.8) говорит о том, что культурный групповой отбор (который, как мы помним, эффективен при острой межгрупповой конкуренции) способен контролировать содержимое мемофонда, то есть формировать культуру. Индивидуальный отбор не может этого делать. Если межгрупповой конкуренции нет, соотношение категорий мемов в памяти среднестатистического индивида примерно соответствует частоте их изобретения. Что выдумывается, то и сохраняется в культуре: если мемы ОХМ, МАК и БД изобретаются с одинаковой частотой, то и в памяти индивидов их будет примерно поровну. Полезны в этой ситуации только мемы МАК, но они не могут вытеснить из культуры (и из памяти индивидов) остальные категории мемов[69]69
  Потому что мемы распространяются горизонтально. Если мемы, известные индивиду, не приносят ему пользы, то у него, возможно, будет меньше детей, однако это мало повлияет на распространение мемов. Ведь индивиды передают мемы не только собственным детям, но и всем другим членам группы.


[Закрыть]. Однако при острой межгрупповой конкуренции (G = 15) общественно полезные мемы ОХМ, повышающие конкурентоспособность группы, решительно преобладают в мемофонде и в памяти индивидов.

Рис. 12.8. Заполнение памяти среднестатистического индивида при двух культурах (кооперативной и комплексной) и трех уровнях межгрупповой конкуренции: нулевом (G = 800), умеренном (40) и очень высоком (15). Для каждого случая показаны усредненные результаты десяти прогонов модели. Первая диаграмма (кооперативная культура, G = 800) отражает ситуацию, когда культурный драйв не стартовал, мозг остался маленьким и в нем поселяются лишь единичные, очень мелкие мемы.

Перечисленные преимущества комплексной культуры позволяют заключить, что вероятность крупномасштабной, самоподдерживающейся коэволюции мозга и культуры должна повыситься, если популяция попадет в такие условия, когда у индивидов будет шанс периодически изобретать разнообразные, достаточно сложные (то есть требующие определенных когнитивных способностей, таких как вместительная память) и очень выгодные мемы сразу нескольких категорий. Например, кооперативные и макиавеллиевские. В этом случае мощный культурный драйв сможет запуститься при любой степени остроты межгрупповой конкуренции.

Внимательные читатели, вероятно, уже догадались, к чему мы клоним. Похоже, что ранние Homo (но не другие обезьяны!) как раз и оказались в такой ситуации.

Вероятность случайного изобретения ценных и сложных кооперативных мемов могла повыситься в связи со сменой экологической ниши и новыми стратегиями добычи пропитания, такими как коллективная добыча падали и охота на крупных травоядных в саванне (книга 1, глава 2; раздел “Пищевая революция эректусов: прощание с лесами” в главе 2 здесь; Rogers et al., 1994; Braun et al., 2010).

Древние гоминиды – агрессивные падальщики и охотники – должны были полагаться на свою сплоченность и парохиальный альтруизм, чтобы успешно конкурировать с крупными хищниками и другими гоминидами (Bickerton, Szathmary, 2011; Gavrilets, 2015). Изготовление и использование каменных орудий – яркий пример сложного, культурно наследуемого поведения, которое должно было быть исключительно полезным для выживания группы. Необходимо было ловко и быстро разделывать туши крупных животных, чтобы побыстрее скрываться с добычей в убежищах и таким образом избегать опасных столкновений с более сильными хищниками и конкурентами (Rose, Marshall, 1996; Plummer, 2004).

При этом производство даже таких, на первый взгляд, простых и примитивных каменных орудий, как олдувайские, на самом деле требует немалого мастерства и довольно-таки серьезных способностей к социальному обучению, иначе навыки будут быстро утрачиваться. К такому выводу пришел в 2015 году большой исследовательский коллектив во главе с Кевином Лаландом в ходе масштабного эксперимента по культурной передаче олдувайской каменной технологии (Morgan et al., 2015). В эксперименте участвовали археологи, в совершенстве владеющие искусством изготовления олдувайских орудий, и необученные добровольцы – студенты. Культурная передача знаний имитировалась так: сначала мастер изготавливал каменные орудия, а студент у него учился. Потом у этого студента учился следующий доброволец, и так далее. Исследователи хотели понять, как быстро будет теряться навык в ряду последовательных актов социального обучения в зависимости от того, каким способом проводится обучение. Самый примитивный способ заключался в том, что ученик видел только результаты трудов учителя, то есть отщепы, ядрища, случайные каменные обломки, получившиеся в процессе работы. Это как если бы вас учили кататься на горных лыжах, просто приведя на вершину раскатанного безлюдного склона: смотри на следы от лыж и соображай сам, что нужно делать. Второй по изощренности метод социального обучения состоял в том, что ученик следил за работой учителя, но тот не обращал на него внимания – просто занимался своим делом. Это копирование, обучение по инициативе ученика без активного участия со стороны учителя. Третий, еще более продвинутый способ: учитель поглядывает на ученика, показывает ему ключевые движения, в общем, учит как может, но только молча. Наконец, при четвертом способе учитель мог разговаривать с учеником, объясняя ему словами все тонкости ремесла.

Сеансы обучения были недолгими – в этом, конечно, важное отличие эксперимента от реальных условий жизни ранних Homo в африканской саванне, где молодежь, скорее всего, училась годами. И все же результаты получились любопытные и показательные. Чем совершеннее был метод обучения, тем дольше сохранялись навыки в цепочке учителей и учеников. При всех способах обучения, кроме последнего, навык деградировал очень быстро (при самых примитивных вариантах это происходило в первом же раунде). В результате ученики просто долбили камни без всякого смысла и прока (а ведь на самом деле олдувайские орудия – это вовсе не случайные обломки камней, как можно подумать при беглом взгляде на них). И только при использовании учителем нормальной человеческой речи навык более или менее успешно передавался от человека к человеку (в итоге он, правда, все равно деградировал, но медленно).

Вернемся к модели TribeSim. Мы предполагаем, что социально наследуемые навыки производства каменных орудий у ранних Homo аналогичны мемам охотничьего мастерства в нашей модели. Конфронтационная (связанная с острой конкуренцией и конфликтами) добыча падали, охота и разделка туш почти наверняка были коллективными предприятиями, успех которых был выгоден в первую очередь группе и лишь во вторую – индивидуальному охотнику или каменных дел мастеру.

Шансы на изобретение полезных и сложных макиавеллиевских мемов[70]70
  Важное уточнение: речь идет вовсе не об изобретательности. Мы сейчас исходим из допущения, что мемы изобретаются спонтанно и это даже не очень зависит от интеллекта изобретателя. “Шанс изобрести очень полезный мем” в данном контексте – это вероятность того, что случайно изобретенный мем окажется очень полезным. Точно так же, когда говорят о частоте полезных мутаций, имеют в виду не способность организма нарочно вносить в свой геном полезные мутации (такой способности у организма нет), а всего лишь вероятность того, что случайная мутация случайно окажется полезной.


[Закрыть] тоже могли повыситься именно у древних гоминид, но не у других обезьян. Внимательный читатель опять-таки уже догадался почему. Ну конечно, в связи с изменением структуры семьи, родительского вклада в потомство и внутригрупповых отношений (книга 1, глава 1; раздел “Нейрохимическая гипотеза происхождения человека” в главе 9 здесь). Мы ведь помним, что, по мнению ряда антропологов, у гоминид в какой-то момент произошел сдвиг в сторону социальной моногамии, пониженной внутригрупповой агрессии, высокой социальной конформности и роста отцовского вклада в потомство. Это хорошо обоснованная идея, которую поддерживает, мягко говоря, не только Оуэн Лавджой (Stanyon, Bigoni, 2014). В обществе, где прямая физическая агрессия не поощряется, но репродуктивный успех при этом все равно зависит от социального статуса и репутации, макиавеллиевские уловки могли стать исключительно полезными для индивидов, ими владеющих.

Эффективное и дорогое социальное обучение – мощный стимул эволюции мозга

Отбор на способность к эффективному социальному обучению – краеугольный камень гипотезы культурного драйва (Lewis, Laland, 2012; Laland, 2017). В модельных экспериментах, о которых рассказано выше, социальное обучение лимитируется объемом памяти (ПАМ). Этот признак – дорогой, за него приходится платить увеличением мозга (каждая дополнительная единица памяти требует увеличения объема мозга на единицу).

При том наборе параметров, который мы использовали в экспериментах, такая стоимость памяти близка к оптимальной – в том смысле, что именно при такой стоимости мозг в итоге вырастает сильнее всего. Нельзя получить еще более крупный мозг, увеличивая или уменьшая эту стоимость.

Если уменьшить стоимость памяти (например, сделать так, чтобы единица памяти обходилась в 0,5 или 0,8 единицы объема мозга), то культура будет развиваться примерно так же – в долгосрочной перспективе развитие культуры определяется в основном полезностью мемов, скоростью обучения и продолжительностью жизни, – но объем мозга будет меньше. Если, наоборот, сделать память более дорогой, то порочный круг измельчания мемов заработает с еще большей силой. Средний размер мемов в культуре будет меньше, отбор на увеличение мозга – слабее. Итоговый культурный уровень (суммарная эффективность мемов МАК и ОХМ в памяти индивидов) опять-таки получится примерно таким же, а объем мозга снова будет меньше.

В поисках дополнительных стимулов для роста мозга (мы ведь болеем за модельных человечков и хотим, чтобы их мозг вырос как можно сильнее!) мы поэкспериментировали с фенотипическим признаком ОБ (“эффективностью обучения”). От этого признака зависит вероятность успеха при попытке перенять у сородича мем. Конечно, объем памяти тут тоже важен: если памяти недостаточно, мем не будет выучен. Но если памяти хватает, то шансы на успешное обучение определяются величиной ОБ ученика. ОБ может принимать значения от 0 до 1 (потому что это вероятность).

До сих пор у нас признак ОБ стоял на максимуме (был равен единице), не эволюционировал и был бесплатным. Это, конечно, не самое реалистичное допущение – бесплатная идеальная обучаемость!

Пора это исправить. Давайте установим начальное значение ОБ = 0, а стоимость признака сделаем заоблачной: пусть увеличение ОБ на единицу (то есть от минимума до максимума) обходится модельным гоминидам в целых 30 дополнительных единиц объема мозга. Напомним, что исходный объем мозга равен 20, а в прежних опытах удавалось добиться увеличения мозга в лучшем случае на 10 с небольшим единиц, то есть до 30 с хвостиком (при кооперативной или комплексной культуре и острой конкуренции, см. рис. 12.7, крайние правые диаграммы в среднем и нижнем ряду).

Разрешим гену ОБ мутировать, а значит, и эволюционировать под действием отбора. Только станет ли он эволюционировать при такой огромной цене? Ведь при новых параметрах за такой же уровень культурного развития придется платить гораздо более впечатляющим увеличением мозга.

Нужно иметь в виду, что дорогостоящая эффективность обучения (ОБ) принципиально отличается от простого повышения стоимости памяти. Дело в том, что в нашей модели между памятью и обучаемостью (как лимитирующими факторами развития) есть важное различие. Дорогостоящая память ограничивает распространение крупных мемов в гораздо большей степени, чем мелких. Она дает селективное преимущество мелким мемам, порождая порочный круг измельчания мемов. Дорогостоящая обучаемость, напротив, ограничивает распространение любых мемов, независимо от их размера. Поэтому дорогая обучаемость, по идее, не должна порождать порочного круга. Конечно, обучаемость тоже можно запрограммировать так, чтобы она давала преимущество мелким мемам (так было сделано в модели Гаврильца и Воуза). Но в этом случае игры с признаком ОБ мало что добавят к тем выводам, которые можно получить, играя с признаком ПАМ. Наша идея была в том, чтобы поэкспериментировать не только с лимитирующим фактором, чувствительным к сложности мемов (ПАМ), но и с таким лимитирующим фактором, который к сложности мемов не чувствителен (ОБ). Чему это может соответствовать в реальной жизни? Очевидно, каким-то интересным способам социального обучения, которые позволяют примерно с одинаковым успехом передавать простые и сложные знания. Что бы это могло быть? Обсудим чуть позже, а сначала посмотрим на результаты моделирования.

Удивительное дело! Моделирование показывает, что высокая стоимость обучаемости не препятствует культурному драйву. И даже наоборот. При некоторых комбинациях параметров средняя величина ОБ вырастает за 70 тыс. лет до неожиданно высоких значений: 0,89–0,91. И это притом, что такое развитие обучаемости обходится модельным человечкам в 26,7–27,3 дополнительных единицы объема мозга!

Результаты суммированы на рисунке 12.9. Сравните его с рисунком 12.7, чтобы оценить эффект дорогостоящей эволюционирующей обучаемости. Не забудьте обратить внимание на разный масштаб диаграмм для объема мозга (на рис. 12.7 шкала по вертикальной оси заканчивается на 30, а на рис. 12.9 – на 60).

Рис. 12.9. Коэволюция мозга и культуры при дорогостоящей эволюционирующей обучаемости. Все остальные параметры – как на рисунке 12.7.

Культура, развивающаяся при дорогой эволюционирующей обучаемости, в целом похожа на ту, что развивалась в предыдущих экспериментах при бесплатной, идеальной и неизменной обучаемости. Культурный драйв успешно стартует почти при всех комбинациях параметров (напомним, что мы экспериментируем с тремя разными по содержанию культурами и с тремя уровнями межгрупповой конкуренции – всего девять вариантов условий). Только при двух комбинациях параметров из девяти культурный драйв не смог запуститься. Это комбинации “кооперативная культура без межгрупповой конкуренции” (в этом случае и с бесплатной обучаемостью культурный драйв не стартует) и “макиавеллиевская культура с острой межгрупповой конкуренцией”. Есть еще и третья комбинация, при которой культурный драйв запускается только в половине попыток (прогонов модели), – “макиавеллиевская культура при умеренной межгрупповой конкуренции”. Стало быть, мемы, выгодные индивидам, но не группам, с трудом запускают культурный драйв при дорогой обучаемости и значительной межгрупповой конкуренции. В остальных случаях культурный драйв раскручивается на всю катушку.

Общее богатство культуры получается немного ниже, чем при бесплатной обучаемости, но итоговая эффективность культуры (фенотипические значения МАК и ОХМ) – вполне сравнимой. Измельчание мемов выражено слабее, мемы в среднем крупнее. Паразитические мемы БД эффективнее вычищаются из культуры.

Самые яркие различия связаны с объемом мозга. При дорогостоящей и эволюционирующей обучаемости мозг вырастает до небывалых размеров, особенно если культура кооперативная или комплексная, а межгрупповая конкуренция – острая.

Почему дорогостоящая обучаемость (ОБ) приводит к более впечатляющему разрастанию мозга, чем дорогостоящая память (ПАМ)? Очевидно, это связано с тем, что в нашей модели обучаемость способствует передаче любых мемов независимо от их сложности, и поэтому ограничения на рост величины ОБ не порождают порочного круга измельчания мемов, тогда как ограничения на рост величины ПАМ именно это и делают.

О чем это может говорить, какое отношение все это может иметь к реальной эволюции? По-видимому, результаты моделирования намекают нам, что прогрессивная коэволюция мозга и культуры способна заставить мозг увеличиться особенно сильно, если начнут развиваться некие особые механизмы социального обучения, обладающие двумя свойствами.

Во-первых, эти механизмы должны быть чрезвычайно дорогими в том смысле, что их развитие требует серьезного увеличения мозга или перестройки его структуры. Возможно, это значит, что они должны опираться на множество сложных нейронных сетей и задействовать сразу несколько отделов коры.

Во-вторых, эти механизмы должны быть малочувствительными к сложности передаваемых знаний. Иными словами, они должны обеспечивать передачу знаний самого разного уровня сложности примерно с одинаковым успехом.

Человеческий язык отлично подходит под это определение.

Итак, результаты моделирования позволяют предположить, что рост мозга у рода Homo поддерживался в течение двух миллионов лет культурным драйвом, который работал исключительно эффективно благодаря двум обстоятельствам.

Во-первых, культура, которая начала складываться у ранних Homo, была комплексной: она включала как общественно полезные, так и индивидуально полезные мемы. Благодаря этому культурный драйв продолжал работать, невзирая на возможные колебания уровня межгрупповой конкуренции.

Во-вторых, средства социального обучения, которые начали развиваться у ранних Homo, были особенными. Возможно, наши предки уже очень давно начали общаться друг с другом при помощи каких-то знаков, символических жестов или протослов. В общем, каких-то абстрактных, комбинируемых поведенческих актов, которые несли информацию о вещах, не обязательно присутствующих здесь и сейчас.

И если грубая культура, которая поддерживалась благодаря этим своеобразным методам социального обучения, давала большое преимущество в выживании и размножении тем, кто ей успешно овладел, то должен был идти интенсивный отбор на совершенствование этих методов. Которые, так уж получилось, выжимали из обезьяньего мозга наших предков буквально все, на что тот был способен, а отбор на совершенствование этих методов неизбежно приводил к росту мозга в череде поколений.

Давайте еще немного поиграем с эволюцией обучаемости. Программа позволяет моделировать как генетическую, так и культурную (основанную на мемах) эволюцию признаков ОБ (обучаемость) и УЧ (учительское мастерство). Что такое “мемы обучаемости”? Ну, например, слова, которые мы понимаем. Если вы понимаете слова “ортогон”, “дериват”, “диффузный” и “плексус”, то легко усвоите сложную лекцию по эволюции нервной системы плоских червей. Что такое “мемы учительского мастерства”? Например, слова, которые мы умеем со смыслом произносить.

Мы уже знаем, что эволюцию учительства некоторые специалисты считают важным фактором антропогенеза (Morgan et al., 2015; Laland, 2017). Наша модель показывает, что оба признака, ОБ и УЧ, отлично могут эволюционировать как генетически (за счет врожденных способностей), так и культурно. Любопытно, что ОБ эволюционирует обоими способами с одинаковым успехом, а вот УЧ “предпочитает” эволюционировать культурно.

Почему так? Дело в том, что мемы учительства обладают вирусными свойствами. Когда в памяти человека поселяется мем УЧ, человек благодаря этому становится более эффективной машиной для распространения мемов. Иначе говоря, мемы УЧ – это такие особенные мемы, которые сами себе помогают распространяться. Конечно, они неизбирательны – они помогают распространяться также и всем остальным мемам, сидящим в голове индивида. Но мемы УЧ получают эту помощь (от самих себя) всегда и с гарантией, а остальным мемам уж как повезет: окажутся они в одной голове с эффективным мемом УЧ или не окажутся.

Если позволить признаку “учительское мастерство” (УЧ) эволюционировать культурно, за счет мемов, то мемы УЧ занимают непропорционально большую долю памяти (рис. 12.10).

Рис. 12.10. Эволюция социального обучения (ОБ – обучаемость, УЧ – учительское мастерство). Разрешены пять типов мемов (МАК, ОХМ, УЧ, ОБ, БД), мутировать разрешено трем генам: ПАМ, УЧ, ОБ. Межгрупповая конкуренция умеренная (G = 40). Объем мозга = = 20 + ПАМ + 30 × ОБ + 30 × УЧ. Слева показана динамика генотипических (врожденных) и фенотипических значений ОБ и УЧ. Фенотипическое значение признака – это генотипическое значение плюс суммарная эффективность всех мемов соответствующей категории, сидящих в памяти индивида. Следовательно, эффективность культуры можно оценить по разнице между фенотипическим и генотипическим значениями признака. Обратите внимание на мощное культурное (за счет мемов, а не генов) развитие учительства. Справа – использование памяти среднестатистическим индивидом. Мемы УЧ занимают намного больший объем памяти, чем мемы ОБ и МАК. Только мемы ОХМ способны конкурировать с вирусными учительскими мемами, поскольку их поддерживает культурный групповой отбор.

Если позволить себе еще немного пофантазировать, то можно предположить, что это имеет некое отношение к тому обстоятельству, что наша способность овладевать языком – во многом врожденная (что соответствует высокому генотипическому значению ОБ в нашей модели), тогда как сам язык – выучиваемый, он представляет собой комплекс мемов. Овладевая словами и грамматикой, люди приобретают способность передавать свои знания другим, то есть учить. Так что можно провести аналогию между какими-то выучиваемыми компонентами языка и мемами УЧ. Можно даже представить себе язык как “вирус мозга”. Удивительно полезный симбиотический вирус, который не только выводит социальное обучение на принципиально новый уровень, но и организует (и даже во многом создает) наше мышление. Коэволюционируя с ним, мы стали разумными существами[71]71
  К этой же мысли, хотя и совершенно другим путем, подводит читателя нейробиолог Николай Кукушкин в своей книге “Хлопок одной ладонью”.


[Закрыть].