Текст книги "Счастливый клевер человечества: Всеобщая история открытий, технологий, конкуренции и богатства"

Глава 1
Выделение человека из биологической эволюции

Наблюдать, изучать и работать.

Майкл Фарадей (жизненное кредо)

В начале было слово…

Гипотезы и конструктивная критика – важные элементы процесса, в результате которого мы обретаем новые знания, а те, в свою очередь, рано или поздно меняют наши представления об окружающем мире.

Знания дают нам не только представления о том, как зародилась жизнь, но и о том, как зародились сами знания с самого первого момента – рождения всего вещественного на Земле. Даже теория Большого взрыва, суть которой передать просто – сначала было ничто, а потом оно взорвалось, – обрастает благодаря человеческим знаниям более интересными подробностями. Современные научные представления о нашем мире состоят в следующей гипотезе.

Ранняя Вселенная в первые миллиарды лет своего существования была очень горяча, однородна и равномерна. Но взаимодействие гравитации и давления заставили области, в которых материи было больше, чем в окружающем космическом пространстве, колебаться, испуская волны, подобно звонящему колоколу. Далее Вселенная остыла, и «отпечатки» этих звуковых волн «застыли» в виде галактик, звезд, газа и пыли. Пять миллиардов лет назад некое облако пыли и газа вошло в соприкосновение с галактическим образованием, где ядро вращалось быстрее, чем «рукава» на его периферии. Облако подверглось волне сжатия, в результате которой возникло Солнце и планеты Солнечной системы. Всему запасу химических элементов на нашей планете (первичному алфавиту планеты Земля) мы обязаны тому бурному периоду. Через миллионы лет Солнце и планеты оказались в более пустынной части космоса. Таким образом, появлению планет Солнечной системы мы обязаны активной планетарной жизни, а жизнь на Земле зародилась благодаря временному (с точки зрения длительной космической жизни) затишью. Далее около четырех миллиардов лет назад после бурных процессов поверхность Земли остыла настолько, что на ней появилась вода и океаны, где благодаря вулканической деятельности возникла естественная лаборатория, в которой создавались и развивались разнообразные молекулы, давшие начало растительному и животному миру нашей планеты.

Любой из нас тем не менее понимает, что даже эта гипотеза отвечает не на все очевидные вопросы. Например, что было до того момента, как появилась ранняя Вселенная? Кто ее создал? Есть ли у нее пределы и что находится за ними? В современной физике хватает умных голов, которые вполне обоснованно подвергают критике теорию Большого взрыва. Но на сегодняшний момент лучших объяснений с учетом имеющихся у нас знаний мы дать не можем. Жажда поиска более содержательных ответов приводит к выдвижению новых гипотез, опирающихся на все более совершенные объяснения.

Так развивается наше знание. Сначала смутные догадки, затем гипотезы, а с помощью критики мы отбираем лучшее объяснение. Оно будет преобладать до тех пор, пока не появится лучшая конкурирующая гипотеза, дающая новое объяснение, которое изменит наши взгляды и представления. Мы гордо именуем это новым знанием. Его наличие необходимо для развития человечества, применяя эти знания в технологиях и обустройстве окружающего нас мира. Пока мы доподлинно не знаем, как действительно образовалась и развивается наша Вселенная, но вот о том, как протекает эволюционный процесс, который не ограничивается биологической эволюцией, нам известно гораздо больше.

Универсальный конструктор

Эволюционный процесс похож на программирование. Химические азотистые основания (аденин, гуанин, тимин и цитозин) являются для нашего генетического кода чем-то вроде алфавита. А дальше из букв складываются слова и фразы, поскольку азотистые основания одного слова (цепи) соединены с азотистыми основаниями другого. Так возникает генетический код – язык, который природа использовала для создания нового репликатора, ДНК[3]3
  Молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) представляет собой одну из трех основных макромолекул (две другие – РНК и белки), обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков («Википедия»).


[Закрыть]. С тех пор ДНК представляет собой идеальный носитель для хранения больших объемов информации, поскольку превзошла по надежности (стабильности) своего конкурента и одновременно свою составную часть РНК. Получилось что-то вроде двойной записи, только в природном, а не бухгалтерском смысле.

Генетический код стал универсальным, с феноменально широкой сферой охвата – сегодня с его помощью задается бесчисленное множество характеристик организмов и способов их поведения. Организмы от примитивных одноклеточных созданий и до зверей и птиц используют один и тот же алфавит оснований (допускаются лишь небольшие вариации). Сам генетический код дальше не развивается, хотя рожденные на его основе новые организмы продолжают создавать и нести в себе новое знание!

Генетический код

Ученые точно не знают, какими были первые самокопирующиеся молекулы-репликаторы, но уверены в том, что одна из них была чрезвычайно близка к РНК, иначе вряд ли бы все живое на Земле имело в своем составе сходную с рибосомной РНК структуру. Репликаторы привлекают свои противоположности, и это напоминает старый процесс получения фотографии, когда из негатива на фотопленке печаталась его противоположность – позитив.

Из первичного образования возникли более сложные структуры – гены или репликаторы-инструкции. Гены уже возможно было интерпретировать как инструкции в генетическом коде. Зависящие друг от друга в плане репликации гены образовали геномы или сложные объединения генов, зависящих друг от друга при копировании. Процесс копирования генома давал жизнь живым организмам. Таким образом, генетический код – это тот же язык, только используемый для создания организмов.

В ходе реализации проекта «Геном человека», который я еще не раз упомяну на этих страницах, выявилось, что человеческий геном содержит 20 000–25 000 активных генов и 3,1 млрд пар оснований. Число возможных комбинаций на десятки порядков больше, чем атомов во всей Вселенной (примерно 1080)! Если бы существовала книга возможных вариантов геномов, которые можно собрать из этих 3,1 млрд пар, и каждый из них занимал бы одну страницу, а сама страница состояла бы из одного атома, то у Вселенной не хватило бы строительного материала для ее создания.

Эволюционный алгоритм

С создания молекулы ДНК по дизайн-схеме начинается эволюционный алгоритм (рис. 2). Эволюция создает дизайн без дизайнера. Алгоритм, который быстро и надежно находит хороший дизайн в огромной и несуществующей книге дизайнов. Кодирование дизайна осуществляется по определенной схеме, которая позволяет осуществлять и декодировать дизайн, аккуратно считывая его описание. Реально воплощенные благодаря «анонимному» дизайнеру в жизнь организмы не только встраиваются в экосистему, но и взаимодействуют между собой. Организмов рождается больше, чем может выжить, – так рождается конкуренция, в которой выживают не сильнейшие организмы или виды, а… дизайн-схемы – гены!

1. Создание

Чтобы собрать организм по одной из дизайн-схем, представленных в книге дизайнов, необходима схема, компоненты, из которых она состоит, а также квалифицированный чтец и сборщик. Задача последнего точно и аккуратно собрать по схеме из заданных компонентов (четырех азотистых оснований) новый организм. Гениальность природы состоит в том, что ДНК одновременно является и дизайн-схемой, и ее сборщиком. По сути дела, это универсальный конструктор, который помимо сборки (копирования) способен еще сохранять и модифицировать схему. Дальнейшее действие эволюционного алгоритма протекает при наличии читателя схемы, ее сборщика и с помощью естественного отбора.

2. Встраивание

Созданием кода эволюционный алгоритм не ограничивается. На втором этапе происходит встраивание созданной ДНК в естественную среду обитания. Живому организму предстоит занять свою нишу (ареал обитания) в некой экосистеме, где он начнет взаимодействовать с другими организмами. В результате этого внутривидового и межвидового взаимодействия организмов, а также их взаимодействия с окружающей средой популяция вида, к которому принадлежит организм, численно растет и постепенно изменяет саму окружающую среду.

3. Конкуренция

Встроившись в экосистему, организм начинает взаимодействовать с другими особями внутри вида, с другими видами и с внешней средой. По мере роста численности популяции это взаимодействие все чаще принимает форму конкуренции: жизненно необходимых ресурсов на всех не хватает, да и места с лучшими условиями жизнедеятельности тоже ограниченны. Выжить и оставить потомство в условиях конкуренции суждено не всем особям. Это и есть третий этап эволюционного алгоритма. Неодарвинисты утверждают, что конкуренция не всегда идет на пользу данной популяции. Довольно часто конкретная особь достигает своих целей в ущерб своему виду.

Р. Докинз в книге «Эгоистичный ген» (Докинз, 2013) приводит такой пример. Обыкновенная чайка гнездится большими колониями, где гнезда расположены друг от друга на расстоянии около двух метров. Некоторые особи прилетают раньше других, чтобы занять наиболее удобные места для гнездования. Соответственно, они же раньше садятся на гнезда. Получается, что, с одной стороны, особь получает более выгодное место для гнезда, в большей степени защищенное или с лучшим доступом к кормовой базе, а с другой стороны, менее благоприятные погодные условия для высиживания значительно увеличивают процент невыведенных птенцов в кладке. Докинз резюмирует, что эгоистичный ген, позволяя получить определенные преимущества для отдельной особи, в целом наносит вред популяции.

В истории эволюции человека тоже можно найти много подобных примеров. Я постараюсь чуть позже затронуть эту тему подробнее, рассуждая о ловушках, в которые нам суждено было угодить.

4. Отбор

Четвертый этап эволюционного алгоритма – отбор. Отбираются не организмы, даже не их вид или популяция. Отбираются создающие их гены!

Вот как Докинз пишет о развитии первых репликаторов: «Не надо искать их в океане, они давно перестали свободно и непринужденно парить в его водах. Теперь они собраны в огромные колонии и находятся в полной безопасности в гигантских неуклюжих роботах, отгороженные от внешнего мира, общаясь с ним извилистыми, непрямыми путями и воздействуя на него с помощью дистанционного управления. Они создали нас, наши души и тела; и единственный смысл нашего существования – их сохранение. Они прошли длинный путь, эти репликаторы. Теперь они существуют под названием генов, а мы служим для них машинами выживания».

При этом Докинз подчеркивает, что теория эгоистичного гена – это всем хорошо знакомая «теория Дарвина, просто сформулированная иным способом, чем это сделал Дарвин».

Докинз даже уверен, что Дарвин признал бы уместность теории эгоистичного гена: «Это, в сущности, логический продукт дарвинизма, но выраженный по-новому. В центре внимания находится не отдельный организм, а взгляд на природу с точки зрения гена. Это иное видение, а не иная теория».

Именно гены являются объектом отбора, а не взаимодействующие организмы, как это может показаться. Получается, что эволюция – это процесс отбора из огромного количества возможностей, который бездумно перемалывает информацию о дизайне вещей. Эволюция как бы пробует огромное количество схем, отбирая в основном то, что работает лучше. Этот процесс повторяется много-много раз. Этот цикл не имеет предопределенной точки окончания, поскольку началом следующего цикла служит результат предыдущего.

Какие знания создает биологическая эволюция

Взаимосвязь ДНК и окружающей среды очень плотная. Известный фотограф и ученый Арт Вульф в книге «Дикая природа» (под редакцией Мишель Гилдерс, 2000) даже утверждает, что опытный зоолог способен по полной расшифровке генома воссоздать основные условия окружающей среды, поскольку ДНК представляет собой и закодированное описание среды обитания предков. А специалист по компьютерной технике и молекулярной биологии Леонард Адлеман еще в 1994 г. разработал и построил на основе ДНК целый компьютер, который был способен делать сложные вычисления. Все это демонстрирует, насколько адаптивен природный механизм.

Сам по себе механизм эволюции может осуществляться посредством разных инструментов. В его арсенале как адаптивные шаги, так и исследовательские прыжки, а также их комбинации. Сначала, когда требуется достичь локального оптимума, алгоритм делает адаптивные шаги: если адаптивный шаг улучшает ситуацию, то делается следующий шаг, а если ухудшает, то происходит возврат на прежнее место. Но бывают неблагоприятные внешние условия, при которых для выживания необходимо «поднять планку», тогда и предпринимаются исследовательские прыжки.

Прямой аналогией является активное использование в современных бизнес-моделях принципов поддерживающих и подрывных инноваций. Об этом, кстати, я подробно рассказывал на страницах другой своей книги «Инноваторы побеждают» (Махов, 2013). Поддерживающие инновации направлены на постоянное улучшение качества производимых товаров и услуг и удовлетворение тем самым запросов наиболее требовательных клиентов. Именно таким инновациям уделяют первостепенное внимание компании, лидирующие на своих рынках. Их положение стабильно, а клиенты лояльны, т. е. внешние условия в целом благоприятны. Необходимо только постоянно контролировать ситуацию и своевременно осуществлять адаптивные шаги.

Совсем иначе работают подрывные инновации. Предпринимателей, реализующих такие инновации, вообще не интересуют потребители «классической» продукции. Они производят принципиально новые товары, и главной их проблемой оказывается не конкуренция на рынке, а отсутствие спроса. В случае успеха они формируют новый рынок, расширяющийся за счет того, что предлагаемый относительно недорогой продукт прост и удобен в обращении и достаточно быстро привлекает интерес все более многочисленных покупателей. Происходит это главным образом оттого, что рынок «классической» продукции уже поделен между его лидерами, имеющими сильный бренд, устоявшуюся репутацию, отлаженные каналы сбыта и производственные процессы. Зайти на такой рынок компании-новичку крайне сложно. Это и есть жесткие внешние условия, при которых эволюция осуществляется исследовательскими прыжками.

Существуют в бизнесе и так называемые «шаги без сожаления». Аналогом в природной эволюции служат изменения, которые с большой вероятностью произойдут независимо ни от чего. Например, всем организмам пригодятся глаза, различающие свет, а клеткам поможет липидная оболочка для ее защиты от внешней среды.

Выделение человека из биологической эволюции

Этот биологический процесс получения и закрепления (накопления) знаний (генов, организмов) оставался без принципиальных изменений вплоть до появления человека как биологического вида. Мы оказались первыми, кто стал отличаться от всех других видов, поскольку до этого все необходимые животным знания были закодированы в их мозгу генетически. Мы стали сами добывать знания, выделившись из биосферы, которая была бы неспособна поддерживать нашу численность свыше естественной природной планки – 100 000 особей!

Произошло это, конечно, не в одночасье. Сначала в результате «обычной» мутации у первых людей и обезьян возникли в мозге зеркальные нейроны, затем животный жест стал сопровождаться звуком. После уже только у древних людей появилось новое умение – говорить, что было проявлением общего умения вообще что-то делать: чем больше человек работал с предметами, тем важнее была эта способность. Потребность тонко соотносить мускульные движения с ситуацией порождала потребность присваивать имена предметам внешнего мира. Возникла знаковая система. У животных она тоже есть, но в ограниченном виде – им достаточно различать несколько ситуаций опасности и несколько видов криков-сигналов. А для человека, который попадал во все новые ситуации, потребовались новые слова. Поэтому наш язык комбинаторный по своей природе: из отдельных звуков появились слова, а из тех возникли предложения. Мы обогнали обезьян, поскольку смогли придумывать новые слова, а значит, вводить новые понятия. Дальше, согласно известному утверждению Ф. Энгельса, труд сделал из человекоподобной обезьяны, собственно, человека. А согласно мнению Конрада Лоренца, способность точно изготавливать сложные предметы по некоему идеальному образцу превратила наш мозг в универсальный конструктор для преобразования всего и во все, что только позволяют законы природы. Так возникла новая универсальная среда для хранения информации – наш мозг. Мозг человека, как и молекулы ДНК, оказался способен хранить информацию любого типа.

Эта новая информационная среда позволила создать и новый способ получения знаний. Человек начал действовать путем догадок, их проверки на опыте и критики, оставив за природой рекомбинации путем мутаций и отбора генов.

Разница получилась огромной. Человеческий организм стал первым, который смог функционировать за пределами дружелюбной среды. Более того, человечество оказалось способным трансформировать окружающую нас земную биосферу в систему нашего обеспечения. С информационной точки зрения это означает, что мы оказались функцией, способной изменять наш собственный код. Все это благодаря мозгу и развитию коммуникативных способностей!

Человеческие знания, которые, по мнению Докинза, мы стали распространять с помощью мемов, или аналогов генов в процессах биологической адаптации, – это абстрактные репликаторы: информация, попавшая в подходящую физическую систему (мозг) сохранялась в нем.

Биологическое же знание строится лишь на сохранении мутаций. Оно ограниченно в сохранении и использовании, поскольку не имеет объяснительной природы. Говоря современным языком, оно не кросс-платформенно. Его трудно перенести в другой физический носитель в отличие от объяснительных человеческих знаний. Природные вариации, или мутации, носят случайный характер, а человек целенаправленно предполагает и строит гипотезы, сначала задавшись конкретной целью.

С целью сохранения и распространения знаний человек изобрел клинопись, затем письменность, после книги, затем произвел революцию в распространении знаний с помощью печатного станка и, наконец, сделал обмен знаниями мгновенным благодаря Интернету.

В нашем мире любые знания производятся лишь двумя известными нам способами: в процессе биологической эволюции и с помощью творческого мышления человека.

Забегая вперед, скажу, что в завершающей главе книги я предполагаю возможность появления третьего способа формирования знаний – посредством искусственного интеллекта. Во введении я говорил, что первый элемент в модели счастливого клевера – знания – является главным источником богатства, а также критерием успешности инноваций. Здесь я уделяю внимание рассуждениям о сходстве и отличии биологического и человеческого знаний. В последней главе я рассуждаю о грядущих особенностях знаний неприродных и нечеловеческих.

Мемы и творческое мышление выделили человека из биологической среды

Думаю, что я уделил достаточно внимания возникновению знаний в ходе биологической эволюции, тому, как они возникают, хранятся и передаются. Смещу теперь фокус на историю возникновения творческого мышления человека. Взглянуть на так называемое доисторическое время человека с точки зрения конкретных фактов не так-то просто. Его контуры скрыты плотным туманом времени. Письменность возникла около 3000 лет до н. э. До этого времени не найти описания ни событий, ни явлений, ни личностей. Выражаясь образно, можно обнаружить остатки бочки в результате археологических раскопок, но следов Диогена в ней мы не найдем. Образцы первой письменности тоже очень ограниченны, поскольку переписывались только наиболее известные произведения. Там же, где письменной фиксации событий не было, информация передавалась из поколения в поколение через людские сети первых поселений и городов, а значит, мы знакомы лишь со взглядами тех, кто мог выжить в течение достаточно долгого исторического периода.

Ученые считают, что вид Homo sapiens в том виде, в каком мы его знаем сегодня, появился, по разным оценкам, около 30 000 лет до н. э. К этому времени нас на Земле, похоже, было порядка 3–4 млн, и эта численность сохранялась примерно до 10-го тысячелетия до н. э., пока не стал отступать ледник. Такое несоответствие численности людей и других крупных млекопитающих уже свидетельствует о том, что к моменту появления Homo sapiens ему фактически не угрожал ни один другой вид. Конечно, одного человека или даже небольшое племя могла уничтожить стая зверей, но в целом человек мог справиться с любыми животными. Кроме того, с помощью орудий труда, укрепленного жилища и огня он смог существенно расширить ареал своего обитания. Любому другому виду понадобились бы тысячи и миллионы лет биологической эволюции для заселения таких территорий, как, например, пустыня Сахара, Гренландия или даже Подмосковье. Человек же сделал это гораздо быстрее с помощью приспособлений. Он впервые не только эволюционировал сам как вид, но и приспосабливал под себя сферу своего обитания за счет революционной способности создавать, использовать, сохранять и передавать новые знания, формируя среду обитания разума – ноосферу. Понятие ноосферы как сферы, где разумная деятельность человека становится определяющим фактором развития, в начале прошлого века ввел российский ученый В. И. Вернадский (Вернадский, 1988).

Сегодня нас 7 млрд, хотя наша естественная численность не должна была превышать 100 000. Это естественный предел для млекопитающих примерно такого же веса и размера – волков или медведей. Ведь в соответствии с законами биологической пирамиды численность более крупных млекопитающих всегда меньше, поскольку они ближе к вершине пищевой пирамиды. Такова была численность наших прародителей сотни тысяч лет назад.