Гари Маркус - Клудж. Случайное устройство человеческого мозга, и как это сделало нас теми, кто мы есть

• Название: Клудж. Случайное устройство человеческого мозга, и как это сделало нас теми, кто мы есть
• Автор: Гари Маркус
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2021
• ISBN: 9785001394679

Человек привык считать себя венцом творения, свои сильные стороны – нормой, а слабости – отклонением. Подход автора принципиально другой: мы изначально несовершенны; наш мозг, как и тело, в ходе эволюции формировался достаточно случайно, из «подручных материалов» природы и являет собой так называемый клудж – нелепое, неуклюжее, но удивительно эффективное решение проблемы. Понятие клуджа проливает свет на важные стороны нашей жизни и объясняет множество проблем, с которыми мы сталкиваемся. Выводы автора оптимистичны: имея должное понимание соотношения сил и слабостей человеческого ума, мы получаем возможность помочь не только себе, но и обществу.

---

Читая подобные умные, тщательно обоснованные примеры, легко прийти в состояние душевного подъема и считать, что за каждым капризом природы или несовершенством стоит стратегия приспособления. Подведение подобных обоснований явно исходит из того, что оптимизация – неизбежный результат эволюции. Однако оптимизация – отнюдь не неизбежный результат эволюции, а всего лишь один из возможных. Некоторые очевидные ошибки могут обернуться преимуществами, но – как свидетельствуют позвоночник и перевернутая сетчатка – некоторые ошибки могут быть поистине субоптимальными и сохраняются лишь потому, что эволюция не нашла лучшего пути.

Естественный отбор, ключевой механизм эволюции, хорош лишь случайными мутациями. Если данная мутация полезна, она передается по наследству, но наиболее благоприятные мутации, которые можно вообразить, увы, не возникают. Как гласит старая пословица: «Человек предполагает, а Бог располагает»; мутацию, которая не возникает, нельзя выбрать. Если формируется правильный набор генов, естественный отбор, вероятно, обеспечивает широкое распространение генов, но, если такого не происходит, все, что может сделать эволюция, – это выбрать лучший из доступных вариантов.

Для наглядности представим эволюцию как процесс подъема в горы. Ричард Докинз, например, отмечал: маловероятно, чтобы эволюция создавала какой-либо сложный вид или орган (скажем, глаз) одним махом – слишком много удачных мутаций понадобилось бы осуществить одновременно. Но можно достигать совершенства постепенно. Или словами Докинза:

…не надо быть физиком или математиком, чтобы понять: можно до второго пришествия ждать, пока нам повезет и сами собой как-то образуются глаз или молекула гемоглобина. Астрономическая невероятность таких чудес живой природы, как глаза, ферменты, коленные и локтевые суставы, – узкое место не только дарвиновской концепции, а вообще любой теории о жизни, и именно дарвинизм предлагает ответ на этот вопрос. В теории Дарвина невероятные процессы разбиваются на небольшие, доступные восприятию отрезки, необходимое везение распределяется равномерно, предлагается обойти гору Невероятности и шаг за шагом подняться по пологому склону длиною в миллион лет[5].

И конечно, примеров совершенной эволюции великое множество. Сетчатка человеческого глаза, например, может различить единственный фотон в темной комнате. А улитка уха (благодаря чувствительным волосковым клеткам внутреннего уха, вибрирующим в ответ на звуковые волны) способна улавливать малейшие вибрации с амплитудой меньшей, чем диаметр атома водорода. Наши визуальные системы, несмотря на замечательные компьютерные достижения, по-прежнему превосходят визуальные возможности любой машины. Паучья сеть крепче стали и эластичнее резины. В остальном, будучи равноправными, виды (и органы, от которых они зависят) со временем все лучше и лучше приспосабливаются к окружающей среде – порой даже достигая теоретических пределов, как в случае с вышеупомянутой чувствительностью глаза. Гемоглобин (ключевой компонент эритроцитов) великолепно адаптирован к задаче доставки кислорода, настраиваясь незначительными колебаниями у различных видов так, что может загружать и разгружать запас кислорода способами, оптимально соответствующими преобладающему атмосферному давлению, – одним способом для существ, живущих на уровне моря, другим для таких видов, как горный гусь, обитатель верховьев рек в Гималаях. Начиная с биохимии гемоглобина и заканчивая замысловатыми оптическими системами глаза, есть тысячи проявлений биологии, когда она поразительно близка к совершенству.

Но очевидно, что идеал достигается далеко не всегда; вероятность несовершенства становится очевидной, когда мы понимаем, что эволюция достигает не вершины, а горной гряды. Обычно упускается из виду, что для эволюции весьма характерно застревать на точке, находящейся ближе всего к потенциальной вершине, известной как «локальный максимум». Как отмечали Докинз и многие другие, эволюция имеет тенденцию идти маленькими шажками[6]. Если быстрые изменения не способствуют совершенствованию, организм, вероятно, останется на горной гряде, пусть даже какие-то отдаленные вершины и кажутся более привлекательными. Клуджи, о которых я уже говорил, – позвоночник, перевернутая сетчатка глаза и т. д. – примеры того, что эволюция застряла где-то в горах, не достигнув подлинных вершин.

В конечном итоге эволюция не стремится к совершенству. По словам нобелевского лауреата Херба Саймона, это достижение удовлетворительного, достаточно хорошего результата. Результат может быть прекрасным, а может быть клуджем. Со временем эволюция может дать и то и другое: как прекрасные биологические объекты, так и сляпанные наспех, которые в лучшем случае просто функционируют.

В действительности нередко совершенство и брак сосуществуют бок о бок. Высокоэффективные нейроны, например, связаны со своими соседями поразительно неэффективными синапсами, которые трансформируют эффективную электрическую активность в менее эффективные химические соединения, а они в свою очередь тратят тепло и теряют информацию. Аналогично глаз позвоночного животного с его утонченными механизмами для фокусирования света, приспособленными к различным режимам освещения и т. д., во многих отношениях невероятно изыскан. Но хотя он действует более изощренно, чем большинство цифровых камер, все же его портит инвертированная сетчатка и слепое пятно[7]. На высшем пике эволюции наши глаза могли бы работать на своем максимуме, но сетчатка должна быть неинвертированной (как у осьминога), что исключает слепые пятна. Человеческий глаз достаточно хорош, насколько это возможно при инвертированной сетчатке, но он мог бы быть лучше – вот прекрасная иллюстрация, как природа случайно чуть-чуть не дотягивает до высочайшей вершины.

Есть несколько объяснений, почему в тот или иной момент данное создание может иметь не совсем оптимальную конструкцию. Это может быть случайность (абсолютное невезение), стремительные изменения окружающей среды (например, если происходит падение крупного метеорита, ледниковый период или иной катаклизм, эволюции нужно время, чтобы наверстать упущенное) или фактор, которому во многом посвящена эта книга: история, заключенная в нашем геноме. История имеет потенциальное – иногда пагубное воздействие, поскольку на то, что может развиваться в данный момент, мощно влияет то, что возникло в результате прежней эволюции. Как корни современных политических конфликтов частично можно обнаружить в конвенциях, последовавших за мировыми войнами, нынешнюю биологию можно рассматривать через призму истории более ранних творений. Как сказал Дарвин, жизнь есть результат «наследственных изменений»; существующие формы лишь измененные версии более ранних. Человеческий позвоночник, например, возник не потому, что был наилучшим из возможных решений, – он был создан на базе того, что уже существовало (позвоночник четвероногого существа).

Это наводит на понятие, которое я называю «эволюционной инерцией», заимствованное у Ньютона с его законом инерции (тело, находящееся в состоянии покоя, имеет тенденцию сохранять состояние покоя, а тело, находящееся в движении, имеет тенденцию сохранять движение). Эволюция обычно имеет дело с тем, что уже есть, и модифицирует это, а не начинает с нуля.

Эволюции присуща инерция, так как новые гены должны работать во взаимодействии со старыми, и эволюцией движет ближайшая перспектива. Создания – носители гена либо живут и размножаются, либо нет. Следовательно, естественный отбор имеет тенденцию благоприятствовать тем генам, которые обнаруживают преимущества немедленно, и отвергать другие возможности, которые могут привести к лучшему функционированию в будущем. Таким образом, процесс происходит подобно тому, как действует менеджер по продукту, который заинтересован поскорее поставить продукт на рынок, даже если сегодняшние недоработки могут впоследствии привести к проблемам.

В итоге, как сформулировал нобелевский лауреат Франсуа Жакоб, эволюция подобна кустарю, «который… часто не зная, что он хочет сделать… берет все, что попадется под руку, – старый картон, обрывки веревки, куски дерева или металла, – чтобы сделать работающий объект… [в результате получается] странный, собранный наудачу агрегат». Если нужда – мать изобретений, то кустарничество – чокнутый дедушка клуджа.

Короче говоря, эволюция часто происходит путем наваливания новых систем на крышу старых. Прекрасно описал эту аналогию нейрофизиолог Джон Оллман. Как-то он посетил электростанцию, где одновременно сосуществовали по меньшей мере три поколения технологий, прилаженных друг к другу. Новейшая компьютерная технология работала не сама по себе, а на службе у электронных ламп (наверное, образца 1940 года), которые в свою очередь управляли еще более старыми пневматическими механизмами, приводимыми в действие сжатым газом. Если бы инженеры станции могли позволить себе роскошь пользоваться всей системой в автономном режиме, без сомнения, они начали бы с нуля и избавились от устаревших систем разом. Но постоянная потребность в энергии препятствует такой решительной реконструкции.