Сторінка 1

Слiпий годинникар. Як еволюцiя доводить вiдсутнiсть задуму у Всесвiтi
Рiчард Докiнз


«Мене попросили написати новий вступ для цього перевидання «Слiпого годинникаря», i я думав, що це буде простим завданням. Усе, що я мав зробити, – перелiчити способи (а iх, безумовно, мало бути багато), якими покращив би цю книжку, якби писав ii знову сьогоднi. Старанно, роздiл за роздiлом, я вишукував помилки, невiдповiдностi, застарiлостi, незавершеностi. Я щиро прагнув iх знайти, бо наука – попри моральну нестiйкiсть окремих ii дiячiв – не е вiд природи самовдоволеною i хоча б на словах прагне до перемоги прогресу над викривленням. Але, хоч як це дивно, за винятком дрiбних деталей, менi не вдалося знайти в цих роздiлах жодноi важливоi тези, яку я сьогоднi вiдкинув би, – нiчого, що свiдчило би про вiдмову вiд власноi думки на догоду чомусь чи комусь…»





Рiчард Докiнз

Слiпий годинникар. Як еволюцiя доводить вiдсутнiсть задуму у Всесвiтi



© Richard Dawkins, 1996, 1987, 1986

© Hemiro Ltd, видання украiнською мовою, 2018

© Книжковий Клуб «Клуб Сiмейного Дозвiлля», переклад i художне оформлення, 2018


* * *


Присвячуеться моiм батькам







Вступ до видання 1996 року


Мене попросили написати новий вступ для цього перевидання «Слiпого годинникаря», i я думав, що це буде простим завданням. Усе, що я мав зробити, – перелiчити способи (а iх, безумовно, мало бути багато), якими покращив би цю книжку, якби писав ii знову сьогоднi. Старанно, роздiл за роздiлом, я вишукував помилки, невiдповiдностi, застарiлостi, незавершеностi. Я щиро прагнув iх знайти, бо наука – попри моральну нестiйкiсть окремих ii дiячiв – не е вiд природи самовдоволеною i хоча б на словах прагне до перемоги прогресу над викривленням. Але, хоч як це дивно, за винятком дрiбних деталей, менi не вдалося знайти в цих роздiлах жодноi важливоi тези, яку я сьогоднi вiдкинув би, – нiчого, що свiдчило би про вiдмову вiд власноi думки на догоду чомусь чи комусь.

Це не означае, ясна рiч, що менi нiчого бiльше сказати на вiчно захопливу тему еволюцiйного задуму. Я легко мiг би написати ще десять цiлковито нових роздiлiв. Але це мала б бути вже iнша книжка. Тепер, я думаю, вона буде називатися «Сходження на пiк неймовiрного»[1 - Книжка пiд цiею назвою була видана у Нортонi 1996 року. (Прим. ред.)]. Хоча кожна з цих двох моiх книжок е самодостатньою й може читатись окремо, правда й те, що будь-яку з них можна читати як продовження другоi. Конкретнi предмети розгляду в них вiдрiзняються (так само, як вiдрiзняються одна вiд одноi всi роздiли цiеi книжки), але основнi теми тi самi – дарвiнiзм i задум.

Сказати, що я не перепрошую за цю дарвiнiвську послiдовнiсть, було би применшенням. Дарвiнiзм е колосальною рiччю, багато аспектiв якого вартi бiльшоi кiлькостi книжок, нiж можна було б написати за довгу й успiшну кар’еру. Тож i вiд мене, професiонального «наукового автора», який «зробив» еволюцiю, навряд чи можна було б очiкувати, що я зверну свою увагу на фiзику чи астрономiю. Та й навiщо б менi це робити? Історик мае законне право написати бiльше однiеi книжки з iсторii, а не перекидатися на античну лiтературу чи математику. Професiйний кухар випускае ще одну книжку з якогось нового аспекту кулiнарii, слушно мiркуючи, що садiвництво краще залишити професiйним садiвникам. Незважаючи на вiдносно невелику кiлькiсть видань, присвячених цiй темi, на полицях книгарень (i знову применшення!), дарвiнiзм е масштабнiшим предметом дослiдження, анiж кулiнарiя чи садiвництво. Це мiй предмет, i вiн достатньо обширний i глибокий, аби стати справою цiлого життя.

Дарвiнiзм охоплюе все в життi – людському, тваринному, рослинному, бактерiальному i, якщо я маю рацiю в останньому роздiлi цiеi книжки, позаземному. Вiн надае едину задовiльну вiдповiдь на запитання, навiщо ми всi iснуемо i чому ми саме такi, якими е. Вiн е пiдгрунтям для всiх дисциплiн, вiдомих як гуманiтарнi. Я не маю на увазi, що iсторiю, лiтературну критику та право слiд заново виокремити у специфiчнiй дарвiнiвськiй формi. Я далекий вiд цього, дуже далекий. Але всi людськi дii е продуктами роботи мозку, а мозок е пристроем для обробки даних, що пройшов еволюцiю, i ми неправильно розумiтимемо людськi дii, якщо випустимо з уваги цей фундаментальний факт. Якби бiльше лiкарiв зналися на дарвiнiзмi, людство не зiткнулося б тепер iз кризою стiйкостi до антибiотикiв. Як зауважив один оглядач, дарвiнiвська еволюцiя «е найдивовижнiшою iстиною природи, яку наразi вiдкрила наука». Я додав би: «Або ще вiдкрие».

За десять рокiв з часу першого видання «Слiпого годинникаря» з’явилися й iншi книжки, якi я хотiв би написати сам i з яких, безумовно, почерпнув би iнформацiю, якби почав цю книжку знову. Редагування роздiлу про статевий вiдбiр не обiйшлося би без чудово написаного твору Гелени Кронiн «Мураха й павич» i не менш виразноi «Чорноi Королеви» Метта Рiдлi. Моi iсторичнi й фiлософськi iнтерпретацii з усiх питань розцвiтила б «Небезпечна iдея Дарвiна» Денiела Деннетта, а його освiжна

Сторінка 2

рямота надала б хоробростi моiм критичним роздiлам. Унiкальним джерелом настанов для мене та моiх читачiв стала б повчальна «Еволюцiя» Марка Рiдлi. «Мовний iнстинкт» Стiвена Пiнкера мiг би надихнути мене розглянути з еволюцiйного погляду питання мови, якби вiн сам уже не зробив це так добре. Те саме стосуеться й «дарвiнiвськоi медицини» – якби вже не було чудовоi книжки з цього предмета Рендольфа Нессе та Джорджа Вiльямса (хоча видавцi й змусили бiдних авторiв дати iй напрочуд невдалу й невiдповiдну назву «Чому ми хворiемо»).



А втiм, залишаються люди, якi ладнi заперечувати еволюцiю, i я бачу тривожнi ознаки того, що iхнiй вплив навiть зростае, принаймнi в окремих районах Сполучених Штатiв. Якщо зважати на аргументи цих дикунiв, то вони здебiльшого зосередженi навколо поняття «задуму» – яке також стало головною темою «Слiпого годинникаря». Ця книжка не претендувала на те, щоб стати вiдповiддю на такi закиди, однак правда й те, що всi, кого спокушають аргументи креацiонiстiв, знайдуть тут iх остаточне спростування (сподiваюся, iх усiх).

Претендуючи, як вони це полюбляють, на наукову достовiрнiсть, антиеволюцiйнi пропагандисти завжди релiгiйно мотивованi, навiть якщо вони намагаються завоювати довiру людей, приховуючи цей факт. У бiльшостi випадкiв глибоко всерединi вони точно знають, у що слiд вiрити, бо iхнi батьки порекомендували iм колись якусь давню книжку, яка вказуе, у що вони мають вiрити. Якщо науковi докази, засвоенi в дорослому вiцi, суперечать цiй книжцi, то, мабуть, думають вони, щось не так iз науковими доказами. Раз усi методи вуглецевого аналiзу сходяться на тому, що Землi вже тисячi мiльйонiв рокiв, щось явно мае бути не так з усiма методами вуглецевого аналiзу. Священна книжка дитинства не може, не повинна помилятися!

Однак е пiдстави для оптимiзму. Коли «Слiпий годинникар» уперше вийшов у Сполучених Штатах, видавцi вiдправили мене в короткий тур краiною, i я став учасником багатьох прямих лiнiй на радiо. Мене попереджали, що можна очiкувати неприязних запитань вiд слухачiв-фундаменталiстiв, i, зiзнаюсь, я готувався розбити iхнi аргументи. Насправдi ж усе пройшло ще краще. Слухачi, якi телефонували, були щиро зацiкавленi в предметi еволюцii. Вони не ставилися до нього неприязно, вони просто… нiчогiсiнько про нього не знали. Замiсть розбивати аргументи, я виконав конструктивнiше завдання просвiти простих i наiвних людей. Вистачило кiлькох хвилин, аби пробудити в них розумiння потуги дарвiнiзму як переконливого пояснення життя. У мене склалося враження, що единою причиною, з якоi вони не бачили його можливостей ранiше, було те, що цей предмет був повнiстю вилучений з iхньоi освiти. За винятком розпливчастоi маячнi про «мавп», вони просто нiчого не чули про дарвiнiзм i не уявляли, у чому його суть.

Я згадую одного студента-креацiонiста, який через якусь випадкову процедуру вiдбору одного разу був прийнятий на факультет зоологii Оксфордського унiверситету. До того вiн навчався в невеличкому фундаменталiстському коледжi у Сполучених Штатах i вирiс у простого младоземельного креацiонiста. Коли ж прибув до Оксфорда, то приохотився вiдвiдувати курс лекцiй з еволюцii. Наприкiнцi вiн пiдiйшов до лектора (яким виявився я), сяючи первiсною радiстю вiдкриття: «Отакоi! – не мiг натiшитися вiн. – Оце так еволюцiя! Вона справдi мае сенс». А вона таки, безумовно, мае. Як було написано на футболцi, яку люб’язно прислав менi один невiдомий американський читач: «Еволюцiя – найграндiознiше шоу на Землi – едина гра в мiстi!»



    Рiчард Докiнз
    Оксфорд, червень 1996 р.




Передмова


Ця книжка написана в переконаннi, що наше власне iснування колись було найбiльшою з усiх таемниць, але перестало нею бути, бо таемницю розгадали. Це зробили Дарвiн i Воллес, хоча ми ще деякий час продовжуватимемо додавати до iхньоi розгадки своi примiтки. Я написав цю книжку, бо був здивований тим, скiльки людей, схоже, не лише не знають про iснування елегантного й прекрасного розв’язання цiеi найглибшоi з проблем, а й (дивовижно!) у багатьох випадках навiть не пiдозрюють, що тут взагалi була якась проблема!

А проблема тут полягае у складному задумi. Обсяг пам’ятi комп’ютера, на якому я пишу цi рядки, становить приблизно 64 кiлобайти (для зберiгання кожного символу тексту використовуеться один байт). Цей комп’ютер був свiдомо задуманий i умисно виготовлений. Мозок, який допомагае вам розумiти моi слова, е сукупнiстю приблизно десяти мiльйонiв кiлонейронiв. Багато з цих мiльярдiв нервових клiтин мають бiльше тисячi «електричних провiдцiв», що з’еднують iх з iншими нейронами. Бiльше того, на молекулярно-генетичному рiвнi кожна окрема з понад трильйона клiтин органiзму мiстить приблизно в тисячу разiв бiльше точно закодованоi цифровоi iнформацii, нiж увесь мiй комп’ютер. Складностi живих органiзмiв вiдповiдае елегантна ефективнiсть iхнього зовнiшнього оформлення. Якщо хтось не погоджуеться, що iснування такоi масштабноi складноi конструкцii просто вголос вимагае пояснення, я здаюся. Хоча нi, якщо на

Сторінка 3

те пiшло, я не здаюся, бо однiею з моiх цiлей у цiй книжцi е передати частину щирого захоплення бiологiчною складнiстю тим, хто ще не вiдкрив на неi очi. Але пiсля цього моею другою основною метою е таки розкрити таемницю, пояснивши ii.

Пояснення – складне мистецтво. Можна пояснити щось так, аби ваш читач зрозумiв слова, а можна так, аби вiн усiм еством осягнув iхне глибинне значення. У другому випадку iнодi недостатньо просто неупереджено викласти докази. Треба стати адвокатом i задiяти хитрощi адвокатськоi професii. Ця книжка не е безпристрасним науковим трактатом. Такими е iншi книжки з дарвiнiзму, багато з яких чудовi, iнформативнi й мають читатися у зв’язцi з цiею. Слiд зiзнатися, що ця книжка не просто далека вiд безпристрасностi, а й мiсцями написана з такою пристрастю, що у фаховому науковому журналi могла б викликати нарiкання. Безумовно, ii завдання – iнформувати, але й переконувати теж, i навiть (цiлi тут можна визначити доволi чiтко) надихати. Я прагну надихнути читача баченням нашого власного iснування, з яким вiн безпосередньо стикаеться, як страшноi таемницi й водночас передати весь свiй захват вiд того факту, що це – таемниця з елегантною розгадкою, доступною нашому розумiнню. А ще я прагну переконати читача в тому, що дарвiнiвський погляд на свiт не просто виявився слушним, а що це – едина вiдома наразi теорiя, здатна в принципi розгадати таемницю нашого iснування. Це робить дарвiнiзм двiчi задовiльною теорiею. З цього можна зробити впевнений висновок, що вiн застосовний не лише на цiй планетi, а й в усьому Всесвiтi, де тiльки можна знайти життя.

Та в одному я хочу вiдмежуватися вiд професiйних адвокатiв. Юристовi чи полiтиковi платять за його пристрасть i переконливi промови в iнтересах клiента або справи, в яку сам вiн може й не вiрити. Я таким нiколи не займався й не збираюсь. Я можу не завжди бути правим, але я палко обстоюю iстину й нiколи не говоритиму того, що не вважаю правильним. Пам’ятаю, як я був шокований, вiдвiдавши дискусiйний клуб одного унiверситету для дебатiв iз креацiонiстами. За обiдом пiсля дебатiв мене посадили бiля молодоi жiнки, яка виголосила доволi потужну промову на користь креацiонiзму. Вона явно не могла бути креацiонiсткою, тож я попросив ii чесно розповiсти менi, чому вона це зробила. Вона дуже легко визнала, що просто вдосконалювала своi навички ведення дебатiв i iй видалося цiкавiшим обстоювати позицiю, в яку вона не вiрила. Вочевидь, це поширена практика в унiверситетських дискусiйних клубах, де учасникам просто вказують, на чиему боцi iм виступати. Їхнi власнi переконання до уваги не беруться. Я ж пройшов довгий шлях iз виконання неприемного завдання публiчних виступiв, бо вiрив в iстиннiсть руху, який мене просили представляти. Коли я виявив, що члени клубу використовують цей рух як засiб гри в суперечку, то вирiшив вiдхиляти майбутнi запрошення вiд дискусiйних клубiв, якi заохочують нещире обстоювання позицiй там, де на кону стоiть наукова iстина.

З причин, якi менi не зовсiм зрозумiлi, дарвiнiзм, схоже, потребуе захисту бiльше, нiж аналогiчнi усталенi iстини в iнших галузях науки. Багато хто з нас не розбираеться у квантовiй теорii, спецiальнiй чи загальнiй теорii вiдносностi Ейнштейна, але це саме по собi ще не приводить нас до виступiв проти цих теорiй! Дарвiнiзм же, на вiдмiну вiд ейнштейнiзму, схоже, вважаеться законним об’ектом для нападок критикiв iз будь-яким ступенем невiгластва. Припускаю, що одна з проблем дарвiнiзму полягае в тому, що, як проникливо зазначив Жак Моно, кожен вважае, що розумiе його. Це справдi навдивовижу проста теорiя, настiльки, що деякi люди можуть вважати ii просто дитячою порiвняно з майже усiма фiзичними й математичними. По сутi, вона зводиться до простоi iдеi, що невипадкове розмноження там, де е спадкова мiнливiсть, мае далекосяжнi наслiдки за наявностi часу для iх накопичення. Однак ми маемо вагомi пiдстави вважати, що ця простота е оманливою. Нiколи не забувайте, що, хоч якою простою здавалася б ця теорiя, нiхто й не думав про неi, аж доки Дарвiн i Воллес не сформулювали ii в серединi ХІХ столiття, приблизно через 200 рокiв пiсля «Начал» Ньютона i бiльш нiж через 2 тисячi рокiв пiсля того, як Ератосфен вимiряв Землю. Як же така проста iдея стiльки часу залишалася не виявленою мислителями калiбру Ньютона, Галiлея, Декарта, Лейбнiца, Юма та Арiстотеля? Чому iй довелося чекати на двох вiкторiанських натуралiстiв? Що було не так iз фiлософами й математиками, що вони ii прогледiли? І як така потужна iдея може все ще залишатися здебiльшого не сприйнятою масовою свiдомiстю?

Складаеться враження, нiби людський мозок був спецiально запрограмований на неправильне розумiння дарвiнiзму й небажання його прийняти. Вiзьмiмо, наприклад, питання «випадку», який часто драматично називають слiпим. Переважна бiльшiсть людей, що нападають на дарвiнiзм, iз майже непристойною пристрастю обстоюють помилкову iдею, що в ньому немае нiчого iншого, крiм випадкового збiгу. Складнiсть живого сама по собi е втiленням антитези випадково

Сторінка 4

тi, тож якщо ви вважаете, що дарвiнiзм зводиться до випадку, то очевидно, що вам буде неважко його «спростувати»! Одним iз моiх завдань буде зруйнувати цей мiф, у який так легко вiрять люди, – мiф про те, що дарвiнiзм е «теорiею випадку».

Інша причина, через яку ми, схоже, схильнi сумнiватися в дарвiнiзмi, полягае в тому, що нашi мiзки створенi для роботи з подiями на часових шкалах, абсолютно вiдмiнних вiд тих, якi характеризують еволюцiйнi змiни. Ми укомплектованi всiм необхiдим для оцiнювання процесiв, для завершення яких потрiбнi секунди, хвилини, роки чи, щонайбiльше, десятилiття. Дарвiнiзм же е теорiею сукупних процесiв, настiльки повiльних, що для iх завершення потрiбнi тисячi, а то й мiльйони десятилiть. Усi нашi iнтуiтивнi судження про те, що е ймовiрним, виявляються хибними на багато порядкiв. Наш тонко налаштований апарат скептицизму та суб’ективноi теорii ймовiрностi дае величезний промах, бо налаштований (за iронiею долi, самою еволюцiею) на роботу впродовж обмеженого кiлькома десятилiттями строку служби. Щоб вибратись iз цiеi в’язницi знайомоi часовоi шкали, доведеться напружити уяву, у чому я й спробую допомогти.

Третя причина, з якоi нашi мiзки чинять завзятий опiр дарвiнiзму, проростае з нашого великого успiху як творчих дизайнерiв. У нашому свiтi домiнують досягнення iнженерii та твори мистецтва. Ми повнiстю звиклися з iдеею, що складна елегантнiсть е показником умисного, ретельно пiдготовленого задуму. Це, мабуть, е найвагомiшою причиною вiри в те чи iнше надприродне божество, якоi дотримуеться переважна бiльшiсть людей, що коли-небудь жили на Землi. Дарвiну й Воллесу знадобився вельми значний стрибок уяви, аби побачити, що всупереч усiй iнтуiцii iснуе iнший, причому (якщо тiльки його зрозумiти) значно правдоподiбнiший спосiб виникнення складного «задуму» з первiсноi простоти. Стрибок уяви настiльки карколомний, що й донинi багато людей, схоже, все ще не можуть на нього зважитись. Основною метою цiеi книжки якраз i е допомогти читачевi здiйснити цей стрибок.

Автори зазвичай сподiваються, що iхнi книжки матимуть довготривалий, а не скороминучий вплив. Але поборник будь-якоi iдеi на додачу до викладу «вiчноi, позачасовоi» частини своеi справи мусить також вiдповiдати сучасним йому прихильникам протилежних (чи нiбито протилежних) думок. Існуе ризик того, що деякi з цих аргументiв, хоч як би палко iх захищали сьогоднi, в наступнi десятилiття здаватимуться жахливо застарiлими. Читачi часто вiдзначають парадокс, що перше видання «Походження видiв» було кращим за шосте. Це тому, що у своiх пiзнiших виданнях Дарвiн почувався зобов’язаним вiдповiсти на тогочасну критику першого видання. Цi закиди тепер здаються настiльки застарiлими, що вiдповiдi на них просто заважають, а подекуди навiть збивають з пантелику. А втiм, пiддаватися спокусi iгнорувати критику, що може здаватися скороминущою, зовсiм не варто з поваги не лише до критикiв, а й до своiх читачiв, якi iнакше будуть збентеженi. Хоч я маю власнi iдеi щодо того, якi роздiли моеi книжки врештi-решт виявляться недовговiчними з цiеi причини, судити про це буде читач – i час.

Менi прикро, що деякi моi знайомi жiнки (на щастя, небагато) розцiнили вживання в цiй книжцi деперсоналiзованого займенника чоловiчого роду як намiр витiснити iх з оповiдi. Якби там i було зроблено якесь вилучення (на щастя, це не так), то, гадаю, я радше вилучив би чоловiкiв, але коли я якось заради експерименту спробував назвати свого абстрактного читача «вона», одна фемiнiстка звинуватила мене у зверхнiй поблажливостi: я мусив говорити «вiн чи вона» та «його чи ii». Це легко зробити, якщо не перейматися стилем, але ж якщо ти не переймаешся стилем, то не заслуговуеш читачiв жодноi статi. Тому тут я повернувся до звичайних правил англiйських займенникiв. Я можу називати читача «вiн», але сприймаю своiх читачiв виключно як чоловiкiв не бiльше, нiж француз сприймае стiл як жiнку. Власне кажучи, я вважаю, що все ж частiше думаю про своiх читачiв як про жiнок, але це моя особиста справа, i для мене е ненависною думка, що такi мiркування впливають на те, як я використовую свою рiдну мову.

Особистими е й деякi з моiх причин для вдячностi. Сподiваюся, що тi, кому я не можу вiддати належне, мене зрозумiють. Моi видавцi не бачили жодних причин, аби тримати вiд мене в секретi iмена своiх рецензентiв (не «оглядачiв», а справжнiх рецензентiв, при всiй повазi до багатьох американцiв до 40 рокiв, що критикують книжки лише пiсля iх виходу, коли автор уже не в змозi щось iз цим зробити), i я багато виграв вiд пропозицiй Джона Кребса (знову), Джона Дюранта, Грема Кейрнса-Смiта, Джеффрi Левiнтона, Майкла Р’юза, Ентонi Геллема та Девiда Пая. Рiчард Грегорi по-доброму розкритикував роздiл 12, i остаточна версiя книжки тiльки виграла вiд його повного видалення. Марк Рiдлi та Алан Графен, бiльше не моi студенти навiть офiцiйно, разом iз Бiллом Гамiльтоном очолили групу колег, з якими я обговорюю теорiю еволюцii й вiд iдей яких отримую користь майже щоденно. Вони, Памела Веллс, Пiт

Сторінка 5

р Аткiнс i Джон Докiнз, конструктивно критикували на мое прохання рiзнi роздiли. Сара Банней внесла численнi покращення, а Джон Грiббiн виправив суттеву помилку. Алан Графен i Вiлл Аткiнсон були моiми радниками з комп’ютер-них проблем, а представництво компанii «Apple Macintosh» на факультетi зоологii люб’язно дозволило скористатись iхнiм лазерним принтером для друку бiоморфiв.

А ще менi дуже допомогла неослабна енергiя, з якою Майкл Роджерс, тепер iз видавництва «Longman», долае всi перепони на своему шляху. Вiн i Мерi Каннен iз «Norton» умiло застосовували педалi газу (до мого морального духу) та гальма (до мого почуття гумору), коли тi були потрiбнi. Частина цiеi книжки була написана пiд час творчоi вiдпустки, люб’язно наданоi факультетом зоологii та Новим коледжем. Нарештi – борг, який я мав визнати в обох своiх попереднiх книжках, – оксфордська система навчання й моi численнi студенти-зоологи допомогли менi вдосконалити з роками своi нечисленнi навички складного мистецтва пояснення.



    Рiчард Докiнз
    Оксфорд, 1986 р.




Роздiл 1. Пояснення найнеймовiрнiшого


Ми, тварини, е найскладнiшими об’ектами у вiдомому нам Усесвiтi. Звiсно, Всесвiт, який ми знаемо, е лише крихiтним фрагментом справжнього Всесвiту. На iнших планетах можуть мешкати ще складнiшi об’екти, нiж ми, i деякi з них, можливо, вже знають про нас. Але це не змiнюе того, що я хочу сказати. Хоч де б вони були, складнi об’екти заслуговують на особливе пояснення. Ми хочемо знати, як вони виникли й чому вони е такими складними. Як я доведу нижче, пояснення це, схоже, буде загалом однаковим для складних об’ектiв у всьому Всесвiтi – для нас, шимпанзе, червiв, дубiв i монстрiв iз вiдкритого космосу. З iншого боку, воно не буде таким самим для того, що я називатиму «простими» об’ектами, такими як скелi, хмаринки, рiчки, галактики й кварки. Вони е предметом вивчення фiзики. Шимпанзе ж, собаки, кажани, таргани, люди, черви, кульбабки, бактерii й космiчнi прибульцi е предметом вивчення бiологii.

Вiдмiннiсть мiж ними полягае у складностi задуму. Бiологiя – це вчення про складнi об’екти, що наводять на думку про наявнiсть задуму з певною метою. Фiзика ж е вченням про простi об’екти, що не спокушае нас говорити про задум. На перший погляд, створенi людиною речi на кшталт комп’ютерiв та автiвок здаватимуться винятками. Складнi та явно задуманi з якоюсь метою, вони, однак, не е живими i створенi з металу та пластику, а не з плотi й кровi. У цiй книжцi вони незмiнно розглядатимуться як бiологiчнi об’екти.

Читач може на це запитати: «Так, але чи справдi вони е бiологiчними об’ектами?» Слова е нашими слугами, а не господарями. Для рiзних цiлей ми вважаемо зручним використовувати слова в рiзних значеннях. Бiльшiсть кулiнарних книжок вiдносять омарiв до риб. Зоологи готовi мало не луснути, доводячи, що омари могли б iз бiльшим правом називати рибами людей, оскiльки риби е значно ближчими родичами для нас iз вами, анiж для омарiв. Говорячи про право та лобстерiв, я пригадав, що нещодавно одному суду довелося вирiшувати, вiдносити омарiв до комах чи до тварин (вiд цього залежить, чи можна дозволяти людям варити iх живцем). З погляду зоологii омари, безумовно, не належать до комах. Вони е тваринами, але тодi тваринами е й комахи, й ми самi. Не варто перейматися тим, як рiзнi люди використовують слова (хоча у своему непрофесiйному життi я цiлком готовий перейматися людьми, що варять омарiв живцем). Кухарi та юристи використовують слова на свiй розсуд, у певних спецiальних значеннях, i я роблю в цiй книжцi те саме. Не зважайте на те, чи е автiвки та комп’ютери «справдi» бiологiчними об’ектами. Суть тут у тому, що коли щось такого ж рiвня складностi буде знайдено на якiйсь планетi, нам слiд без вагань зробити висновок, що на цiй планетi iснуе чи колись iснувало життя. Машини е безпосереднiми похiдними вiд живих об’ектiв; iхня складнiсть i наявнiсть певного призначення походять вiд живих об’ектiв, i вони е ознакою iснування життя на планетi. Те саме справедливо для скам’янiлостей, скелетiв i мертвих тiл.

Я сказав, що фiзика е вченням про простi об’екти, i це теж може спочатку здатися дивним. Фiзика видаеться складним предметом, бо iдеi цiеi науки досить складнi для нашого розумiння. Нашi мiзки були призначенi для розумiння речей, пов’язаних iз мисливством i збиральництвом, спаровуванням i вихованням дiтей, – свiту об’ектiв середнього розмiру, що рухаються в трьох вимiрах на помiрних швидкостях. Ми погано «екiпiрованi» для осягнення дуже малого й дуже великого; явищ, тривалiсть яких вимiрюеться в пiкосекундах чи гiгароках; частинок, що не мають постiйного положення; сил i полiв, якi не можна побачити чи помацати, про якi нам вiдомо лише тому, що вони впливають на об’екти, якi можна побачити чи помацати. Ми вважаемо фiзику складною, бо вона складна для нашого розумiння i книжки з неi повнi складноi математики. Але при цьому об’екти, якi вивчають фiзики, е дуже простими за своею суттю. Це хмаринки газу чи крихiтних частинок, грудки однорiд

Сторінка 6

оi матерii на кшталт кристалiв iз майже нескiнченно повторюваними атомними моделями. Вони не мають (принаймнi за бiологiчними мiрками) заплутаних робочих частин. Навiть великi фiзичнi об’екти на кшталт зiрок складаються з доволi обмеженого набору частин, органiзованих бiльш або менш випадковим чином. Поведiнка фiзичних, небiологiчних об’ектiв е настiльки простою, що для ii опису можна використовувати математичну мову, через що книжки з фiзики й повнi математики.

Книжки з фiзики можуть бути складними, але, подiбно до автiвок i комп’ютерiв, вони е похiдними вiд бiологiчних об’ектiв – людських мiзкiв. Об’екти та явища, якi описуе та чи iнша праця з фiзики, е простiшими за одну-едину клiтину тiла ii автора. А цей автор складаеться з трильйонiв таких клiтин, багато з яких вiдрiзняються одна вiд одноi та органiзованi за допомогою складноi архiтектури й точного проектування в робочу машину, здатну написати книжку. (Як i всi iншi одиницi вимiрювання, трильйони у мене американськi: один американський трильйон – це мiльйон мiльйонiв; американський мiльярд – це тисяча мiльйонiв.) Нашi мiзки пiдготовленi до роботи з крайнiми випадками складностi не краще, нiж iз крайнiми випадками розмiру та iншими крайнiми випадками складностi у фiзицi. Нiхто поки що не винайшов математичноi мови для опису загальноi структури та поведiнки такого об’екта, як фiзик чи хоча б одна з його клiтин. Ми здатнi осягнути лише деякi загальнi принципи, що пояснюють функцiонування живих органiзмiв i те, чому вони взагалi iснують.

З цього ми й почали. Ми хотiли знати, чому ми (i всi iншi складнi об’екти) iснуемо. І тепер ми можемо в загальних рисах вiдповiсти на це запитання, навiть попри свою нездатнiсть осягнути деталi самоi цiеi складностi. Якщо вдатися до аналогii, бiльшiсть iз нас не розумiють у деталях, як працюе авiалайнер. Можливо, його виробники також не осягнули цього до кiнця: фахiвцi з двигунiв не розумiють у деталях конструкцii крил, а фахiвцi з крил мають доволi розпливчасте уявлення про двигуни. Бiльше того, навiть фахiвцi з крил не розумiють крил iз повною математичною точнiстю: вони можуть передбачити, як крило поводитиметься в умовах турбуленцii, лише випробувавши модель в аеродинамiчнiй трубi чи за допомогою комп’ютерного моделювання – приблизно так, як робить бiолог, вивчаючи певну тварину. Але хоч би як кепсько ми зналися на тому, як працюе авiалайнер, ми всi розумiемо, завдяки якому загальному процесу вiн почав свое iснування. Вiн був задуманий людьми на креслярських дошках. Потiм iншi люди виготовили за цими кресленнями деталi, пiсля чого ще бiльше людей (за допомогою машин, спроектованих людьми) скрутили, склепали, зварили чи склеiли цi деталi разом, установивши кожну на вiдповiдному мiсцi. Процес, завдяки якому авiалайнер почав свое iснування, не е фундаментально таемничим для нас, бо його побудували люди. Систематичне з’еднання разом частин згiдно з певним задумом е чимось таким, що ми знаемо й розумiемо, бо випробували це самi, хоча б на прикладi дитячого конструктора.

А як щодо наших власних тiл? Кожен iз нас е машиною на кшталт авiалайнера, тiльки значно складнiшою. Чи й ми були задуманi на креслярськiй дошцi й нашi частини були з’еднанi мiж собою якимось вправним iнженером? Вiдповiдь заперечна. Це дивна вiдповiдь, i ми дiзнались i осягнули ii лише близько столiття тому. Коли Чарльз Дарвiн уперше пояснив причини нашоi появи, багато людей або не схотiли, або не змогли iх усвiдомити. Я сам навiдрiз вiдмовлявся вiрити в теорiю Дарвiна, коли вперше почув про неi в дитинствi. Майже всi люди впродовж усiеi iсторii, аж до другоi половини ХІХ столiття, непохитно вiрили у протилежне – теорiю Свiдомого Творця. Багато людей продовжують це робити, можливо, тому, що iстинне, дарвiнiвське пояснення нашого iснування все ще, як на диво, не е обов’язковою частиною навчального плану загальноi освiти. Отож i виходить, що його дуже часто розумiють неправильно.

Слово «годинникар» у назвi цiеi книжки запозичене з вiдомого трактату теолога ХVІІІ столiття Вiльяма Пейлi. Його видана 1802 року праця «Природна теологiя, або Свiдчення iснування та ознаки Божества, зiбранi з явищ природи» е найвiдомiшим викладом «аргументу вiд задуму», завжди найвпливовiшим з аргументiв на користь iснування Бога. Це книжка, якою я щиро захоплююсь, бо свого часу ii автор досягнув успiху в тому, що я намагаюся робити тепер. Вiн мав власну думку, пристрасно в неi вiрив i не шкодував зусиль, аби ii обгрунтувати. Вiн мав належну пошану до складностi живого свiту й бачив, що вона вимагае дуже особливого пояснення. Єдиним моментом, у якому вiн помилявся (схоже, доволi важливим!), було саме пояснення. Вiн дав традицiйну релiгiйну вiдповiдь на цю загадку, але сформулював ii чiткiше й переконливiше, нiж будь-хто до нього. Справжне ж пояснення е геть iншим, i йому довелося чекати на одного з найбiльш революцiйних мислителiв усiх часiв, Чарльза Дарвiна.

Свою «Природну теологiю» Пейлi починае зi знаменитого пасажу:



Припустiмо, що, йдучи через вересове пуст

Сторінка 7

ще, я забив ногу об камiнь i мене запитали, як той камiнь там опинився. Я мiг би, мабуть, вiдповiсти, що, оскiльки менi не вiдомо нiчого iншого, вiн лежав там завжди, причому довести абсурднiсть такоi вiдповiдi було б не дуже легко. Але припустiмо, що я знайшов на землi годинник i постало б запитання, як вiн опинився в тому мiсцi. Навряд чи менi спала б на думку вiдповiдь, яку я дав ранiше, – що, наскiльки менi вiдомо, годинник був там завжди.


Пейлi тут вiддае належне вiдмiнностi мiж природними фiзичними об’ектами, на кшталт каменiв, задуманими i штучно виготовленими, на кшталт годинникiв. Пiсля цього вiн описуе точнiсть, з якою влаштованi зубчики й колiщатка годинника, та складнiсть iх поеднання. Якби ми знайшли такий об’ект як годинник на вересовому пустищi, навiть якби ми не знали, як вiн почав свое iснування, його точнiсть i складнiсть задуму змусили б нас зробити висновок, що



цей годинник повинен був мати виробника: мабуть, iснував у певний час у тому чи iншому мiсцi майстер (або майстри), який зiбрав годинник з якоюсь метою, якiй той (на нашу думку) насправдi вiдповiдае; який осягнув його конструкцiю й задумав його використання.


Пейлi наполягае, що нiхто не може аргументовано спростувати цей висновок, однак саме це, по сутi, робить атеiст, коли дивиться на витвори природи, оскiльки:



Кожен показник винахiдливостi, кожен прояв задуму, який ми знаходимо в годиннику, iснуе й у витворах природи, з тiею вiдмiннiстю, що у природи вони незмiрно бiльшi або чисельнiшi.


Пейлi пiдкрiплюе свою думку велемовними благоговiйними описами розрiзiв «живих машин», починаючи з людського ока, улюбленого прикладу, який пiзнiше використае Дарвiн i який виникатиме знову й знову впродовж усiеi цiеi книжки. Пейлi порiвнюе око з задуманим iнструментом, таким як телескоп, i робить висновок, що «iснуе такий самий доказ того, що око було створене для зору, як i того, що телескоп був зроблений на допомогу йому». Око мусило мати проектувальника, так само, як мав його телескоп.

Аргумент Пейлi сповнений пристрасноi щиростi й демонструе знання, якi давала найкраща бiологiчна освiта його часу, але вiн е неправильним, знаменно й абсолютно неправильним. Аналогiя мiж телескопом i оком, мiж годинником i живим органiзмом е помилковою. Попри всю очевиднiсть протилежного, единим годинникарем у природi е слiпi сили фiзики, хоча й розгорнутi дуже особливим чином. Справжнiй годинникар мае дар передбачення: вiн задумуе своi зубчики й колiщатка i плануе iхнi взаемодii у своiй уявi, маючи певну мету. Природний же вiдбiр – слiпий, несвiдомий, автоматичний процес, який вiдкрив Дарвiн i який, як ми тепер знаемо, е поясненням iснування та явно цiлеспрямованоi форми всього живого, – не мае перед собою жодноi мети. Вiн не мае розуму й не мае уяви. Вiн не плануе на майбутне. Вiн не мае зору, дару передбачення, жодного бачення взагалi. Якщо й можна сказати, що вiн вiдiграе у природi роль годинникаря, то вiн е слiпим годинникарем.

Нижче я поясню все це й багато чого iншого. Але я точно не применшуватиму захвату «живими годинниками», що так надихали Пейлi. Натомiсть я спробую проiлюструвати свое вiдчуття, що Пейлi мiг би тут зайти ще далi. У благоговiннi перед «живими годинниками» я не поступлюся нiкому. Я вiдчуваю в собi бiльше спiльного з превелебним Вiльямом Пейлi, нiж з одним видатним сучасним фiлософом, вiдомим атеiстом, з яким я якось обговорював це питання за обiдом. Я тодi сказав, що й уявити себе не мiг би атеiстом до 1859 року, коли було видане «Походження видiв» Дарвiна. «А як щодо Юма?» – вiдповiв фiлософ. «А як Юм пояснював органiзовану складнiсть свiту живого?» – спитав я. «Нiяк, – вiдповiв фiлософ. – А навiщо для цього потрiбне якесь особливе пояснення?»

Пейлi розумiв, що особливе пояснення потрiбне; це розумiв Дарвiн, i я пiдозрюю, що в глибинi душi мiй спiврозмовник-фiлософ теж розумiв це. У будь-якому разi, моiм завданням буде показати це тут. Що ж до самого Девiда Юма, то подейкують, що цей видатний шотландський фiлософ вiдкинув «аргумент вiд задуму» ще за столiття до Дарвiна. Але Юм лишень критикував логiку використання очевидного задуму в природi як позитивного доказу на користь iснування Бога. Вiн не запропонував жодного альтернативного пояснення очевидного задуму, а залишив це питання вiдкритим. Якийсь додарвiнiвський атеiст мiг би сказати слiдом за Юмом: «У мене немае пояснення складного бiологiчного задуму. Я лише знаю, що Бог не е добрим поясненням, тому ми повиннi чекати й сподiватися, що хтось запропонуе краще». Не можу позбутися думки, що така позицiя, хоча й логiчно озвучена, мабуть, залишала вiдчуття неабиякого незадоволення i що, хоча атеiзм мiг бути логiчно обгрунтованим i до Дарвiна, саме завдяки Дарвiну з’явилася можливiсть бути iнтелектуально задоволеним атеiстом. Менi хочеться вiрити, що Юм би з цим погодився, але деякi з його праць наводять на думку, що вiн недооцiнював складнiсть i красу бiологiчного задуму. Юнга-натуралiст Чарльз Дарвiн мiг би вiдкрити йому очi на декiлька таких моме

Сторінка 8

тiв, але Юм помер за 40 рокiв до того, як Дарвiн вступив до Единбурзького унiверситету, який вони обидва закiнчили.

Я жваво розповiдав тут про складнiсть та очевидний задум, немов усiм зрозумiло, що цi слова означають. У певному сенсi так i е – бiльшостi людей притаманне iнтуiтивне розумiння того, що означае складнiсть. Але цi поняття, складнiсть i задум, е настiльки кардинальними для цiеi книжки, що я маю спробувати трохи точнiше передати словами наше вiдчуття, що у складних i очевидно створених за певним задумом речах е щось особливе.

Отже, що таке складний об’ект? Як його розпiзнати? В якому сенсi справедливим буде твердження, що годинник, авiалайнер, комаха чи людина е складними, а Мiсяць – простим? Перше, що може спасти нам на думку як необхiдний атрибут складного об’екта, – це його неоднорiдна структура. Рожевий молочний пудинг чи бланманже е простими в тому сенсi, що, коли ми розрiжемо iх навпiл, обидвi iх частини матимуть однакову внутрiшню будову – пудинг чи бланманже е однорiдним. Автiвка ж е неоднорiдною: на вiдмiну вiд бланманже, майже будь-яка ii частина вiдрiзняеться вiд iнших. Двi половини автiвки не дають у сумi автiвку. Іншими словами, можна сказати, що складний об’ект, на вiдмiну вiд простого, мае багато частин, причому це частини бiльш нiж одного виду.

Така неоднорiднiсть, або «багаточастиннiсть», може бути необхiдною умовою складностi, але не е достатньою. Багато об’ектiв е багаточастинними й неоднорiдними за своею внутрiшньою структурою, не будучи складними у тому сенсi, в якому я збираюся вживати цей термiн. Монблан, наприклад, складаеться з багатьох рiзних типiв скельних порiд, якi перемiшанi таким чином, що коли розрiзати цю гору в будь-якому мiсцi, двi ii частини вiдрiзнятимуться одна вiд одноi за своею внутрiшньою будовою. Монблану притаманна неоднорiднiсть структури, якою не може похвалитися бланманже, але все одно вiн не е складним у тому сенсi, в якому цей термiн використовуе бiолог.

Спробуймо застосувати в нашому пошуку визначення складностi iнший пiдхiд i скористаймося математичною iдеею ймовiрностi. Припустiмо, ми випробуемо таке визначення: складний об’ект – це щось, складовi частини чого органiзованi у спосiб, що навряд чи виник завдяки самому лише випадку. Запозичимо аналогiю в одного видатного астронома: якщо взяти частини авiалайнера й поеднати iх у випадковому порядку, iмовiрнiсть того, що вам вдасться зiбрати робочий «Boeing», близька до нуля. Існують мiльярди можливих способiв з’еднати деталi авiалайнера, i лише один (чи дуже небагато) з них справдi дасть у результатi авiалайнер. А способiв з’еднати перемiшанi мiж собою складовi людини iснуе ще бiльше.

Такий пiдхiд до визначення складностi е вже досить багатообiцяльним, але все одно нам потрiбне ще дещо. Адже можна сказати, що iснують мiльярди способiв з’еднати складовi Монблана й лише один iз них справдi дасть у пiдсумку Монблан. То що ж робить авiалайнер i людину складними, якщо Монблан е простим? Будь-яка давно перемiшана добiрка частин е унiкальною i, здогадно, такою само неймовiрною, як i будь-яка iнша. Купа металобрухту на звалищi лiтакiв унiкальна. Жоднi двi такi купи не е однаковими. Якщо почати складати фрагменти лiтакiв у купи, шанси, що вам удасться зiбрати два однаковiсiнькi набори смiття, е приблизно такими само низькими, як i шанси, що ви зберете робочий авiалайнер. То чому б не сказати, що смiттезвалище, Монблан чи Мiсяць е такими само складними, як лiтак чи собака, бо в усiх цих випадках поеднання атомiв е «неймовiрним»?

Кодовий замок на моему велосипедi мае 4096 рiзних комбiнацiй. Кожна з них е однаково «неймовiрною» в тому сенсi, що, коли крутити колiщатка навмання, шанси набрати будь-яку з цих 4096 комбiнацiй е однаково низькими. Я можу покрутити колiщатка навмання, подивитися на цифри, якi вони покажуть, i захоплено вигукнути: «Отакоi! Шанси проти появи цих цифр разом дорiвнюють 4096: 1. Маленьке диво!» Так само й конкретне поеднання скельних порiд у горi чи шматкiв металу в купi металобрухту можна трактувати як «складне». Але одна з цих 4096 комбiнацiй колiщаток справдi е унiкальною потрiбним чином: комбiнацiя 1207 е единою, що вiдмикае замок. Унiкальнiсть 1207 не мае нiчого спiльного зi здогадами: вона заздалегiдь виставлена виробником. Якщо крутнути колiщатка навмання й випадково натрапити на 1207 iз першого разу, ви змогли б вкрасти велосипед, i це видалося б маленьким дивом. Якби ж вам пощастило з одним iз тих багатоцифрових кодових замкiв на банкiвських сейфах, це здавалося б дуже великим дивом, бо шанси проти цього дорiвнюють багатьом мiльйонам до одного й вам вдалося б украсти цiлий статок.

Отже, натрапити на щасливе число, що вiдмикае банкiвський сейф, – еквiвалент ситуацii (в нашiй аналогii), за якоi ми випадково поскидали металобрухт у купу i раптом зiбрали «Boeing 747». З усiх мiльйонiв унiкальних та, здогадно, однаково неймовiрних комбiнацiй кодового замка вiдмикае його лише одна. Так само i з усiх мiльйонiв унiкальних i, здогадно, однаково неймовiрних поеднань смi

Сторінка 9

тя в купi лише одна (чи дуже небагато) зможе злетiти у повiтря. Унiкальнiсть поеднання, що злетить чи вiдiмкне сейф, не мае нiчого спiльного зi здогадами. Вона задана заздалегiдь. Виробник замка задав цю комбiнацiю й повiдомив ii директоровi банку. Здатнiсть лiтати е властивiстю авiалайнера, яку ми задаемо заздалегiдь. Якщо ми бачимо лiтак у повiтрi, то можемо бути впевненi, що вiн не був зiбраний шляхом випадкового скидання металобрухту в купу, бо ми знаемо, що шанси проти того, щоб випадкове скупчення змогло полетiти, е надто великими.

Отже, якщо врахувати всi можливi способи, якими скельнi породи Монблану можна поеднати разом, то Монблан, як ми його знаемо, може дати лише один iз них. Але Монблан, як ми його знаемо, визначений здогадно. Будь-який iз дуже великоi кiлькостi способiв скидання скельних порiд у купу отримав би ярлик гори й мiг би бути названий Монбланом. У конкретному Монбланi, як ми його знаемо, немае нiчого особливого, нiчого заданого заздалегiдь, нiчого еквiвалентного лiтаку, що злiтае, чи дверцятам сейфа, що вiдчиняеться, та грошам, якi звiдти вивалюються.

Що ж е еквiвалентом дверцят сейфа, який вiдчиняеться, чи лiтака, що злiтае, у випадку живого органiзму? Ну, iнодi еквiвалент бувае дуже близьким. Ластiвки теж лiтають. Як ми вже бачили, злiпити з купи мотлоху лiтальну машину нелегко. Якщо ж узяти всi клiтини ластiвки i з’еднати iх навмання, то шанси, що отриманий унаслiдок цього об’ект полетить, зазвичай не вiдрiзняються вiд нуля. Не всi живi органiзми лiтають, але вони роблять iншi речi, що е не менш неймовiрними й не менш заданими заздалегiдь. Кити не лiтають, але вони плавають, i плавають приблизно так само ефективно, як ластiвки лiтають. Шанси, що випадкове скупчення клiтин кита попливе, тим паче попливе так само швидко й ефективно, як це робить кит, мiзерно малi.

Зараз якийсь фiлософ iз соколиним оком (сокiл мае дуже гостре око – його не можна злiпити, навмання поскидавши в купу кришталики та свiтлочутливi клiтини) почне бурмотiти щось про замкнене коло. Ластiвки лiтають, але не плавають, а кити плавають, але не лiтають. Оцiнювати успiх нашого випадкового скупчення як плавця чи як лiтуна, ми вирiшуемо здогадно. Припустiмо, ми погоджуемось оцiнювати його успiх як Х i залишаемо вiдкритим запитання, що саме це X означае, допоки не спробуемо поскидати клiтини в купу. Ця випадкова купа клiтин могла б виявитись ефективною землерийною твариною на кшталт крота чи ефективною твариною, що лазить по деревах, типу мавпи. Вона могла би бути дуже доброю у вiндсерфiнгу, вiджиманнi промасленого ганчiр’я чи ходiннi дедалi меншими колами аж до зникнення. Цей перелiк можна продовжувати нескiнченно. Чи не можна?

Якби цей перелiк справдi можна було продовжувати й продовжувати, мiй гiпотетичний фiлософ мав би рацiю. Якби, хоч як випадково ви розкидали б матерiю, отримане внаслiдок цього скупчення можна було б часто назвати, здогадно, добрим для чогось, тодi можна було б стверджувати, що я шахраював щодо ластiвки й кита. Але бiологи мають значно бiльш конкретнi критерii визначення, нiж просто здатнiсть бути «добрим для чогось». Мiнiмальною вимогою для розпiзнавання об’екта як тварини чи рослини е для нас те, що вiн мае успiшно пiдтримувати якогось роду життя (точнiше, що вiн або хоча б деякi представники його виду здатнi жити достатньо довго для розмноження). Це правда, що iснуе цiла низка способiв жити – лiтаючи, плаваючи, стрибаючи мiж дерев тощо. Але хоч скiльки б iснувало способiв бути живим, очевидно, що iснуе значно бiльше способiв бути мертвим, чи, радше, неживим. Можна скидати клiтини в купу навмання знову i знову впродовж мiльярда рокiв i жодного разу не отримати скупчення, що лiтае, плавае, рие, бiгае чи робить щось (хоча б погано), що можна було б вiддалено трактувати як роботу з пiдтримання свого життя.

Це був доволi довгий, затяжний аргумент, i настав час нагадати собi, як ми взагалi на нього вийшли. Ми шукали точний спосiб висловити, що маемо на увазi, коли називаемо щось складним. Ми намагалися показати, що у людей, кротiв, дощових червiв, авiалайнерiв i годинникiв е дещо спiльне, чого немае у бланманже, Монблана чи Мiсяця. Вiдповiдь, до якоi ми прийшли, полягае в тому, що кожен складний об’ект мае певну якiсть, задану заздалегiдь, що сильно вiдрiзняеться вiд набутих завдяки самiй лише випадковостi. У випадку живих органiзмiв ця якiсть, задана заздалегiдь, е в певному сенсi «вправнiстю» – конкретною здатнiстю, такою як здатнiсть лiтати, якою мiг би захоплюватись авiаконструктор, або ж якоюсь бiльш загальною, як-от здатнiсть уникати смертi чи поширювати гени пiд час розмноження.

Уникнення смертi е тим, над чим слiд працювати. Залишене напризволяще – а саме це вiдбуваеться, коли воно помирае, – тiло мае тенденцiю повертатися до стану рiвноваги з навколишнiм середовищем. Вимiрюючи якусь величину, таку як температура, кислотнiсть, умiст води чи електричний потенцiал живого органiзму, ви зазвичай виявляете, що вона помiтно вiдрiзняеться вiд вiдповiдних вимiрiв навколишнього се

Сторінка 10

едовища. Нашi тiла, наприклад, е зазвичай теплiшими за навколишне середовище, i в холодному клiматi iм доводиться тяжко працювати для пiдтримання цiеi рiзницi. Коли ж ми помираемо, ця робота припиняеться, рiзниця температур починае зникати, i ми закiнчуемо тiею самою температурою, що i в довкiллi. Не всi тварини працюють так тяжко, щоб уникнути рiвноваги з температурою навколишнього середовища, але всi вони виконують якусь аналогiчну роботу. Наприклад, у краiнах iз посушливим клiматом тварини й рослини працюють над пiдтриманням умiсту вологи у своiх клiтинах, опираючись природнiй тенденцii витоку з них води в посушливий зовнiшнiй свiт. Якщо вони програють у цьому, то помирають. У бiльш загальному планi можна сказати, що, коли живi органiзми не працюють активно над запобiганням цьому, вони врештi-решт зливаються з навколишнiм середовищем i перестають iснувати як автономнi об’екти. Саме це й вiдбуваеться, коли вони помирають.

За винятком штучних машин, якi ми вже погодилися вважати «почесними живими органiзмами», неживi об’екти в цьому сенсi не працюють. Вони пiдкоряються силам, що прагнуть привести iх у рiвновагу з навколишнiм середовищем. Монблан, безумовно, iснуе вже впродовж довгого часу й, можливо, iснуватиме ще, але сам вiн не працюе задля продовження свого iснування. Коли гора приходить у стан спокою пiд впливом сили тяжiння, то просто залишаеться в ньому. Для утримання в такому положеннi вона не докладае жодних зусиль. Монблан iснуе й iснуватиме далi, допоки його не зiтре ерозiя чи не зруйнуе землетрус. Вiн не робить якихось крокiв для вiдновлення пошкоджень чи зведення заново пiсля руйнування, як це робить той чи iнший живий органiзм. Вiн просто пiдкоряеться законам фiзики.

Чи означае це, що живi органiзми не пiдкоряються законам фiзики? Безумовно нi. Немае жодних причин думати, що в живiй матерii закони фiзики порушуються. Немае нiчого надприродного, жодних «життевих сил», якi конкурували б iз фундаментальними силами фiзики. Просто якщо ви спробуете звернутися до законiв фiзики в наiвному прагненнi зрозумiти поведiнку всього живого органiзму, то виявите, що далеко в цьому напрямку не просунутись. Органiзм е складним об’ектом iз багатьма складовими, i щоб зрозумiти його поведiнку, треба застосувати закони фiзики до його частин, а не до цiлого. Тодi поведiнка органiзму загалом проявиться як наслiдок взаемодiй цих частин.

Вiзьмiмо, наприклад, закони руху. Якщо пiдкинути в повiтря мертвого птаха, вiн опише грацiйну параболу, точно так, як передбачено у книжках iз фiзики, а потiм прийде у стан спокою на землi, де й залишиться. Вiн поводиться так, як i належить поводитися твердому тiлу з конкретною масою та опором вiтру. Але якщо пiдкинути в повiтря живого птаха, вiн не опише параболу й не прийде в стан спокою на землi. Вiн полетить геть i може взагалi не торкнутися землi на територii графства. Причина полягае в тому, що вiн мае м’язи, якi працюють над опором силi тяжiння та iншим фiзичним силам, що мають стосунок до всього органiзму. Кожна клiтина його м’язiв пiдпорядковуеться законам фiзики. Унаслiдок цього м’язи рухають крилами таким чином, що птах залишаеться в повiтрi. Вiн не порушуе закону всесвiтнього тяжiння. Сила тяжiння весь час тягне його донизу, але його крила виконують активну роботу – пiдкоряючись законам фiзики, що дiють у його м’язах, – щоб утримати його в повiтрi попри дiю сили тяжiння. Уявити, що птах не пiдкоряеться фiзичним законам, можна, тiльки якщо бути досить наiвним i вважати його просто безструктурною грудкою матерii з певною масою та опором повiтрю. Тiльки запам’ятавши, що вiн мае багато внутрiшнiх частин i всi вони пiдкоряються законам фiзики, кожна на своему рiвнi, ми зрозумiемо поведiнку всього органiзму. Це не е, ясна рiч, характерною рисою лише живих органiзмiв. Це стосуеться всiх створених людиною машин i – потенцiйно – будь-якого складного, багаточастинного об’екта.

Це пiдводить мене до останньоi теми, яку я хочу розглянути в цьому доволi фiлософському роздiлi, – проблеми того, що ми маемо на увазi пiд поясненням. Ми вже з’ясували, що розумiтимемо пiд складним об’ектом. Але яке пояснення нас задовольнить, якщо ми поцiкавимось, як працюе та чи iнша складна машина або живий органiзм? Вiдповiдь на це запитання ми знайшли в попередньому абзацi. Прагнучи зрозумiти, як працюе та чи iнша складна машина чи живий органiзм, слiд подивитися на iхнi складовi й з’ясувати, як вони взаемодiють мiж собою. Якщо ж перед нами складний об’ект, якого ми поки що не розумiемо, його можна осягнути, розглянувши простiшi частини, у яких ми вже розiбралися.

Якщо я питаю iнженера, як працюе паровий двигун, то маю доволi чiтке уявлення про загальний тип вiдповiдi, яка мене задовольнить. Подiбно до Джулiана Гакслi, мене б точно не вразило, якби iнженер сказав, що вiн приводиться в дiю «рушiйною силою». І якби вiн почав нудити про те, що цiле е бiльшим за суму частин, я перервав би його: «Не треба про це – розкажiть менi, як вiн працюе». Я бажав би почути лише про те, як частини двигуна

Сторінка 11

заемодiють мiж собою, зумовлюючи поведiнку цiлого двигуна. Для початку я був би готовий прийняти пояснення з погляду доволi великих субкомпонентiв, власна внутрiшня структура та поведiнка яких можуть бути доволi складними i поки що непоясненними. Складовi задовiльного для початку пояснення могли б мати такi назви, як «топка», «паровий котел», «цилiндр», «поршень», «регулятор пари». Для початку iнженер без пояснення просто розповiв би, що кожна з цих складових робить. Я прийняв би це на той момент, не питаючи, як кожна з них виконуе свою конкретну роль. Враховуючи, що кожна з цих складових виконуе свою конкретну роль, я мiг би зрозумiти, як вони взаемодiють, аби привести в дiю весь двигун.

Звiсно, пiсля цього я мiг би запитати, як працюе кожна з цих частин. Попередньо прийнявши той факт, що регулятор пари регулюе потiк пари, та спiввiднiсши цей факт зi своiм розумiнням поведiнки всього двигуна, я тепер спрямовую свiй iнтерес на регулятор пари. Тепер я хочу зрозумiти, як вiн виконуе свою функцiю, з погляду його власних внутрiшнiх частин. Існуе iерархiя субкомпонентiв у компонентах. Ми пояснюемо поведiнку якогось компонента на будь-якому конкретному рiвнi з погляду взаемодiй мiж субкомпонентами, власна внутрiшня органiзацiя яких на той момент приймаеться як належне. Ми пробиваемо собi шлях униз цiею iерархiею, поки не досягнемо настiльки простих частин, що для повсякденних цiлей бiльше не вiдчуватимемо потреби запитувати про них. Наприклад, правильно це чи нi, але бiльшiсть iз нас задовольняються з’ясуванням властивостей твердих стрижнiв iз залiза, i ми готовi використовувати iх як складовi в поясненнi бiльш складних машин, що iх мiстять.

Фiзики, звiсно, не приймають залiзнi стрижнi як належне. Вони переймаються питанням, чому тi е твердими, i продовжують «лущення» iерархii ще на кiлька шарiв униз, до елементарних частинок i кваркiв. Але життя е надто коротким, аби бiльшiсть iз нас чинили так само. Для будь-якого конкретного рiвня складноi органiзацii задовiльне пояснення можна отримати, якщо злущити iерархiю на один чи два шари вiд нашого початкового рiвня, але не бiльше. Поведiнка автiвки пояснюеться з погляду цилiндрiв, карбюраторiв i свiчок запалювання. По сутi, кожен iз цих компонентiв покоiться на вершинi пiрамiди пояснень нижчих рiвнiв. Але коли б ви спитали мене, як працюе автiвка, то вирiшили б, що я дещо зарозумiлий, якби я взявся пояснювати ii роботу з погляду законiв Ньютона та термодинамiки, або ж просто мракобiс – якби вдався до елементарних частинок. Безумовно, основу поведiнки автiвки слiд пояснювати з погляду взаемодiй мiж елементарними частинками. Але значно кориснiше пояснити ii з погляду взаемодiй мiж поршнями, цилiндрами й свiчками запалювання.

Поведiнку комп’ютера можна пояснити з погляду взаемодiй мiж напiвпровiдниковими електронними схемами, а iхня поведiнка, у свою чергу, пояснюеться фiзиками на ще глибших рiвнях. Але в бiльшостi ситуацiй на практицi ви лише змарнували б свiй час, якби спробували осягнути поведiнку всього комп’ютера на будь-якому з цих рiвнiв. Електронних схем i взаемодiй мiж ними надто багато. Задовiльне пояснення мае охоплювати зручну для роботи невелику кiлькiсть взаемодiй. Саме тому, прагнучи зрозумiти роботу комп’ютерiв, ми вiддаемо перевагу вступному поясненню з погляду приблизно пiвдюжини основних субкомпонентiв: оперативки, процесора, пам’ятi, системного блоку, пристроiв управлiння введенням/виведенням даних тощо. Вловивши взаемодii мiж пiвдюжиною основних компонентiв, ми вже можемо захотiти дiзнатися про внутрiшню органiзацiю цих основних компонентiв. Мабуть, лише фаховi iнженери заглибляться до рiвня схем І та НІ i лише фiзики пiдуть далi, до рiвня поведiнки електронiв у напiвпровiдниковому середовищi.

Для тих, кому подобаються рiзнi «iзми», можу сказати, що найдоречнiшою назвою для мого пiдходу до розумiння того, як працюють рiзнi об’екти, мабуть, е «iерархiчний редукцiонiзм». Якщо ви читаете ультрамоднi iнтелектуальнi журнали, то могли помiтити, що «редукцiонiзм» е однiею з тих речей на кшталт грiха, про якi згадують лише люди, якi виступають проти них. Назвати себе редукцiонiстом у деяких колах мало не те саме, що зiзнатись у поiданнi немовлят. Але так само, як нiхто насправдi не iсть немовлят, нiхто насправдi й не е редукцiонiстом у будь-якому сенсi, вартому того, аби виступати проти нього. Вигаданий редукцiонiст – проти якого всi виступають, але який iснуе лише в iхнiй уявi, – намагаеться пояснити складнi об’екти напряму з погляду найменших частин, навiть (у деяких крайнiх варiантах цього мiфу) як суму частин! З iншого боку, iерархiчний редукцiонiст пояснюе складний об’ект на будь-якому конкретному рiвнi в iерархii органiзацii з погляду об’ектiв, що розташованi в цiй iерархii лише на один рiвень нижче, – об’ектiв, що самi, мабуть, е достатньо складними, аби потребувати подальшоi редукцii до своiх власних складових, i т. д. Само собою зрозумiло (хоча мiфiчний редукцiонiст, який поiдае немовлят, нiбито це заперечуе), що пояснення, якi е задовiл

Сторінка 12

ними на високих рiвнях iерархii, доволi сильно вiдрiзняються вiд тих, якими можна задовольнитися на нижчих рiвнях. У цьому й полягала суть пояснення автiвки з погляду карбюраторiв, а не кваркiв. Однак iерархiчний редукцiонiст вiрить, що карбюратори пояснюються з погляду менших складових… якi пояснюються з погляду ще менших складових… якi, зрештою, пояснюються з погляду найменших елементарних частинок. Редукцiонiзм у цьому сенсi е просто iншою назвою для чесного бажання з’ясувати, як працюють об’екти.

Ми почали цей роздiл iз запитання, яке пояснення для складних об’ектiв нас би задовольнило. Щойно ми розглянули це запитання з погляду механiзму: як це працюе? Ми дiйшли висновку, що поведiнку складного об’екта слiд пояснювати з погляду взаемодiй мiж його складовими, вважаючи iх послiдовними рiвнями упорядкованоi iерархii. Але iнше питання полягае в тому, як складний об’ект узагалi починае свое iснування. Цим питанням особливо переймаеться вся ця книжка, тому тут я про нього бiльше не говоритиму. Зазначу лише, що тут застосовуеться той самий загальний принцип, що й для розумiння механiзму. Складний об’ект е тим, iснування чого ми не схильнi приймати як належне, бо вiн е надто «неймовiрним». Вiн не мiг би виникнути просто з волi випадку. Початок його iснування слiд пояснювати як наслiдок поступових, сукупних, покрокових перетворень iз первiсних об’ектiв, достатньо простих, аби виникнути з волi випадку. Так само, як «великокроковий редукцiонiзм» не працюе як пояснення механiзму й мае бути замiнений низкою маленьких покрокових злущень униз по iерархii, не можна пояснити i складний об’ект як такий, що виникае за один-единий крок. Доведеться знову звернутися до низки маленьких крокiв, цього разу послiдовно вишуканих у часi.

Свою прекрасно написану книжку «Створення» оксфордський фiзико-хiмiк Пiтер Аткiнс починае такими словами:



Я поведу ваш розум у подорож. Це подорож осягнення, що веде нас до краю простору, часу та розумiння. Там я доведу, що не iснуе нiчого, що не можна зрозумiти, нiчого, що не можна пояснити, i що все е надзвичайно простим… Багато чого у Всесвiтi взагалi не потребуе жодних пояснень. Слони, наприклад. Якщо вже молекули навчилися конкурувати й створювати iншi молекули за своiм образом i подобою, з часом неодмiнно можна буде побачити слонiв i схожi на них об’екти, що блукають у сiльськiй мiсцевостi.


Аткiнс припускае, що еволюцiя складних об’ектiв – основний предмет цiеi книжки – е неминучою, щойно встановляться вiдповiднi фiзичнi умови. Вiн запитуе: що ж це за мiнiмально необхiднi фiзичнi умови, що ж це за мiнiмальний обсяг проектування, який мiг би здiйснити дуже лiнивий Творець, аби простежити за тим, щоб Усесвiт, а згодом i слони та iншi складнi об’екти почали одного дня iснувати? Вiдповiдь, на його думку як ученого-фiзика, полягае в тому, що Творець мiг би бути безкiнечно лiнивим. Фундаментальнi первиннi складовi, якi нам належить прийняти без доказiв, аби осягнути початок iснування всього на свiтi, або складаються буквально з нiчого (за словами деяких фiзикiв), або (за словами iнших фiзикiв) е складовими крайньоi простоти, аж надто простими, щоб потребувати чогось настiльки грандiозного, як умисне Створення.

Аткiнс каже, що слони та складнi об’екти не потребують жодного пояснення. Але це тому, що вiн е вченим-фiзиком, який приймае як належне теорiю еволюцii бiологiв. Насправдi вiн не мае на увазi, що слони не потребують пояснення; радше висловлюе задоволення з того приводу, що бiологи можуть пояснити слонiв, якщо iм дозволити прийняти як належне певнi факти з фiзики. Його завданням як ученого-фiзика, таким чином, е виправдати наше прийняття цих фактiв як належного. У цьому вiн досягае успiху. Я ж прагну доповнити його думку. Я бiолог. Я приймаю факти з фiзики (факти зi свiту простоти) як належне. Якщо фiзики все ще не погоджуються з тим, що цi простi факти вже стали зрозумiлими, це не моя проблема. Мое завдання – пояснити слонiв (i свiт складних об’ектiв) з погляду простих об’ектiв, якi фiзики або розумiють, або дослiджують. Проблема фiзика – це проблема первинного походження та первинних законiв природи. Проблема ж бiолога – це проблема складностi. Бiолог намагаеться пояснити роботу та початок iснування складних об’ектiв з погляду простiших. Вiн може вважати свое завдання виконаним, коли дiйде до настiльки простих об’ектiв, що iх можна буде спокiйно передати фiзикам.

Я усвiдомлюю, що моя характеристика складного об’екта – статистично неймовiрного в напрямку, заданому наперед, – може видатися своерiдною. Такою ж може здаватися моя характеристика фiзики як учення про простоту. Якщо вам бiльше подобаеться якийсь iнший спосiб визначення складностi, я не заперечую i був би радий розглянути ваше визначення в дискусii. Але я хочу наголосити, що, хоч яку б якiсть ми вирiшили називати статистично-неймовiрною-в-напрямку-заданому-наперед, це важлива якiсть, пояснення якоi потребуе особливих зусиль. Це якiсть, що характеризуе бiологiчнi об’екти на вiдмiну вiд об’ектiв фiзичних. Тип

Сторінка 13

пояснення, який ми пропонуемо, не повинен суперечити законам фiзики. Безумовно, вiн використовуватиме закони фiзики й нiчого, опрiч законiв фiзики. Але вiн застосовуватиме цi закони в особливий спосiб, який зазвичай не обговорюеться в пiдручниках фiзики. Цей особливий спосiб е шляхом Дарвiна. Я представлю його основну суть у роздiлi 3 пiд назвою накопичувальний вiдбiр.

Тим часом я хочу пiти слiдом за Пейлi й наголосити на масштабностi проблеми, з якою стикаеться наше пояснення, колосальному розмаiттi складних бiологiчних об’ектiв, красi та елегантностi бiологiчного задуму. Роздiл 2 являе собою розширене обговорення конкретного прикладу, «радару» кажанiв, вiдкритого значно пiзнiше вiд часiв Пейлi. Тут же, у цьому роздiлi, я розмiстив зображення (рис. 1) – як би сподобався Пейлi електронний мiкроскоп! – ока разом iз двома послiдовними «наведеннями» на окремi дiлянки. Угорi рисунка зображено саме око в розрiзi. Такий рiвень збiльшення показуе око як оптичний iнструмент. Схожiсть iз фотокамерою очевидна.

Ірисова дiафрагма вiдповiдае за постiйну змiну апертури, отвору «об’ектива». Кришталик, який насправдi е лише частиною складноi системи лiнз, вiдповiдае за змiнну частину фокусування. Фокус змiнюеться за рахунок стискання кришталика м’язами (або, у хамелеонiв, перемiщення його вперед чи назад, як у створенiй людиною камерi). Зображення потрапляе на сiткiвку на задньому боцi, де подразнюе фотоклiтини.

У центрi рисунка 1 показана невеличка дiлянка сiткiвки у збiльшеному виглядi. Свiтло надходить з лiвого боку. Свiтлочутливi клiтини («фотоклiтини») не е першими об’ектами, на якi потрапляе свiтло, а захованi всерединi й розвернутi вiд свiтла. Ця дивна риса згадуеться знову пiзнiше. Першим, на що потрапляе свiтло, по сутi, е шар ганглiозних нервових клiтин, який складае «електронний iнтерфейс» мiж фотоклiтинами i мозком. Насправдi ганглiознi клiтини вiдповiдають за попередню обробку iнформацii витонченими способами перед тим, як передати ii до мозку, тож до певноi мiри слово «iнтерфейс» тут не зовсiм виправдане. Справедливiшою була б назва «периферiйний комп’ютер». З’еднання вiд ганглiозних клiтин iдуть уздовж поверхнi сiткiвки до «слiпоi плями» i проходять крiзь неi, формуючи основний магiстральний кабель до мозку – оптичний нерв. В «електронному iнтерфейсi» налiчуеться близько трьох мiльйонiв ганглiозних клiтин, якi збирають данi вiд приблизно 125 мiльйонiв фотоклiтин.






Рис. 1



Унизу рисунка зображена одна збiльшена фотоклiтина, паличка. Дивлячись на витончену архiтектуру цiеi клiтини, слiд пам’ятати про те, що вся ця складнiсть повторюеться 125 мiльйонiв разiв у кожнiй сiткiвцi. При цьому порiвняннi складнi об’екти повторюються трильйони разiв в iнших мiсцях органiзму загалом. 125 мiльйонiв фотоклiтин – це приблизно у 5 тисяч разiв бiльше за кiлькiсть окремо розрiзнюваних точок на високоякiснiй журнальнiй фотографii. Складчастi мембрани з правого боку зображеноi на рисунку фотоклiтини е насправдi свiтлозбиральними структурами. Їхня шарувата форма пiдвищуе ефективнiсть фотоклiтини у вловленнi фотонiв, елементарних частинок, з яких складаеться свiтло. Якщо якийсь фотон не вловлюеться першою мембраною, його може вловити друга, i т. д. Завдяки цьому деякi очi здатнi виявляти навiть один-единий фотон. Найшвидшi та найчутливiшi плiвковi емульсii, доступнi фотографам, потребують для виявлення свiтловоi точки приблизно у 25 разiв бiльше фотонiв.

Об’екти у формi капсул в центральнiй частинi клiтини – це здебiльшого мiтохондрii. Їх виявляють не лише у фотоклiтинах, а й у бiльшостi iнших клiтин. Кожну з них можна порiвняти з хiмзаводом, який у процесi постачання свого основного продукту – придатноi до вживання енергii – обробляе понад 700 рiзних хiмiчних речовин на довгих перекручених збiрних лiнiях, витягнутих уздовж поверхнi його хитрим чином складених внутрiшнiх мембран. Кругла кулька з лiвого боку рисунка – ядро. Знов-таки, воно е характерною рисою всiх тваринних i рослинних клiтин. Кожне ядро, як ми побачимо нижче, у роздiлi 5, мiстить у собi зашифровану в цифровому форматi базу даних, що за своiм iнформацiйним вмiстом перевищуе всi 30 томiв Британськоi енциклопедii, разом узятих. І це цифри для кожноi клiтини, а не для всiх клiтин органiзму, разом узятих.

Паличка в основi рисунка – це одна-едина клiтина. Загальна кiлькiсть клiтин в органiзмi (людини) становить приблизно 10 трильйонiв. Коли ж ви iсте стейк, то шматуете еквiвалент понад 100 мiльярдiв примiрникiв Британськоi енциклопедii.




Роздiл 2. Гарний задум


Природний вiдбiр е слiпим годинникарем – слiпим, бо вiн не бачить наперед, не плануе наслiдкiв, не мае перед очима жодноi мети. Однак живi результати природного вiдбору надзвичайно вражають нас видимiстю задуму нiбито вправного годинникаря – вражають iлюзiею задуму й планування. Метою цiеi книжки е розв’язати цей парадокс на радiсть читачевi, а мета цього роздiлу – ще бiльше вразити його силою iлюзii задуму. Ми розглянемо конкретний приклад i дiйдемо висновку, що, кол

Сторінка 14

говорити про складнiсть i красу задуму, Пейлi заледве наблизився до розкриття сутi справи.

Можна говорити, що живий органiзм чи орган е добре задуманим, якщо вiн мае властивостi, якi розумний i компетентний iнженер мiг би вбудувати в нього з метою досягнення якоiсь вiдчутноi мети на кшталт здатностi до польоту, плавання, бачення, харчування, розмноження чи бiльш загального сприяння виживанню та реплiкацii генiв органiзму. Не треба думати, що задум якогось органiзму чи органа е найкращим, на що здатен iнженер узагалi. Найкраще, що може зробити один iнженер, у будь-якому випадку перевершуеться найкращим, що може зробити iнший, особливо той, що живе у бiльш пiзнiй перiод iсторii розвитку технiки. Але будь-який iнженер здатен розпiзнати об’ект, що був задуманий (навiть погано задуманий) з якоюсь метою, i може зазвичай визначити, якою е ця мета, просто поглянувши на будову об’екта. У роздiлi 1 ми переймалися переважно фiлософськими аспектами. У цьому ж роздiлi я представлю конкретний фактичний приклад, який, на мою думку, вразив би будь-якого iнженера, а саме сонар («радар») у кажанiв. Пояснюючи кожен момент, я спочатку представлятиму проблему, з якою стикаеться жива машина, а потiм розглядатиму можливi рiшення цiеi проблеми, якi мiг би запропонувати розсудливий iнженер. Пiд кiнець я пiдiйду до рiшення, яке прийняла природа. Цей приклад, звiсно, наведений просто для iлюстрацii. Якщо iнженера вразять кажани, вiн буде захоплений i безлiччю iнших прикладiв задуму живого.

Кажани мають серйозну проблему – як знайти шлях у темрявi. Вони полюють уночi й не можуть використовувати свiтло як допомогу в пошуку здобичi та уникненнi перешкод. Ви можете сказати, що якщо це проблема, то вона створена ними самими, це проблема, якоi вони могли б уникнути, просто змiнивши своi звички та полюючи вдень. Але деннi переваги вже посилено експлуатуються iншими створiннями – птахами. Зважаючи на те, що жити можна й уночi та що альтернативнi деннi промисли добряче зайнятi, природний вiдбiр вiддав перевагу кажанам, що обрали нiчне полювання. Можливо, до речi, що нiчна активнiсть була притаманна предкам усiх ссавцiв. За часiв, коли вдень домiнували динозаври, нашi пращури-ссавцi взагалi, мабуть, примудрилися вижити лише тому, що знайшли можливiсть вести нiчний спосiб життя. Лише пiсля загадкового масового вимирання динозаврiв близько 65 мiльйонiв рокiв тому нашi предки змогли вийти на денне свiтло в якихось значних кiлькостях.

Повернiмося до кажанiв i iхньоi технiчноi проблеми – необхiдностi знаходити дорогу та здобич за вiдсутностi свiтла. Кажани – не единi створiння, що стикаються сьогоднi з такими труднощами. Очевидно, що нiчнi комахи, на яких вони полюють, теж мають якось знаходити собi шлях у темрявi. Глибоководнi риби й кити обходяться майже або й зовсiм без свiтла i вдень, i вночi, бо сонячнi променi не здатнi проникати набагато нижче поверхнi води. Риби та дельфiни, що живуть у дуже каламутнiй водi, теж не можуть бачити, бо, хоча свiтло навколо е, воно перекриваеться й розсiюеться нечистотами. Багато iнших тварин нинi також примудряються жити в умовах, де бачити складно або неможливо.

Переймаючись питанням про те, як маневрувати в темрявi, якi рiшення мiг би розглянути iнженер? Перше, що могло би спасти йому на думку, – вироблення свiтла, використання лiхтаря чи прожектора. Жуки-свiтляки та деякi риби (зазвичай за допомогою бактерiй) здатнi виробляти свое власне свiтло, але цей процес, схоже, вимагае великоi кiлькостi енергii. Жуки-свiтляки використовують свое свiтло для приваблення самиць. Для цього не потрiбно багато енергii: темноi ночi самиця може побачити крихiтний свiтлячок самця з чималоi вiдстанi, бо ii очi налаштованi безпосередньо на саме джерело свiтла. Використання ж свiтла для пошуку шляху вимагае значно бiльше енергii, оскiльки очi мають виявити крихiтну частинку свiтла, що вiдбиваеться вiд усiх навколишнiх предметiв. Таким чином, якщо джерело свiтла плануеться використовувати як прожектор для освiтлення шляху, воно мае бути значно яскравiшим, нiж коли його використовуватимуть як сигнал для iнших. У будь-якому разi, в енергозатратностi причина чи нi, схоже, що, за винятком якихось гiпотетичних химерних глибоководних риб, жодна тварина, крiм людини, не використовуе вироблене свiтло для пошуку шляху.

Про що ще мiг би подумати iнженер? Ну, слiпим людям iнодi, здаеться, притаманне надприродне вiдчуття перешкод на своему шляху. Цьому дали назву «лицьовий зiр», бо слiпi повiдомляли, що вiдчувають щось на кшталт легкого дотику до обличчя. В одному повiдомленнi йшлося про цiлковито слiпого хлопчика, який за допомогою лицьового зору мiг iз добрячою швидкiстю iздити на своему триколiсному велосипедi навколо кварталу. Однак експерименти показали, що, по сутi, лицьовий зiр не мае нiчого спiльного з дотиком чи передньою частиною обличчя, хоча це вiдчуття може приписуватись переднiй частинi обличчя, за аналогiею до фантомного болю у вiдрiзанiй кiнцiвцi. Виявляеться, що вiдчуття, якi сприймаються як «лицьовий зiр», н

Сторінка 15

справдi надходять через вуха. Слiпi, навiть не усвiдомлюючи цього, використовують для виявлення перешкод вiдлуння своiх власних крокiв та iнших звукiв. Ще до того, як це було з’ясовано, iнженери створювали iнструменти на основi цього принципу, наприклад для вимiрювання глибини моря пiд кораблем. Причому пiсля винайдення цiеi технiки пристосування ii розробниками зброi для виявлення пiдводних човнiв було лише питанням часу. Обидвi сторони у Другiй свiтовiй вiйнi значною мiрою покладалися на пристроi пiд такими кодовими назвами, як «Asdic» (Велика Британiя) та «Sonar» (США), а також на аналогiчну технологiю «Radar» (США) або «RDF» (Велика Британiя), де використовувалося вiдлуння радiохвиль, а не звукових.

Першi розробники сонара й радара цього не знали, але тепер усьому свiтовi вiдомо, що кажани (чи, радше, природний вiдбiр, який на них працюе) удосконалили цю систему за десятки мiльйонiв рокiв до того i що iхнiй «радар» сягае таких висот виявлення та навiгацii, якi змусили б iнженерiв онiмiти вiд захвату. З технiчного погляду неправильно говорити про «радари» кажанiв, оскiльки вони не використовують радiохвилi. Це сонари. Але математичнi теорii, що лежать в основi радара й сонара, е дуже подiбними, i наше наукове розумiння деталей того, що роблять кажани, здебiльшого базуеться на застосуваннi до них теорii радара. Американський зоолог Дональд Грiффiн, що був головним першовiдкривачем сонара в кажанiв, вигадав термiн «ехолокацiя» для охоплення як сонарiв, так i радарiв, використовуваних як тваринами, так i людьми. На практицi це слово, схоже, використовуеться здебiльшого у зв’язку з сонарами тварин.

Помилкою буде також говорити про кажанiв, що вони всi однаковi. Це те саме, що пiдганяти всiх собак, левiв, ласок, ведмедiв, гiен, панд i видр пiд один ранжир лише тому, що вони всi – м’ясоiднi. Рiзнi групи кажанiв використовують сонар абсолютно в рiзнi способи, причому, схоже, «винайшли» його окремо й незалежно одне вiд одного, так само, як британцi, нiмцi та американцi, працюючи паралельно, розробили радар. Не всi кажани використовують ехолокацiю. Тропiчнi плодоiднi кажани Старого Свiту мають гострий зiр, i бiльшiсть iз них послуговуються для пошуку шляху лише своiми очима. А втiм, один чи два види плодоiдних кажанiв (наприклад, крилани Rousettus) здатнi знаходити шлях у суцiльнiй темрявi, де найгострiшi очi були би безсилi. Вони використовують сонар, але це – грубiший рiзновид сонара, що використовуеться меншими кажанами помiрних широт, з якими ми добре знайомi. Rousettus гучно й ритмiчно клацають у польотi язиком, орiентуючись завдяки вимiрюванню часових промiжкiв мiж кожним клацанням i його вiдлунням. Велику частину клацань Rousettus ми можемо чути (що, за визначенням, характеризуе iх як звуки, а не ультразвуки: ультразвук е тим самим, що й звук, iз тiею вiдмiннiстю, що вiн е надто високим, аби його чула людина).

Теоретично що вищий тон звуку, то точнiше працюе сонар. Це тому, що звуки низького тону мають велику довжину хвилi, яка не дае змоги розрiзнити близько розташованi об’екти. Тому за всiх iнших рiвних умов ракета, в системi наведення якоi використовуеться вiдлуння, мала би в iдеалi видавати звуки дуже високого тону. Бiльшiсть кажанiв справдi використовують звуки надзвичайно високого тону, значно вищi, нiж здатна чути людина, – ультразвуки. На вiдмiну вiд Rousettus, якi дуже добре бачать i використовують немодифiкованi звуки порiвняно низького тону для скромного обсягу ехолокацii на пiдтримку свого гарного зору, меншi кажани, схоже, е технiчно високо просунутими машинами вiдлунь. Вони мають крихiтнi очi, якi в бiльшостi випадкiв навряд чи здатнi багато побачити. Вони живуть у свiтi вiдлунь, i, можливо, iхнi мiзки здатнi використовувати вiдлуння для чогось на кшталт «бачення» зображень, хоча для нас було б майже неможливо «вiзуалiзувати», на що тi зображення можуть бути схожi. Звуки, якi вони видають, е не просто трохи зависокими, аби iх могла почути людина, на кшталт такого собi собачого свистка. У багатьох випадках вони е значно вищими за найвищу ноту, яку хто-небудь коли-небудь чув або здатен собi уявити. Мiж iншим, це щастя, що ми не можемо iх чути, бо вони надзвичайно потужнi й, будучи оглушливо гучними для наших вух, не давали б нам спати.

Цi кажани – мов мiнiатюрнi лiтаки-шпигуни, з яких вусiбiч стримить мудрована апаратура. Їхнi мiзки – це тонко налаштованi комплекти мiнiатюризованоi електронноi чудасii, спорядженi ретельно розробленим програмним забезпеченням, необхiдним для розшифровування свiту вiдлунь у реальному часi. Їхнi писки часто викривленi в гаргульячi форми, що здаються нам вiдразливими, допоки ми не побачимо, для чого вони призначенi: це витончено змодельованi iнструменти для випромiнювання ультразвуку в бажаних напрямках.

Хоча ми не можемо чути ультразвуковi iмпульси цих кажанiв безпосередньо, ми можемо отримати деяке уявлення про те, що вiдбуваеться, за допомогою автоматичних перекладачiв, чи «кажан-детекторiв». Вони приймають iмпульси через спецiальний ультразвукови

Сторінка 16

мiкрофон i перетворюють кожен iмпульс на клацання або тон, якi можна почути в навушниках. Якщо взяти такий «кажан-детектор» на галявину, де годуються кажани, ми почуемо, коли кожен кажан видае iмпульс, хоча й не можемо чути, як саме «звучать» цi iмпульси. Якщо наш кажан належить до нiчниць (Myotis, одного зi звичайних родiв дрiбних бурих кажанiв), ми почуемо серiю клацань iз частотою приблизно 10 разiв за секунду, коли кажан виконуватиме свiй звичайний облiт територii. Це приблизно частота роботи стандартного телетайпа чи ручного кулемета.

Цiлком можливо, що для кажана 10 разiв за секунду оновлюеться картина свiту, в якому вiн лiтае. Наше ж власне вiзуальне вiдображення, схоже, оновлюеться весь час, поки в нас розплющенi очi. Що таке перiодично оновлювана картина свiту, ми можемо побачити, скориставшись уночi стробоскопом. Інодi так роблять на дискотеках, що справляе доволi разючий ефект. Танець у такому випадку видаеться послiдовнiстю завмерлих статичних положень людини. Очевидно, що чим швидше блиматиме наш стробоскоп, тим бiльше зображення вiдповiдатиме звичайному «безперервному» баченню. «Вiдбiр проб» стробоскопiчного бачення з частотою приблизно 10 проб за секунду пiд час польоту кажана був би ненабагато гiршим за звичайне «безперервне» бачення для якихось простих цiлей, але не для того, щоб ловити м’яч або комах.

Але це лише частота вiдбору проб кажана пiд час звичайного обльоту територii. Коли кажан iз роду нiчниць виявляе якусь комаху й починае рухатися курсом навперейми, частота його клацання зростае. Вона стае вищою, нiж при роботi кулемета, i в мiру того, як кажан наближаеться до своеi рухомоi цiлi, може досягати пiку в 200 iмпульсiв за секунду. Щоб вiдобразити це, ми мали би прискорити наш стробоскоп так, аби вiн блимав удвiчi швидше за цикли мережевоi електрики, непомiтнi у свiтлi флуоресцентних ламп. Очевидно, що в нас немае проблем iз виконанням усiх наших звичайних зорових функцiй (навiть пiд час гри у сквош чи пiнг-понг) у зоровому свiтi, що «пульсуе» з такою високою частотою. Якщо уявити, що мiзки кажанiв будують картину свiту аналогiчно нашим зоровим образам, то частота iмпульсiв, схоже, наводить на думку, що образ вiдлуння кажана мiг би бути хоча б не менш детальним i «безперервним», анiж наш зоровий образ. Щоправда, можуть бути й iншi причини того, що вiн не е таким детальним.

Якщо кажани здатнi прискорювати свою частоту вiдбору проб до 200 iмпульсiв за секунду, то чому б iм не пiдтримувати ii весь час? Оскiльки вони явно мають «регулятор» контролю частоти на своему «стробоскопi», то чому б iм не виставляти його постiйно на максимум, тим самим пiдтримуючи свое сприйняття свiту в станi найбiльшоi чiткостi весь час, аби мати можливiсть зреагувати на будь-яку надзвичайну ситуацiю? Одна з причин полягае в тому, що такi високi частоти придатнi лише для близьких цiлей. Якщо iмпульс надто «наступае на п’яти» свого попередника, то змiшуеться з його вiдлунням, що повертаеться вiд далекосяжноi цiлi. Навiть якби це було не так, iснують, можливо, вагомi економiчнi причини для того, щоб не пiдтримувати максимальну частоту iмпульсiв увесь час. Видавати потужнi ультразвуковi iмпульси, мабуть, затратно – з погляду енергii, зношування голосу та вух, а можливо, й часу опрацювання отриманоi iнформацii. Мозок, що обробляе 200 окремих вiдлунь за секунду, може й не знайти додаткових можливостей для осмислення чогось iще. Навiть «iнерцiйна» частота приблизно в 10 iмпульсiв за секунду е, мабуть, доволi затратною, але значно менше, анiж максимальна частота в 200 iмпульсiв. Окремо взятий кажан, що прискорив би свою iнерцiйну частоту, сплачував би додаткову цiну в планi енергii i т. iн., що не було би виправдано збiльшенням чiткостi сонару. Коли единий рухомий об’ект безпосередньо поруч – сам кажан, видимий свiт е достатньо однорiдним у наступнi десятi частки секунди, аби не треба було «брати проби» частiше. Коли ж поруч опиняеться iнший рухомий об’ект, особливо летюча комаха, що крутиться, повертае й пiрнае у вiдчайдушнiй спробi утекти вiд свого переслiдувача, додаткова користь для кажана вiд збiльшення його частоти вiдбору проб бiльш нiж виправдовуе пiдвищення видаткiв. Звiсно, мiркування про видатки та користь у цьому абзацi е лише припущенням, але щось подiбне мае вiдбуватися майже напевне.

Інженер, що береться до розроблення ефективного сонара чи радара, незабаром стикаеться з проблемою, яка випливае з потреби зробити iмпульси надзвичайно гучними. Вони мають бути гучними, бо, коли звук передаеться, його хвильовий фронт просуваеться вперед як дедалi бiльша сфера. Інтенсивнiсть звуку розподiляеться й, у певному сенсi, «розрiджуеться» на всiй поверхнi цiеi сфери. Площа поверхнi будь-якоi сфери пропорцiйна квадрату радiусу. Тому iнтенсивнiсть звуку в будь-якiй конкретнiй точцi сфери зменшуеться пропорцiйно не вiдстанi (радiусу), а квадрату вiдстанi вiд джерела звуку в мiру того, як хвильовий фронт просуваеться вперед i сфера роздуваеться. Це означае, що в мiру вiддалення вiд свого джерела, в нашому

Сторінка 17

ипадку вiд кажана, звук доволi швидко стихае.

Коли цей розрiджений звук досягае об’екта, скажiмо мухи, вiн вiдбиваеться вiд неi. Вiдбитий звук тепер, у свою чергу, розходиться вiд мухи дедалi бiльшим сферичним хвильовим фронтом. З тiеi самоi причини, що й у випадку вихiдного звуку, вiн затухае пропорцiйно квадрату вiдстанi вiд мухи. До того часу, як вiдлуння досягае кажана знову, затухання його iнтенсивностi е пропорцiйним не вiдстанi вiд мухи до кажана й навiть не квадрату цiеi вiдстанi, а чомусь бiльшому на кшталт квадрата квадрата – вiдстанi в четвертому ступенi. Це означае, що звук насправдi е дуже й дуже тихим. Цю проблему можна частково подолати, якщо кажан випромiнюватиме звук за допомогою якогось еквiвалента мегафона, але лише коли вiн уже знае напрямок цiлi. У будь-якому разi, якщо кажан узагалi хоче отримати якесь прийнятне вiдлуння вiд далекосяжноi цiлi, вихiдний писк мае бути справдi дуже гучним, а iнструмент, що сприймае вiдлуння (вухо), – високочутливим до дуже тихих звукiв – вiдлунь. Як ми вже бачили, крики кажанiв дуже часто справдi е надзвичайно гучними, а iхнi вуха дивовижно чутливi.

А ось проблема, з якою стикнувся б iнженер, намагаючись розробити схожу на кажана машину. Якщо мiкрофон (або вухо) буде таким чутливим, як тут було сказано, йому загрожуе велика небезпека бути серйозно пошкодженим своiм власним украй гучним вихiдним звуковим iмпульсом. Намагатися розв’язати цю проблему, роблячи звуки тихiшими, – не дуже добра iдея, адже тодi вiдлуння були б надто тихими, щоб iх почути. Не дуже вдала iдея також намагатися залагодити це, роблячи мiкрофон («вухо») чутливiшим, оскiльки це лише зробило б його уразливiшим до пошкодження вихiдними звуками, хоча й трохи тихiшими тепер. Ця дилема нерозривно пов’язана зi значною розбiжнiстю в iнтенсивностi вихiдного звуку та зворотного вiдлуння, розбiжнiстю, що невблаганно випливае з законiв фiзики.

Яке iнше рiшення могло б спасти на думку iнженеровi? Коли з аналогiчною проблемою зiткнулися розробники радару пiд час Другоi свiтовоi вiйни, вони знайшли рiшення, яке назвали приймально-передавальним радаром. Сигнали радара посилались у виглядi дуже потужних iмпульсiв, що могли би пошкодити високочутливi повiтрянi лiнii (антени) в очiкуваннi слабкого зворотного вiдлуння. «Приймально-передавальна» схема тимчасово вимикала приймальну антену перед самим випусканням вихiдного iмпульсу, а потiм умикала ii знову, саме вчасно, щоб прийняти вiдлуння.

Кажани розробили «технологiю приймально-передавального перемикання» дуже давно, можливо, ще за мiльйони рокiв до того, як нашi пращури злiзли з дерев. Працюе вона таким чином. У вухах кажанiв (як i в наших) звук передаеться з барабанноi перетинки на мiкрофоноподiбнi звукочутливi клiтини за допомогою мiстка з трьох крихiтних кiсточок, названих за iхню форму молоточком, ковадлом i стремiнцем. Монтаж i крiплення цих трьох кiсточок, до речi, е точно такими, якi мiг би розробити висококвалiфiкований iнженер iз метою виконання необхiдноi функцii «погодження повних опорiв», але це вже iнша iсторiя. Тут же важливо, що деякi кажани мають добре розвиненi м’язи, прикрiпленi до стремiнця та молоточка. Коли цi м’язи скорочуються, згаданi кiсточки передають звук менш ефективно – неначе ви приглушуете мiкрофон, притискаючи пальцем мембрану, що вiбруе. Кажан здатен використовувати цi м’язи, щоб тимчасово «вимикати» своi вуха. Цi м’язи щоразу скорочуються безпосередньо перед тим, як кажан випускае вихiдний iмпульс, тим самим «вимикаючи» вуха, щоб вони не пошкоджувалися цим гучним iмпульсом. Потiм вони розслабляються, щоб вухо повернулося до максимальноi чутливостi саме вчасно для вловлювання зворотного вiдлуння. Така система «приймально-передавального перемикання» працюе, лише якщо пiдтримуеться моментальна точнiсть у часi. Кажани з роду молосiв (Tadarida) здатнi по черзi скорочувати й розслабляти своi перемикальнi м’язи 50 разiв за секунду, пiдтримуючи iдеальну синхроннiсть зi схожими на роботу кулемета iмпульсами ультразвуку. Це дивовижне досягнення, порiвнюване з хитрим фокусом, що використовувався в деяких лiтаках-винищувачах пiд час Першоi свiтовоi вiйни. Їхнi кулемети стрiляли «крiзь» пропелер, ретельно синхронiзованi в часi з його обертанням так, щоб кулi завжди проходили мiж лопатями, не перебиваючи iх.

Розгляньмо ось таку проблему, що могла би стати на завадi нашому iнженеровi. Якщо сонар вимiрюе вiдстань до цiлей, визначаючи тривалiсть тишi мiж випусканням звуку i його зворотним вiдлунням, – метод, який, схоже, справдi використовують крилани Rousettus, – звуки неодмiнно мали б здаватися дуже короткими iмпульсами, схожими на стакато. Довгий протяжний звук усе ще лунав би в момент повернення вiдлуння i, навiть частково приглушений «приймально-передавальними» м’язами, заважав би виявленню вiдлуння. В iдеалi, здавалося б, iмпульси кажанiв мають бути справдi дуже короткими. Але що коротший звук, то важче зробити його достатньо потужним, аби породити гiдне вiдлуння. Ми, схоже, маемо тут iнший невдалий компромiс, зумо

Сторінка 18

лений законами фiзики. Винахiдливi iнженери могли б додуматися до двох рiшень, до яких i додумались, коли зiткнулися з такою самою проблемою в аналогiчному випадку з радаром. Яке з цих двох рiшень краще, залежить вiд того, що важливiше – вимiряти вiдстань (як далеко вiд пристрою розташований об’ект) чи швидкiсть (як швидко вiдносно нього об’ект рухаеться). Перше рiшення вiдоме розробникам радарiв як «РЛС iз внутрiшньоiмпульсною лiнiйною частотною модуляцiею».

Сигнали радара можна уявляти собi як низку iмпульсiв, але кожен iмпульс мае так звану несучу частоту. Вона аналогiчна «тону» iмпульсу звуку чи ультразвуку. Як ми вже бачили, крики кажанiв мають частоту повторення iмпульсiв на рiвнi десяткiв чи сотень за секунду. Кожен iз цих iмпульсiв мае несучу частоту на рiвнi десяткiв чи сотень тисяч циклiв за секунду. Іншими словами, кожен iмпульс е високочастотним виском. Так само кожен iмпульс радара е «виском» радiохвиль iз високою несучою частотою. Особливiстю РЛС iз лiнiйною частотною модуляцiею е те, що ii несуча частота пiд час кожного виску не фiксована. Радше вона скаче вгору або вниз приблизно на октаву. У звуковому еквiвалентi кожне випромiнювання радара можна уявити як зухвалий посвист вовка з мультфiльму пiд час зустрiчi з гарною дiвчиною. На вiдмiну вiд фiксованого тону iмпульсу, перевагою РЛС iз внутрiшньоiмпульсною лiнiйною частотною модуляцiею е ось що. Байдуже, чи вихiдний iмпульс усе ще тривае, коли повертаеться вiдлуння. Їх не можна сплутати, бо вiдлуння, яке отримуеться в будь-який конкретний момент часу, буде вiдображенням бiльш ранньоi частини iмпульсу, а отже, матиме iнший тон.

Розробники радара добре скористалися цiею винахiдливою технiкою. Чи iснують якiсь докази того, що кажани «вiдкрили» ii теж, як i приймально-передавальну систему? Ну, численнi види кажанiв справдi видають крики, що знижуються, зазвичай десь на октаву, пiд час кожного крику. Такi крики називають частотно модульованими (ЧМ). Вони, схоже, е саме тим, що потрiбно для експлуатацii технiки РЛС iз внутрiшньоiмпульсною лiнiйною частотною модуляцiею. Однак наразi всi докази вказують на те, що кажани використовують цю технiку не для розрiзнення вiдлуння й вихiдного звуку, який його породив, а для розв’язання бiльш тонкого завданя – розрiзнення вiдлунь. Кажан живе у свiтi вiдлунь вiд близьких об’ектiв, далеких об’ектiв i об’ектiв на всiх промiжних вiдстанях. Йому доводиться вiдсортовувати цi вiдлуння одне вiд одного. Якщо вiн видае крики, що знижуються, немов посвист вовка з мультфiльму, це сортування акуратно виконуеться за тоном. Коли вiдлуння вiд далекого об’екта повернеться назад до кажана, воно буде «давнiшим» за вiдлуння, що повернеться одночасно з ним вiд близького об’екта. Отже, воно матиме вищий тон. Коли кажан стикаеться з одночасними вiдлуннями вiд кiлькох об’ектiв, то може застосувати практичне правило: вищий тон означае бiльшу вiдстань.

Друга розумна думка, що могла би прийти в голову iнженеровi, особливо зацiкавленому у вимiрюваннi швидкостi рухомоi цiлi, полягае в експлуатацii того, що фiзики називають доплерiвським зсувом. Його можна назвати «ефектом “швидкоi”», бо його найбiльш знайомим нам проявом е рiзкий спад тону сирени машини швидкоi допомоги, коли вона проноситься повз слухача. Доплерiвський зсув вiдбуваеться щоразу, як джерело звуку (свiтла чи будь-якого iншого типу хвилi) та його приймач рухаються один вiдносно одного. Найлегше уявити, що джерело звуку е нерухомим, а слухач рухаеться. Припустiмо, що сирена на даху заводу завивае постiйно, увесь час на однiй нотi. Цей звук розходиться у виглядi низки хвиль. Їх не можна побачити, бо вони е хвилями тиску повiтря. Якби ж iх можна було побачити, вони нагадували б концентричнi кола, що розходяться вусiбiч, коли ми кидаемо камiнцi в центр стоячого ставка. Уявiмо, що камiнчики падають у ставок з рiвномiрною частотою, так, що хвилi постiйно розходяться вiд центру. Якщо у якiйсь фiксованiй точцi ставка поставити на якiр крихiтний iграшковий кораблик, вiн ритмiчно гойдатиметься вгору i вниз у мiру того, як пiд ним проходитимуть хвилi. Частота, з якою гойдаеться цей кораблик, аналогiчна тону звуку. Тепер припустiмо, що кораблик замiсть того, щоб мiцно стояти на якорi, пливе через ставок, у загальному напрямку до центру, з якого колами розходяться хвилi. Вiн усе одно гойдатиметься вгору i вниз, натикаючись на послiдовнi хвильовi фронти. Але тепер частота, з якою вiн натикаеться на хвилi, буде вищою, оскiльки вiн прямуе до iх джерела. Вiн гойдатиметься вгору i вниз iз вищою частотою. З iншого боку, коли вiн промине джерело хвиль i рухатиметься до протилежного берега ставка, частота, з якою вiн гойдатиметься вгору i вниз, очевидно зменшиться.

З тiеi самоi причини, якщо швидко iхати на мотоциклi (краще тихому) повз заводську сирену, що завивае, за наближення до заводу тон звуку зростатиме: нашi вуха, по сутi, вихоплюють хвилi на бiльшiй частотi, нiж якби ми сидiли на одному мiсцi. За аналогiею з корабликом, коли наш мотоцикл промине завод i вiддалятиметься вi

Сторінка 19

нього, тон буде знижуватись. Якщо ми припинимо рухатись, то почуемо тон сирени таким, яким вiн е насправдi, – промiжним мiж двома тонами з доплерiвським зсувом. Звiдси випливае, що знаючи точно справжнiй тон сирени, теоретично можна розрахувати, як швидко ми рухаемося до чи вiд неi, просто дослухаючись до тону звуку та порiвнюючи його з вiдомим нам тоном.

Той самий принцип працюе, коли джерело звуку рухаеться, а слухач стоiть на мiсцi. Ось чому це працюе для «швидкоi». Не дуже вiриться, але подейкують, що сам Крiстiан Доплер продемонстрував свiй ефект, найнявши мiдний духовий оркестр грати на вiдкритiй залiзничнiй платформi, що мчала повз його вражених слухачiв. Значення мае саме вiдносний рух, причому з погляду доплерiвського ефекту не важливо, говоримо ми про джерело звуку, що проминае вухо, чи про вухо, що проминае джерело звуку. Якщо два потяги проминають один одного у протилежних напрямках, кожен зi швидкiстю 200 км/год, пасажир одного потягу почуе свист другого потягу, що затухае через особливо рiзкий доплерiвський зсув, оскiльки вiдносна швидкiсть тут становить 400 км/год.

Доплерiвський ефект використовуеться в полiцейських радарах для контролю швидкостi дорожнього руху. Нерухомий iнструмент випромiнюе сигнали радара вздовж дороги. Радарнi хвилi вiдбиваються вiд автiвок, що наближаються, i рееструються приймальним апаратом. Що швидше рухаеться та чи iнша автiвка, то вищим е доплерiвський зсув частоти. Порiвнюючи частоту iмпульсу з частотою зворотного вiдлуння, полiцiя (чи радше ii автоматичний iнструмент) може розрахувати швидкiсть кожноi автiвки. Якщо полiцiя може використовувати цю технiку для вимiрювання швидкостi порушникiв правил дорожнього руху, то чи можна сподiватися, що кажани використовують ii для вимiрювання швидкостi комахи-здобичi?

Вiдповiдь ствердна. Дрiбнi кажани пiдковоноси здавна вiдомi тим, що видають довгi гудки з фiксованим тоном, а не часте клацання чи низхiднi «вовчi посвисти». Коли я кажу «довгi», то маю на увазi довгi за мiрками кажанiв. Тривалiсть цих «гудкiв» усе одно менша за десятi частки секунди. При цьому, як ми побачимо нижче, до кiнця кожного гудка часто прикрiплюеться «вовчий посвист». Уявiмо спочатку пiдковоноса, що видае безперервний ультразвуковий гул, швидко пiдлiтаючи до нерухомого об’екта на кшталт дерева. Хвильовi фронти натикатимуться на дерево з вищою частотою через рух кажана у бiк дерева. Якби в деревi був схований мiкрофон, вiн би «почув» доплерiвський зсув звуку в бiк пiдвищення тону через рух кажана. Мiкрофона в деревi немае, але вiдлуння, вiдбите вiд нього, матиме доплерiвський зсув у бiк пiдвищення тону саме таким чином. Тепер, коли хвильовi фронти вiдлуння повертаються вiд дерева до кажана, що наближаеться, кажан усе ще швидко рухаеться до них. Тому вiдбуваеться подальший доплерiвський зсув у бiк пiдвищення в сприйняттi кажаном тону вiдлуння. Рух кажана приводить до своерiдного подвiйного доплерiвського зсуву, величина якого е точним iндикатором його швидкостi вiдносно дерева. Таким чином, порiвнюючи тон свого крику з тоном зворотного вiдлуння, кажан (чи, радше, його «бортовий комп’ютер» у мозку) мiг би, в теорii, розрахувати, як швидко вiн рухаеться до дерева. Це не сказало б кажановi, як далеко вiд нього дерево, але все одно могло би бути дуже корисною iнформацiею.

Якби ж об’ектом, що вiдбивае звук, було не статичне дерево, а рухома комаха, доплерiвськi ефекти були б складнiшими, але кажан усе одно мiг би розрахувати швидкiсть вiдносного руху – свого i своеi цiлi; очевидно, це саме та iнформацiя, якоi потребуе така досконала «керована ракета», як кажан на полюваннi. Деякi кажани демонструють цiкавiший трюк, анiж просто видавання гудкiв незмiнного тону та вимiрювання тону вiдлуння. Вони ретельно коригують тон вихiдних гудкiв таким чином, аби пiдтримувати тон вiдлуння незмiнним пiсля його доплерiвського зсуву. У мiру швидкого наближення до комахи вони постiйно змiнюють тон своiх крикiв, безперервно шукаючи саме той, який потрiбен для пiдтримання зворотного вiдлуння на фiксованiй частотi. Цей винахiдливий трюк пiдтримуе вiдлуння на частотi, до якоi iхнi вуха е максимально чутливими, – що важливо, оскiльки вiдлуння е такими слабкими. Пiсля цього вони можуть отримати необхiдну iнформацiю для своiх доплерiвських розрахункiв, монiторячи частоту, на якiй вони зобов’язанi гудiти, аби досягти вiдлуння з фiксованою частотою. Я не знаю, чи використовуеться цей хитрий трюк у створених людиною пристроях на кшталт сонара чи радара. Але зважаючи на те, що найрозумнiшi iдеi в цiй галузi, схоже, були вперше розробленi кажанами, я не проти побитися об заклад, що вiдповiдь буде ствердною.

Залишаеться лише сподiватися, що цi двi доволi рiзнi технiки – доплерiвського зсуву та «РЛС iз внутрiшньоiмпульсною лiнiйною частотною модуляцiею» – будуть корисними для рiзних спецiальних призначень. Однi групи кажанiв спецiалiзуються на однiй iз них, тодi як iншi – на другiй. Деякi групи, схоже, намагаються взяти максимум вiд обох свiтiв, прикрiплюючи частотномодульо

Сторінка 20

аний «вовчий посвист» до кiнця (чи iнодi до початку) довгого «гудка» з незмiнною частотою. Інший цiкавий трюк пiдковоносiв стосуеться рухiв iхнiх зовнiшнiх вух. На вiдмiну вiд iнших кажанiв, пiдковоноси рухають своiми зовнiшнiми вухами швидкими позмiнними махами вперед-назад. Можливо, цей додатковий швидкий рух слуховоi поверхнi вiдносно цiлi спричинюе кориснi модуляцii доплерiвського зсуву, що постачають додаткову iнформацiю. Коли вухо махае в напрямку до цiлi, видима швидкiсть руху до неi зростае. Коли ж воно махае вiд цiлi, вiдбуваеться зворотний процес. Мозок кажана «знае» напрямок махiв кожного вуха i, в принципi, може зробити необхiднi розрахунки для використання цiеi iнформацii.

Можливо, найскладнiшою проблемою з усiх, iз якими стикаються кажани, е небезпека ненавмисного «заглушення» криками iнших кажанiв. Експериментатори виявили, що збити кажанiв з iхнього шляху, вмикаючи гучний штучний ультразвук, на диво важко. Щоправда, це можна було передбачити. Кажани, мабуть, розв’язали проблему уникнення заглушення ще в сиву давнину. Багато видiв влаштовуються на вiдпочинок величезними скупченнями у печерах, що, мабуть, е оглушливим сонмищем ультразвуку й вiдлунь, однак кажани здатнi швидко лiтати цими печерами, уникаючи стiн та один одного у цiлковитiй темрявi. Як же кажан не збиваеться зi своiх власних вiдлунь i уникае плутанини з вiдлуннями iнших? Першим рiшенням, що могло б спасти на думку iнженеровi, е якесь частотне кодування: кожен кажан мiг би мати свою власну приватну частоту, як-от у окремих радiостанцiй. До певноi мiри так i е, але це, в будь-якому разi, ще не вся iсторiя.

Як саме кажани уникають заглушення iншими кажанами, до кiнця не зрозумiло, але цiкавий ключ до розгадки дають експерименти, спрямованi на те, щоб збити кажанiв зi шляху. Виявляеться, що деяких кажанiв цiлком можна обдурити, якщо увiмкнути iм iхнi власнi крики зi штучною затримкою. Іншими словами, дати iм хибне вiдлуння iхнiх власних крикiв. Ретельно контролюючи електронний апарат, що затримуе хибне вiдлуння, можна навiть змусити кажанiв спробувати приземлитися на «фантомний» виступ. Припускаю, що це кажанячий еквiвалент нашого бачення свiту через кришталик.

Схоже, що кажани здатнi використовувати щось, що ми могли б назвати «фiльтром дивностi». Кожне наступне вiдлуння власних крикiв кажана породжуе картину свiту, що мае сенс з погляду попередньоi картини свiту, побудованоi бiльш раннiми вiдлуннями. Якщо кажан чутиме вiдлуння крику iншого кажана та намагатиметься вписати його в картину свiту, яку вiн збудував перед тим, ця картина не матиме жодного сенсу. Вона матиме такий вигляд, неначе ii об’екти раптом стрибнули в рiзних випадкових напрямках. У реальному свiтi об’екти не поводяться так божевiльно, тому мозок може спокiйно вiдфiльтровувати цi вiдлуння як фоновий галас. Якщо ж експериментатор умикатиме кажановi штучно затриманi або прискоренi вiдлуння його власних крикiв, вони матимуть сенс з погляду картини свiту, яку кажан попередньо побудував. Цi хибнi вiдлуння приймаються фiльтром дивностi, бо вони правдоподiбнi в контекстi попереднiх вiдлунь. Вони створюють враження, що об’екти змiнили свое положення незначною мiрою, чого в реальному свiтi цiлком можна очiкувати вiд об’ектiв. Мозок кажана покладаеться на припущення, що свiт, вiдображений будь-яким вiдбитим iмпульсом, буде або таким самим, як i свiт, вiдображений попереднiми iмпульсами, або лише злегка iншим (наприклад, може трохи змiститися переслiдувана ним комаха).

Існуе добре вiдома стаття фiлософа Томаса Нагеля пiд назвою «Як воно – бути кажаном?». У статтi йдеться не так про кажанiв, як про фiлософську проблему уявлення (осягнення) того, що «схоже» на будь-що, чим ми не е. Однак причина, з якоi кажан е особливо промовистим прикладом для фiлософа, полягае в тому, що вiдчуття кажана, пов’язанi з ехолокацiею е, мабуть, для нас особливо чужими та вiдмiнними вiд наших власних. Якщо вам захочеться вiдчути те, що вiдчувае кажан, то майже напевно буде великою помилкою пiти до печери, кричати чи клацати ложками одна об одну, свiдомо засiкаючи час затримки, перш нiж ви почуете вiдлуння, та намагатися розрахувати на основi цих даних, як далеко мае бути стiна.

Це дасть уявлення про те, як воно – бути кажаном, не бiльше, нiж ось такий експеримент про те, як воно – бачити колiр. Скористайтесь якимось iнструментом, аби вимiряти довжину хвилi свiтла, що потрапляе вам в око: якщо вона довга, ви бачите червоний колiр, а якщо коротка – фiолетовий чи синiй. Так вийшло, що свiтло, яке ми називаемо червоним, мае бiльшу довжину хвилi, нiж те, яке ми називаемо синiм, i це фiзичний факт. Хвилi рiзноi довжини вмикають червоночутливi або синьочутливi фотоклiтини нашоi сiткiвки. Але у нашому суб’ективному сприйняттi кольорiв немае жодного слiду поняття «довжина хвилi». Нiщо з того, «як воно» – бачити сине або червоне свiтло, не говорить нам про те, яке з них мае бiльшу довжину хвилi. Якщо це мае значення (а зазвичай нi), ми просто повиннi пригадати це або (як я завжди роблю) подиви

Сторінка 21

ись у книжцi. Так само кажан сприймае положення комахи за допомогою того, що ми називаемо вiдлуннями. Але сприймаючи комаху, кажан, безумовно, думае про затримки вiдлуння не бiльше, нiж ми про довжину хвилi, коли дивимося на синiй або червоний колiр.

Насправдi, якби мене змусили спробувати неможливе й уявити, як воно – бути кажаном, я припустив би, що ехолокацiя для цих тварин е радше тим, чим для нас е зiр. Ми е настiльки цiлковито зоровими тваринами, що майже не усвiдомлюемо, яка складна рiч зiр. Об’екти перебувають «он там», i ми переконанi, що «бачимо» iх там. Але я пiдозрюю, що насправдi об’ектом нашого сприйняття е складна комп’ютерна модель у мозку, побудована на основi iнформацii, що надходить вiд того «он там», але трансформуеться в головi в ту форму, в якiй ця iнформацiя може використовуватись. Вiдмiнностi в довжинi хвиль свiтла «он там» у комп’ютернiй моделi в нашiй головi кодуються як вiдмiнностi в кольорi. Форма та iншi властивостi кодуються таким самим чином, у формi, зручнiй для використання. Вiдчуття зору для нас дуже вiдрiзняеться вiд вiдчуття слуху, але це не пов’язано безпосередньо з фiзичними вiдмiнностями мiж свiтлом i звуком. Як свiтло, так i звук, зрештою, перетворюеться вiдповiдними органами чуттiв на один i той самий рiзновид нервових iмпульсiв. Виходячи з фiзичних властивостей нервового iмпульсу, неможливо сказати, чи передае вiн iнформацiю про свiтло, звук чи запах. Причина того, що вiдчуття зору настiльки вiдрiзняеться вiд вiдчуттiв слуху та запаху, полягае в тому, що мозок вважае зручним використовувати рiзнi типи внутрiшнiх моделей для свiту зорових образiв, свiту звукiв i свiту запахiв. Вiдчуття зору й слуху е такими рiзними тому, що ми внутрiшньо використовуемо нашу зорову i звукову iнформацiю рiзними способами та для рiзних цiлей. Це не пов’язано безпосередньо з фiзичними вiдмiнностями мiж свiтлом i звуком.

Але кажан використовуе свою звукову iнформацiю з метою, дуже подiбною до тiеi, з якою ми використовуемо свою зорову iнформацiю. Вiн використовуе звук для постiйного оновлення свого сприйняття положення об’ектiв у тривимiрному просторi, так само, як ми використовуемо свiтло. Отже, тип внутрiшньоi комп’ютерноi моделi, якоi вiн потребуе, е придатним для внутрiшнього вiдображення змiнних положень об’ектiв у тривимiрному просторi. Я вважаю, що форма, якоi набувае суб’ективне сприйняття тварини, е властивiстю цiеi внутрiшньоi комп’ютерноi моделi. Ця модель розробляеться у процесi еволюцii з метою ii використання для внутрiшнього вiдображення незалежно вiд фiзичних стимулiв, що надходять до неi ззовнi. Нам iз кажанами потрiбна однотипна внутрiшня модель для вiдображення положення об’ектiв у тривимiрному просторi. Той факт, що кажани створюють свою внутрiшню модель за допомогою вiдлуння, тодi як ми створюемо свою за допомогою свiтла, несуттевий. Ця зовнiшня iнформацiя на ii шляху до мозку в будь-якому разi перетворюеться на однотипнi нервовi iмпульси.

Мое припущення, таким чином, полягае в тому, що кажани «бачать» дуже подiбно до того, як це робимо ми, навiть попри те, що фiзичне середовище, за допомогою якого свiт «он там» перетворюеться на нервовi iмпульси, е зовсiм не таким, як у нас, – ультразвуком, а не свiтлом.

Кажани можуть навiть використовувати вiдчуття, якi ми називаемо кольором, для своiх власних цiлей – аби вiдобразити вiдмiнностi свiту «он там», що не мають нiчого спiльного з фiзикою довжини хвилi, але вiдiграють функцiональну роль для кажана, аналогiчну тiй, яку для нас вiдiграють кольори. Можливо, самцi кажанiв мають тонко текстуровану поверхню тiла, тож вiдлуння, якi вiд них вiдбиваються, сприймаються самицями як чудово розфарбованi – звуковий еквiвалент шлюбного плюмажу райського птаха. У моему розумiннi це не якась розпливчаста метафора. Можливо, що суб’ективне вiдчуття самицi кажана, коли вона сприймае самця, насправдi е, скажiмо, яскраво-червоним – таким самим, як коли я дивлюсь на фламiнго. Або принаймнi вiдчуття кажанихою свого партнера може вiдрiзнятися вiд мого зорового вiдчуття фламiнго не бiльше, нiж мое зорове вiдчуття фламiнго вiдрiзняеться вiд зорового вiдчуття одного фламiнго, що дивиться на iншого.

Дональд Грiффiн розповiдае iсторiю, що трапилася, коли вони зi своiм колегою Робертом Галамбосом уперше повiдомили здивованих учасникiв конференцii зоологiв 1940 року про свое нове вiдкриття фактiв про ехолокацiю кажанiв. Один видатний учений був настiльки недовiрливий i водночас обурений, що



схопив Галамбоса за плечi й заходився трусити його, стверджуючи, що ми нiяк не могли мати на увазi таке образливе припущення. Радар i сонар були тодi ще дуже таемними розробками вiйськовоi технiки, i саме уявлення про те, що кажани здатнi робити речi, хоча б вiддалено аналогiчнi останнiм трiумфам електронноi iнженерii, вразило бiльшiсть людей як щось не лише неправдоподiбне, а й емоцiйно нестерпне.


Того видатного скептика легко зрозумiти. У його небажаннi вiрити е щось дуже людське. І насправдi воно засвiдчуе: людина е саме тим, чим вона е.

Сторінка 22

Саме тим, бо нашi людськi органи чуття не здатнi робити те, що роблять кажани, у що нам важко повiрити. Через те, що ми можемо осягнути це лише на рiвнi штучноi апаратури та математичних розрахункiв на паперi, нам так важко уявити, що маленька тваринка робить це у своiй головi. При цьому математичнi розрахунки, що знадобилися б для пояснення принципiв зору, е не менш складними й важкими, однак нiхто ще не мав жодних проблем iз вiрою в те, що ця маленька тваринка здатна бачити. Причина такого подвiйного стандарту нашого скептицизму доволi проста: бачити ми можемо, а от до ехолокацii не здатнi.

Можна уявити собi якийсь iнший свiт, в якому конференцiю ерудованих, але геть слiпих, схожих на кажанiв створiнь приголомшила б звiстка про тварин пiд назвою «люди», що здатнi використовувати нещодавно вiдкритi нечутнi променi пiд назвою «свiтло», якi поки що е предметом надзвичайно таемних вiйськових розробок, для орiентацii у просторi. Цi скромнi й непримiтнi в iншому люди е майже повнiстю глухими (гаразд, вони можуть чути до певноi мiри й навiть видавати низку до нудоти повiльних, глибоко протяжних гарчань, але вони використовують цi звуки лише для рудиментарних цiлей на кшталт спiлкування мiж собою i, схоже, не здатнi використовувати iх для виявлення навiть наймасивнiших об’ектiв). Натомiсть вони мають високоспецiалiзованi органи пiд назвою «очi» для експлуатацii променiв «свiтла». Основним джерелом променiв свiтла е сонце, i люди, на диво, примудряються використовувати складнi вiдлуння, що вiдбиваються вiд об’ектiв, коли на них потрапляють променi свiтла вiд сонця. Вони мають вигадливий пристрiй пiд назвою «кришталик», форма якого, схоже, математично розрахована так, що вiн заломлюе цi безшумнi променi таким чином, що виходить точне масштабування, один до одного, мiж об’ектами в свiтi й «зображенням» на канвi клiтин пiд назвою «сiткiвка». Цi клiтини сiткiвки здатнi якимось таемничим чином робити свiтло «чутним» (так би мовити) й передають свою iнформацiю до мозку. Нашi математики показали, що коли правильно виконувати дуже складнi розрахунки, то за допомогою цих променiв свiтла теоретично можна орiентуватись у свiтi так само ефективно, як звичайним способом, за допомогою ультразвуку, – в деяких аспектах навiть ефективнiше! Але хто б мiг подумати, що якiсь скромнi люди можуть виконувати такi розрахунки?!

Ехолокацiя кажанiв е лише одним iз тисяч прикладiв, якi я змiг вiдiбрати на пiдтвердження майстерного задуму. Тварини створюють враження, що вони були задуманi вельми обiзнаним теоретично й надзвичайно винахiдливим практично фiзиком або iнженером, але немае жодних свiдчень того, що кажани самi знають чи розумiють цю теорiю в такому самому сенсi, як ii розумiе фiзик. Кажана слiд вважати аналогом iнструмента на кшталт полiцейського радара, а не особи, що розробила цей iнструмент. Розробник полiцейського радара для вимiрювання швидкостi знався на теорii доплерiвського ефекту й вiдобразив цю обiзнанiсть у математичних рiвняннях, чiтко написаних на паперi. Знання розробника втiлене в iнструментi, але сам iнструмент не знае, як вiн працюе. Вiн мiстить у собi електроннi компоненти, налаштованi так, аби автоматично порiвнювати двi частоти радара й переводити результат у зручнi одиницi вимiрювання – кiлометри на годину. Задiянi розрахунки е складними, але цiлком у межах можливостей маленькоi коробочки з сучасними електронними компонентами, налаштованими вiдповiдним чином. Звiсно, якийсь розвинений свiдомий мозок попрацював над ii налаштуванням (чи хоча б розробив схему налаштування), але жоден свiдомий мозок не залучений до щосекундноi роботи цiеi коробочки.

Наше сприйняття електронних технологiй готуе нас прийняти думку, що несвiдома машинерiя може поводитись так, неначе розумiе складнi математичнi iдеi. Цю думку можна безпосередньо застосовувати й до роботи «живоi машинерii». Кажан е машиною, внутрiшня електронiка якоi налаштована таким чином, що м’язи його крил спрямовують його на комаху, як несвiдома керована ракета спрямовуеться на лiтак. Досi наша iнтуiцiя, що базувалася на аналогii з технологiею, була правильною. Але наше сприйняття технологii також пiдштовхуе нас до того, щоб побачити розум свiдомого й цiлеспрямованого розробника в розвитку витонченоi машинерii. А цей iнтуiтивний висновок у випадку «живих машин» е помилковим. У випадку «живих машин» «розробником» е несвiдомий природний вiдбiр, слiпий годинникар.

Сподiваюся, що читач уже проникся цими розповiдями про кажанiв так само, як i я, i так само, як мiг би проникнутися ними Вiльям Пейлi. Моя мета в певному сенсi була iдентичною метi Пейлi. Я не хочу, щоб читач недооцiнював дивовижну роботу природи i проблеми, з якими ми стикаемось, намагаючись ii пояснити. Ехолокацiя у кажанiв, хоча й невiдома за часiв Пейлi, послужила б його метi не гiрше за будь-який iз його прикладiв. Пейлi пiдкрiплював свiй аргумент, множачи наведенi приклади. Вiн пройшовся по всьому тiлу, з голови до нiг, показуючи, як кожна його частина, кожнiсiнька найменша деталь подiбна н

Сторінка 23

трощам прекрасно змодельованого годинника. Багато в чому я хотiв би зробити те саме, адже iснуе багато дивовижних iсторiй, а менi подобаеться розповiдати iсторii. Але, правду кажучи, множити приклади немае потреби. Одного чи двох буде цiлком достатньо. Гiпотеза, здатна пояснити навiгацiю кажанiв, е добрим кандидатом на пояснення всього у свiтi живого, а якщо пояснення Пейлi для будь-якого з його прикладiв було неправильним, цього не виправити, множачи приклади. Його гiпотеза полягала в тому, що «живi годинники» були в буквальному сенсi розробленi та створенi вправним годинникарем. Наша ж сучасна гiпотеза полягае в тому, що ця робота була виконана поступово, у процесi еволюцii, природним вiдбором.

У нашi днi теологи не такi прямолiнiйнi, як Пейлi. Вони не вказують на складнi живi механiзми i не стверджують, що тi самоочевидно задуманi якимось творцем, точнiсiнько як годинник. Але iснуе тенденцiя вказувати на них i говорити: «Неможливо повiрити, що такий складний (чи такий iдеальний) об’ект мiг виникнути внаслiдок природного вiдбору». Щоразу, коли я читаю подiбнi ремарки, менi хочеться приписати збоку: «Говори за себе». Чимало таких прикладiв (в одному роздiлi я нарахував iх 35) наведено в нещодавно виданiй книжцi пiд назвою «Імовiрнiсть Бога» епископа Бiрмiнгемського Г’ю Монтефiоре. Я скористаюся цiею книжкою для всiх моiх прикладiв у рештi цього роздiлу, бо це – щира й чесна спроба поважного та освiченого автора осучаснити природну теологiю. Коли я кажу «чесна», то й маю на увазi «чесна». На вiдмiну вiд деяких його колег-теологiв, епископ Монтефiоре не боiться стверджувати, що питання про iснування Бога е питанням про доконаний факт. Вiн не мае цiлого воза хитрих вiдмовок, як-от: «Християнство – це спосiб життя. Питання iснування Бога зняте: це – мiраж, створений iлюзiями реалiзму». Деякi роздiли його книжки присвяченi фiзицi й космологii, а я не настiльки компетентний, аби коментувати iх. Можу лише зазначити, що вiн, схоже, взяв за авторитети справжнiх фiзикiв. Якби ж то вiн учинив так само в бiологiчних роздiлах! На жаль, тут вiн вiддав перевагу роботам Артура Кестлера, Фреда Гойла, Гордона Реттрей-Тейлора та Карла Поппера! Єпископ вiрить в еволюцiю, але не може повiрити, що природний вiдбiр е адекватним поясненням курсу, який узяла еволюцiя (почасти тому, що, подiбно багатьом iншим, вiн, на жаль, неправильно трактуе природний вiдбiр як «випадковий» i «позбавлений сенсу»).

Вiн активно застосовуе те, що можна назвати «аргументом вiд особистоi невiри». В одному з роздiлiв ми знаходимо ось такi фрази в такому порядку:



…схоже, немае жодного пояснення на дарвiнiвських засадах… Не легше пояснити… Важко зрозумiти… Нелегко зрозумiти… Не менш складно пояснити… Я не вважаю це простим для осягнення… Я не вважаю це простим для розумiння… Я вважаю це складним для розумiння… здаеться неможливим пояснити… Я не можу зрозумiти, як… неодарвiнiзм здаеться недостатнiм, щоб пояснити багато випадкiв складноi поведiнки тварин… непросто осягнути, як така поведiнка могла виникнути виключно шляхом природного вiдбору… Неможливо… Як мiг виникнути настiльки складний орган?.. Нелегко зрозумiти… Складно зрозумiти…


Як зазначив сам Дарвiн, аргумент вiд особистоi невiри е надзвичайно слабким. У деяких випадках вiн базуеться на простому неуцтвi. Наприклад, одним iз фактiв, якi епископ вважае складними для розумiння, е бiлий колiр полярних ведмедiв.



Що ж до камуфляжу, то його не завжди легко пояснити з неодарвiнiвських позицiй. Якщо полярнi ведмедi в Арктицi домiнують, то там iм, схоже, не було би потреби виробляти форму камуфляжу бiлого кольору.


Це перекладаеться так:



Особисто я просто з голови, сидячи в своему кабiнетi, жодного разу не побувавши в Арктицi й нiколи не бачивши полярного ведмедя в дикiй природi, здобувши освiту в галузi класичноi лiтератури й теологii, досi не зумiв вигадати причину, чому полярним ведмедям може бути корисно бути бiлими.


У цьому конкретному випадку робиться припущення, що камуфляж потрiбен лише тваринам, на яких полюють. При цьому випускаеться з уваги, що хижакам також корисно ховатися вiд очей своеi здобичi. Полярнi ведмедi полюють на тюленiв, що вiдпочивають на льоду. Якщо тюлень побачить ведмедя з достатньоi вiдстанi, то може втекти. Пiдозрюю, що, якби епископ уявив, як на тюленiв на снiгу намагаеться полювати темного кольору ведмiдь гризлi, вiн одразу ж знайшов би вiдповiдь на свое запитання.

Спростувати аргумент стосовно полярного ведмедя вийшло аж занадто легко, але загалом суть в iншому. Навiть якщо найбiльший авторитет у свiтi не може пояснити якесь дивовижне бiологiчне явище, це ще не означае, що пояснити його неможливо. Багато таемниць зберiгалися столiттями, але врештi-решт для них знайшли пояснення. Хай там як, але бiльшостi сучасних бiологiв було б нескладно пояснити кожен iз 35 прикладiв епископа з погляду теорii природного вiдбору, хоча й не всi вони такi простi, як забарвлення полярних ведмедiв. Але ми не перевiряемо людську винахiдливiсть. Навiть я

Сторінка 24

би ми знайшли один приклад, який не змогли б пояснити, то мали б повагатися, перш нiж робити якiсь грандiознi висновки з факту нашоi власноi неспроможностi. Сам Дарвiн висловився з цього приводу дуже чiтко.

Існують серйознiшi версii аргументу вiд особистоi невiри, що не базуються лише на неуцтвi чи браку винахiдливостi. Одна з форм цього аргументу напряму використовуе надзвичайне здивування, що виникае в кожного з нас пiд час зустрiчi з дуже складною машинерiею на кшталт досконалих деталей апарату ехолокацii кажанiв. Суть тут полягае в тому, що якимось чином самоочевидно, що щось настiльки дивовижне, як це, не могло виникнути шляхом природного вiдбору. Єпископ зi схваленням цитуе Г. Беннетта щодо павутиння:



Для того, хто спостерiгав за цiею роботою впродовж багатьох годин, абсолютно неможливо сумнiватися, що анi нинiшнi павуки цього виду, анi iхнi предки нiколи не були архiтекторами цiеi павутини або що вона могла бути виготовлена крок за кроком унаслiдок випадковоi варiацii. Це було б так само абсурдно, як припустити, що складнi й точнi пропорцii Парфенона постали завдяки скиданню на купу шматкiв мармуру.


Насправдi нiчого неможливого тут немае. Ось у що я твердо вiрю, а я маю деякий досвiд спостережень за павуками та iхнiм павутинням.

Далi епископ переходить до людського ока, риторично запитуючи, маючи на увазi, що вiдповiдi на це запитання не iснуе: «Як такий складний орган мiг виникнути в процесi еволюцii?» Це не аргумент, це просто пiдтвердження невiри. Глибинна основа iнтуiтивноi невiри, яку ми всi маемо спокусу вiдчувати стосовно того, що Дарвiн називав органами надзвичайноi досконалостi та складностi, на мою думку, подвiйна. По-перше, ми не маемо iнтуiтивного розумiння безмежностi часу, вiдведеного для еволюцiйних змiн. Бiльшiсть скептикiв у питаннях природного вiдбору готовi визнати, що вiн може принести якiсь незначнi змiни на кшталт темного забарвлення, що з’явилось у рiзних видiв нiчних метеликiв пiсля промисловоi революцii. Однак визнавши це, вони потiм пiдкреслюють, наскiльки дрiбною була ця змiна. Як наголошуе епископ, темнi метелики не е новим видом. Я погоджуюсь, що це – дрiбна змiна, незрiвнянна з еволюцiею ока чи розвитком ехолокацii. Але ж метеликам знадобилася для цiеi змiни лише якась сотня рокiв. Нам сто рокiв здаеться довгим перiодом, бо це перевищуе тривалiсть нашого життя, але для геолога цей промiжок десь у тисячу разiв коротший, анiж той, яким вiн звик вимiрювати!

Очi не кам’янiють, тому ми не знаемо, скiльки часу знадобилося нашому типу ока для вироблення його нинiшньоi складностi й досконалостi з нiчого, але доступнi для цього часовi межi складають декiлька сотень мiльйонiв рокiв. Подумайте для порiвняння про змiну, яку людина за значно коротший час здiйснила шляхом генетичного вiдбору собак. За кiлька сотень (чи максимум тисяч) рокiв ми дiйшли вiд вовка до пекiнеса, бульдога, чихуахуа та сенбернара. Але ж вони залишаються собаками, чи не так? Вони не перетворилися на iнший «вид» тварин? Звiсно, якщо вам спокiйнiше гратися словами таким чином, можете називати iх усiх просто собаками. Але подумайте про час, що був задiяний. Спробуймо вiдобразити загальний час, що знадобився для еволюцiйного розвитку всiх цих порiд собак вiд вовка, одним звичайним прогулянковим кроком. Тодi, за тiею ж самою шкалою, скiльки б вам довелося пройти, щоб повернутися до Люсi та ii виду – найдавнiших скам’янiлих решток людей, що однозначно були прямоходячими? Вiдповiдь: близько 3 кiлометрiв. А скiльки б вам довелося пройти, щоб повернутися до початку еволюцii на Землi? Вiдповiдь полягае в тому, що вам довелося б «вiдмахати» шлях вiд Лондона до Багдада. Подумайте про загальну величину змiни, задiяноi на шляху вiд вовка до чихуахуа, а потiм помножте ii на кiлькiсть прогулянкових крокiв мiж Лондоном i Багдадом. Це дасть вам деяке iнтуiтивне уявлення про величину змiн, яких ми можемо очiкувати вiд реальноi природноi еволюцii.

Другою основою нашоi природноi невiри в еволюцiю дуже складних органiв на кшталт людських очей i кажанячих вух е iнтуiтивне застосування теорii ймовiрностi. Єпископ Монтефiоре цитуе мiркування Ч. E. Рейвена щодо зозуль. Тi вiдкладають своi яйця в гнiзда iнших птахiв, якi потiм виступають у ролi вимушених прийомних батькiв. Подiбно до дуже багатьох бiологiчних адаптацiй, ця адаптацiя у зозуль не едина, а множинна. Їхнiй паразитичний спосiб життя пiдтверджують декiлька рiзних фактiв про цих птахiв. Наприклад, матiр мае звичку вiдкладати яйця в гнiзда iнших птахiв, а дитя мае звичку викидати з гнiзда власних пташенят господарiв. Обидвi звички допомагають зозулi досягти успiху в ii паразитичному життi. Далi Рейвен говорить:



Як видно, кожна з цiеi послiдовностi умов е необхiдною для успiху цiлого. Однак сама по собi кожна з них марна. Усе opus perfectum (iдеальне поеднання) мае бути досягнуте одночасно. Шанси проти випадкового виникнення такоi низки збiгiв е, як ми вже встановили, астрономiчними.


Аргументи на кшталт цього, в принципi, е вагомiшими, нiж арг

Сторінка 25

мент на основi цiлковитоi, голоi невiри. Вимiрювання статистичноi неймовiрностi того чи iншого припущення е прямим шляхом до оцiнювання його правдоподiбностi. Це метод, який ми використовуватимемо в цiй книжцi не раз. Але робити це треба правильно! У викладеному Рейвеном аргументi е два хибних моменти. По-перше, це вже знайоме нам плутання природного вiдбору з «випадковiстю» (яке, маю сказати, доволi сильно дратуе). Випадковою е мутацiя; природний же вiдбiр абсолютно протилежний випадковому. По-друге, це просто неправда, що «сама по собi кожна з них марна». Неправда, що все iдеальне поеднання умов мае бути досягнуте одночасно. Неправда, що кожна частина е необхiдною для успiху цiлого. Проста, рудиментарна, недорозвинена система очей, вух, ехолокацii, зозулячого паразитизму тощо – краще, нiж взагалi нiчого. Без очей ви абсолютно слiпi. Маючи ж хоча б половину ока, можна вловити загальний напрямок руху хижака, навiть якщо ви не можете сфокусувати чiтке зображення. А це цiлком може означати рiзницю мiж життям i смертю. Цi моменти розглядатимуться знову детальнiше в наступних двох роздiлах.




Роздiл 3. Накопичення дрiбних змiн


Ми вже бачили, що живi органiзми е надто неймовiрними й надто досконало «задуманими», щоб виникнути випадково. Як же тодi вони виникли? Вiдповiдь (дарвiнiвська) е такою: шляхом поступових, покрокових перетворень iз простих начал, з первiсних сутностей, достатньо простих, аби виникнути випадково. Кожна наступна змiна в цьому поступовому еволюцiйному процесi була доволi простою (порiвняно з ii попередницею), аби виникнути випадково. Але вся послiдовнiсть сукупних етапiв являе собою аж нiяк не випадковий процес, якщо врахувати складнiсть кiнцевого продукту порiвняно з вiдправною точкою. Цей сукупний процес спрямовуеться невипадковим виживанням. Мета цього роздiлу – продемонструвати силу такого накопичувального вiдбору як фундаментально невипадкового процесу.

Прогулюючись укритим галькою пляжем, ви помiтите, що камiнцi розташованi на ньому не абияк. Меншi камiнцi зазвичай можна знайти в окремих зонах уздовж берега, а бiльшi – в iнших зонах, чи смугах. Цi камiнцi розсортованi, впорядкованi, вiдiбранi. Якесь плем’я, що живе на узбережжi, могло б дивуватися цим свiдченням сортування чи впорядкування у свiтi й навiть скласти про це мiф, можливо приписуючи це явище дiям якогось Великого Духа на небi з чистим розумом i вiдчуттям порядку. Ми ж могли б зверхньо посмiятися з цих марновiрних уявлень i пояснити, що «чудесне» впорядкування насправдi було здiйснено слiпими силами фiзики, в цьому випадку дiею хвиль. Хвилi не мають жодних цiлей i намiрiв, жодного тобi «чистого розуму», та й розуму взагалi. Вони просто енергiйно розкидають камiнцi довкола, а великi та дрiбнi камiнцi по-рiзному вiдповiдають на такi дii, тому й опиняються на рiзних рiвнях пляжу. Трохи порядку виникло з безладу, i жоден розум його не планував.

Хвилi та камiнцi разом являють собою простий приклад системи, яка автоматично породжуе невипадковiсть. У свiтi повно таких систем. Найпростiший приклад, що спадае менi на думку, – отвiр. Крiзь отвiр можуть проникнути лише об’екти, що меншi за нього. Це означае, що коли почати з випадкового набору об’ектiв над отвором i якась сила труситиме й штурхатиме iх навмання в усi боки, то згодом об’екти над i пiд отвором будуть вiдсортованi невипадковим чином. Простiр пiд отвором матиме тенденцiю мiстити об’екти, меншi за отвiр, а простiр над ним матиме тенденцiю мiстити об’екти, бiльшi за нього. Людство, звiсно, вже давно використовуе цей простий принцип породження невипадковостi в корисному пристроi, вiдомому як сито.

Сонячна система е стабiльним упорядкуванням планет, комет i рiзних уламкiв, що обертаються по орбiтах навколо Сонця, i, можливо, однiею з багатьох таких орбiтальних систем у Всесвiтi. Що ближче той чи iнший супутник до свого сонця, то швидше вiн мае рухатись, аби протистояти сонячному тяжiнню й залишатися на стабiльнiй орбiтi. Для будь-якоi конкретноi орбiти е лише одна швидкiсть, з якою супутник може рухатися, залишаючись на нiй. Якби вiн рухався з будь-якою iншою швидкiстю, то або вилетiв би у глибокий космос, або врiзався б у Сонце, або вийшов би на iншу орбiту. І якщо ми подивимося на планети нашоi Сонячноi системи, то побачимо (о диво!), що всi вони рухаються з вiдповiдною швидкiстю, щоб залишатися на своiх стабiльних орбiтах навколо Сонця. Благословенне диво завбачливого задуму? Нi, просто ще одне природне «сито». Очевидно, що всi планети, якi обертаються навколо Сонця, мають рухатися з вiдповiдною швидкiстю, щоб залишатися на своiх орбiтах, а iнакше ми не бачили б iх там, бо iх би там просто не було! Але не менш очевидно, що це не е свiдченням на користь свiдомого задуму. Це просто ще один рiзновид сита.

Самого по собi вiдсiювання такого порядку простоти недостатньо для пояснення великих обсягiв невипадкового порядку, якi ми бачимо в живих органiзмiв. Явно недостатньо. Згадайте аналогiю з кодовим замком велосипеда. Рiзновид невипадковостi, який можна п

Сторінка 26

родити простим вiдсiюванням, е грубим еквiвалентом вiдкривання кодового замка лише з одним диском: його легко вiдкрити завдяки простiй удачi. З iншого боку, рiзновид невипадковостi, який ми спостерiгаемо у живих систем, е еквiвалентом просто гiгантського кодового замка з майже незлiченною кiлькiстю дискiв. Породження бiологiчноi молекули на кшталт гемоглобiну (червоного пiгменту кровi) простим вiдсiюванням було б еквiвалентом того, щоб узяти всi амiнокислотнi складовi гемоглобiну, перемiшати iх навмання i сподiватися, що його молекула вiдтворить себе сама завдяки простому збiгу. Масштаби удачi, що знадобилася б для цього, е просто неймовiрними, тож цей приклад був використаний Айзеком Азiмовим та iншими як показова головоломка.

Молекула гемоглобiну складаеться з чотирьох ланцюжкiв амiнокислот, скручених разом. Розгляньмо лише один iз цих чотирьох ланцюжкiв. Вiн складаеться зi 146 амiнокислот. Існуе 20 рiзновидiв амiнокислот, якi зазвичай можна знайти в живих органiзмах. Число можливих способiв упорядкування цих 20 рiзновидiв у ланцюжках завдовжки 146 ланок е неймовiрно великим; Азiмов називае його «гемоглобiновим числом». Розрахувати його легко, але вiзуалiзувати отриману вiдповiдь неможливо. Першою зi 146 ланок у ланцюжку могла би бути будь-яка з 20 можливих амiнокислот. Другою ланкою також могла би бути будь-яка з 20, тож число можливих варiантiв 2-ланкових ланцюжкiв становить 20 ? 20, тобто 400. Число можливих варiантiв 3-ланкових ланцюжкiв становить 20 ? 20 ? 20, тобто 8000. Число ж можливих варiантiв 146-ланкових ланцюжкiв дорiвнюе числу 20, помноженому на себе саме 146 разiв. Це приголомшливо велике число. Мiльйон – це 1 iз 6 нулями. Мiльярд (тисяча мiльйонiв) – це 1 iз 9 нулями. Число ж, яке ми шукаемо, – «гемоглобiнове число» – це (доволi приблизно) 1 iз 190 нулями! Ось яка ймовiрнiсть «злiпити» гемоглобiн завдяки щасливому збiгу. А молекула ж гемоглобiну являе собою лише крихiтну частинку складностi живого органiзму. Очевидно, що саме по собi просте вiдсiювання й близько не здатне породити весь обсяг порядку в живому органiзмi. Вiдсiювання е необхiдною складовою породження порядку живого, але це далеко не вся iсторiя. Потрiбно ще дещо. Аби пояснити цю думку, менi треба буде розмежувати поняття «однокроковий» i «накопичувальний вiдбiр». Усi простi сита, якi ми розглядали в цьому роздiлi, е прикладами однокрокового вiдбору. Органiзацiя ж живого е продуктом вiдбору накопичувального.

Основна вiдмiннiсть мiж однокроковим i накопичувальним вiдбором така. За однокрокового вiдбору вiдiбранi чи вiдсортованi сутностi (камiнцi чи чим там вони е) вiдсортовуються раз i назавжди. За накопичувального ж вiдбору вони «вiдтворюються», тобто результати одного процесу вiдсiювання якимось чином використовуються в подальшому вiдсiюваннi, яке використовуеться в… i т. д. Сутностi пiддаються вiдбору чи сортуванню багато поколiнь поспiль. Кiнцевий продукт одного поколiння вiдбору е вiдправною точкою для наступного, i це повторюеться впродовж багатьох поколiнь. Цiлком природно запозичити такi слова, як «вiдтворюються» та «поколiнь», що асоцiюються з живими органiзмами, бо живi органiзми е основними прикладами вiдомих нам об’ектiв, що беруть участь у накопичувальному вiдборi. Фактично вони можуть бути единими об’ектами, якi це роблять, але наразi я не хотiв би порушувати це питання й бути категоричним.

Інодi через випадкове збивання докупи й обрiзання вiтрами форм знайомих нам об’ектiв набувають хмаринки. Нерiдко можна побачити фотографiю, зроблену пiлотом якогось маленького лiтака, що зображуе щось схоже на образ Ісуса, який дивиться з небес. Ми всi бачили хмаринки, якi нагадували нам щось – морського коника, скажiмо, чи усмiхнене обличчя. Цi схожостi виникають за рахунок однокрокового вiдбору, тобто простого збiгу. Вiдповiдно, вони не дуже вражають. Схожiсть знакiв зодiаку з тваринами, на честь яких вони названi, – скорпiоном, левом тощо – не вражае, як i передбачення астрологiв. Вона не приголомшуе нас так, як бiологiчнi адаптацii – продукти накопичувального вiдбору. Як химерну, надприродну чи захопливу ми описуемо схожiсть, скажiмо, паличника з листком чи богомола з рожевим суцвiттям. Схожiсть же хмаринки з ласкою е лише трохи кумедною, ледь вартою уваги нашого спiврозмовника. Бiльше того, ми доволi легко змiнюемо свою думку стосовно того, на що саме ця хмаринка схожа найбiльше.



Гамлет. Скажiть, ви бачите он ту хмаринку, що формою нагадуе верблюда?

Полонiй. Верблюд, i сумнiвiв не може бути.

Гамлет. Менi здаеться, схоже це на ласку.

Полонiй. Так, мов у ласки, спина в нього, точно.

Гамлет. Чи, може, на кита?

Полонiй. Авжеж, подiбна дуже.


Не знаю, хто перший зазначив, що, маючи достатньо часу, всi твори Шекспiра могла б написати навiть мавпа, яка навмання тарабанить лапами по друкарськiй машинцi. Ключова фраза тут, звiсно, «маючи достатньо часу». Спробуймо дещо звузити завдання, що стоiть перед нашою мавпою. Припустiмо, що вона мае написати не повне зiбрання творiв Шекспiра, а лише одне ко

Сторінка 27

отке речення «Менi здаеться, схоже це на ласку» в його англiйському варiантi «Methinks it is like a weasel», i ми зробимо це порiвняно простою справою, надавши iй друкарську машинку зi скороченою клавiатурою, де е лише 26 (великих) лiтер i пробiл. Скiльки ж часу iй знадобиться, щоб написати це одне коротке речення?

У цьому реченнi 28 знакiв, тому припустiмо, що мавпа робить низку окремих «спроб», кожна з яких складаеться з 28 ударiв по клавiатурi. Якщо вона напише фразу правильно, експеримент закiнчиться. Якщо ж нi, ми дозволимо iй iще одну «спробу» з 28 знакiв. Знайомоi мавпи я не маю, але, на щастя, моя 11-мiсячна донька е майстром випадкових дiй i одразу ж погодилася виступити в ролi мавпочки-машинiстки. Ось що вона набрала на комп’ютерi:



UMMK JK CDZZ F ZD DSDSKSM

S SS FMCV PU I DDRGLKDXRRDO

RDTE QDWFDVIOY UDSKZWDCCVYT

H CHVY NMGNBAYTDFCCVD D

RCDFYYYRM N DFSKD LD K WDWK

IJKAUIZMZI UXDKIDISFUMDKUDXI


Вона мае й iншi важливi заняття, якi не можна залишити без уваги, тому я був змушений запрограмувати комп’ютер на iмiтацiю випадкового друку дитини чи мавпи:



WDLDMNLT DTJBKWIRZREZLMQCO P

Y YVMQKZPGJXWVHGLAWFVCHQYOPY

MWR SWTNUXMLCDLEUBXTQHNZVJQF

FU OVAODVYKDGXDEKYVMOGGS VT

HZQZDSFZIHIVPHZPETPWVOVPMZGF

GEWRGZRPBCTPGQMCKHFDBGW ZCCF


І т. д. i т. п. Розрахувати, скiльки часу треба обгрунтовано чекати, доки комп’ютер (дитина чи мавпа) випадково набере METHINKS IT IS LIKE A WEASEL, нескладно. Уявiть собi загальну кiлькiсть можливих фраз вiдповiдноi довжини, якi мавпа, дитина чи комп’ютер могли б випадково набрати. Це той самий рiзновид розрахунку, який ми здiйснили для гемоглобiну, i дае вiн так само великий результат. Загалом на першiй позицii можуть опинитися 27 лiтер (якщо рахувати пробiл як лiтеру). Таким чином, iмовiрнiсть того, що мавпа раптом правильно поставить першу лiтеру – M, становить 1 iз 27. Імовiрнiсть того, що вона правильно надрукуе першi двi лiтери – МЕ, складаеться з iмовiрностi того, що вона правильно поставить другу лiтеру – E (1 iз 27), за умови, що вона також правильно поставила першу лiтеру – M, тобто 1/27 ? 1/27, що дорiвнюе 1/729. Імовiрнiсть того, що вона правильно набере перше слово – METHINKS, становить 1/27 для кожноi з 8 лiтер цього слова, тобто (1/27) ? ? (1/27) ? (1/27) ? (1/27)… i так 8 разiв, або (1/27) у 8-му ступенi. Імовiрнiсть того, що вона правильно поставить усi 28 знакiв цiеi фрази, становить 1/27 у 28-му ступенi, тобто 1/27, помножене саме на себе 28 разiв. Це дуже маленькi шанси, приблизно 1 iз 10 тисяч мiльйонiв мiльйонiв мiльйонiв мiльйонiв мiльйонiв мiльйонiв. М’яко кажучи, шуканоi фрази довелося б чекати доволi довго, не кажучи вже про повне зiбрання творiв Шекспiра.

Але досить про однокроковий вiдбiр випадкових варiацiй. Як щодо накопичувального вiдбору? Наскiльки ефективнiшим вiн мiг би бути? Набагато ефективнiшим, можливо, бiльше, нiж ми на початку здатнi усвiдомити, хоча це майже очевидно, якщо трохи помiркувати. Ми знову використаемо нашу комп’ютерну мавпу, але з важливою вiдмiннiстю в ii програмi. Як i ранiше, вона починае з вибору випадковоi послiдовностi 28 лiтер:



WDLMNLT DTJBKWIRZREZLMQCO P


Тепер вона «розводить» цю випадкову фразу. Вона вiдтворюе ii багато разiв, але з певною ймовiрнiстю випадковоi помилки – «мутацii» – пiд час копiювання. Комп’ютер вивчае беззмiстовнi мутантнi фрази, «потомство» першоi, й обирае одну, що хоч трохи бiльше нагадуе потрiбну нам: METHINKS IT IS LIKE A WEASEL. У цьому випадку «переможницею» в наступному «поколiннi» стане така фраза:



WDLTMNLT DTJBSWIRZREZLMQCO P


Покращення не очевидне! Але процедура повторюеться, мутантне «потомство» знову «розводиться» з цiеi фрази, i вiдбираеться новий «переможець». Це тривае поколiння за поколiнням. Пiсля 10 поколiнь вiдiбрана для «розведення» фраза матиме вже такий вигляд:



MDLDMNLS ITJISWHRZREZ MECS P


Пiсля 20 поколiнь вона буде такою:



MELDINLS IT ISWPRKE Z WECSEL


На цей момент на незаангажований погляд починае здаватися, що тут можна побачити схожiсть iз цiльовою фразою. До 30 поколiнь у цьому не залишаеться жодних сумнiвiв:



METHINGS IT ISWLIKE B WECSEL


40-ве поколiння пiдводить нас до мети на вiдстань лише однiеi лiтери:



METHINKS IT IS LIKE I WEASEL


А в 43-му поколiннi мета нарештi досягнута.

Другий прогiн комп’ютера почався з фрази:



Y YVMQKZPFJXWVHGLAWFVCHQXYOPY,


пройшов крiзь (знову згадуючи лише кожне десяте поколiння):



Y YVMQKSPFTXW SHLIKEFV HQYSPY

YETHINKSPITXISHLIKEFA WQYSEY

METHINKS IT ISSLIKE A WEFSEY

METHINKS IT ISBLIKE A WEASES

METHINKS IT ISJLIKE A WEASEO

METHINKS IT IS LIKE A WEASEP


i досягнув шуканоi фрази у 64-му поколiннi.

У третьому прогонi комп’ютер стартував з



GEWRGZRPBCTPGQMCKHFDBGW ZCCF


i прийшов до METHINKS IT IS LIKE A WEASEL за 41 поколiння вибiркового «розведення».

Точний час, який знадобився комп’ютеру для досягнення мети, не мае значення. Якщо хочете знати, то вперше вiн виконав

Сторінка 28

для мене всю роботу, поки я ходив обiдати. Це зайняло приблизно пiвгодини. (Комп’ютернi ентузiасти можуть подумати, що це надто повiльно. Причина в тому, що програму було написано бейсиком – такою собi «мовою немовлят» для комп’ютерiв. Коли ж я переписав ii паскалем, час виконання склав лише 11 секунд.) Комп’ютери в таких справах трохи швидшi за мавп, але насправдi розбiжнiсть тут не важлива. Значення мае лише розбiжнiсть мiж часом, потрiбним для здiйснення накопичувального вiдбору, i часом, що знадобився б тому самому комп’ютеру в разi роботи на повну потужнiсть iз такою самою частотою для отримання цiльовоi фрази, якби його змусили використовувати iншу процедуру, однокроковий вiдбiр, – приблизно мiльйон мiльйонiв мiльйонiв мiльйонiв мiльйонiв рокiв. Це бiльше нiж у мiльйон мiльйонiв мiльйонiв разiв довше за нинiшнiй час iснування Всесвiту. По сутi, було б справедливiше просто сказати, що порiвняно з часом, який знадобився б мавпi або випадково запрограмованому комп’ютеру, щоб набрати нашу цiльову фразу, нинiшнiй загальний вiк Усесвiту е мiзерно малою величиною, достатньо малою, щоб цiлком умiститися в межах похибки для таких приблизних розрахункiв. Тодi як час, потрiбний комп’ютеру, що працюе над виконанням того самого завдання випадково, але з обмеженням накопичувального вiдбору, буде величиною, звичною для людського розумiння, – мiж 11 секундами i тривалiстю обiду.

Виходить, що мiж накопичувальним (у якому кожне покращення, навiть незначне, використовуеться як основа для майбутньоi побудови) i однокроковим (у якому кожна нова «спроба» робиться заново) вiдбором iснуе велика вiдмiннiсть. Якби еволюцiйний прогрес мав покладатися на однокроковий вiдбiр, то вiн нiколи нi до чого не прийшов би. Однак якби для слiпих сил природи iснував якийсь спосiб створити необхiднi умови для накопичувального вiдбору, наслiдки були б дивними й дивовижними. Власне кажучи, саме це й сталося на нашiй планетi, i ми самi е одними з найнедавнiших, якщо не найдивнiших i найдивовижнiших, iз цих наслiдкiв.

Вражае те, що розрахунки на кшталт наведених для «гемоглобiнового числа» все ще наводять як аргументи проти теорii Дарвiна. Люди, якi це пишуть, часто е експертами у своiй галузi (астрономii чи будь-якiй iншiй) i, схоже, щиро вiрять, що дарвiнiзм пояснюе органiзацiю живого з погляду самого лише випадку – «однокрокового вiдбору». Насправдi ж вiра в те, що дарвiнiвська еволюцiя е «випадковою», не просто хибна. Вона прямо протилежна iстинi. Випадок – лише незначний iнгредiент у дарвiнiвському рецептi, тодi як найважливiшим у ньому е накопичувальний вiдбiр, за своею суттю невипадковий.

Хмаринки не здатнi брати участь у накопичувальному вiдборi. Не iснуе жодного механiзму, за допомогою якого хмаринки конкретних обрисiв могли б породжувати дочiрнi хмаринки, схожi на них самих. Якби такий механiзм iснував, якби хмаринка, що нагадуе ласку або верблюда, могла давати початок роду iнших хмаринок приблизно такоi самоi форми, отодi накопичувальний вiдбiр мав би можливiсть початися. Звiсно, iнодi хмаринки розриваються й утворюють «дочiрнi» хмаринки, але для накопичувального вiдбору цього недостатньо. Необхiдно також, аби «потомство» будь-якоi конкретноi хмаринки нагадувало свого найближчого «предка» бiльше, нiж вона нагадуе будь-якого бiльш давнього «предка» в «популяцii». Цього надзвичайно важливого моменту явно не розумiють деякi фiлософи, що в останнi роки цiкавилися теорiею природного вiдбору. Крiм того, необхiдно, щоб iмовiрнiсть виживання та породження копiй конкретноi хмаринки залежала вiд ii форми. Можливо, в якiйсь далекiй галактицi цi умови таки склалися, результатом чого, якщо минуло достатньо мiльйонiв рокiв, стала якась ефемерна, невловна форма життя. З цього мiг би вийти непоганий науково-фантастичний роман (його можна було б назвати «Бiла хмаринка), але для наших цiлей наочнiшою е комп’ютерна модель типу мавпи, що друкуе твори Шекспiра.

Утiм, хоча модель мавпи, що друкуе Шекспiра, й корисна для пояснення вiдмiнностi мiж однокроковим i накопичувальним вiдбором, вона збивае з пантелику у важливих моментах. Одним iз них е те, що в кожному поколiннi вибiркового «розведення» фрази мутантного «потомства» оцiнювалися за критерiем схожостi з далекою iдеальною метою, як-от фраза METHINKS IT IS LIKE A WEASEL. Життя ж не таке. Еволюцiя не мае якоiсь довгостроковоi мети. Хоча людське марнославство й плекае абсурдну iдею, що наш вид е кiнцевою метою еволюцii, не iснуе жодноi вiддаленоi мети, як i остаточноi довершеностi, яка могли б слугувати критерiем вiдбору. У реальному життi критерiй вiдбору завжди короткостроковий: або виживання, або, у бiльш загальному планi, репродуктивний успiх. Якщо через мiльярди рокiв досягаеться те, що, з огляду на минуле, наводить на думку про просування до якоiсь далекоi мети, це завжди е випадковим наслiдком багатьох поколiнь короткострокового вiдбору. «Годинникар» – накопичувальний природний вiдбiр – не бачить майбутнього й не мае жодноi довгостроковоi мети.

Ми можемо змiнити нашу комп’ютерну мо

Сторінка 29

ель, аби врахувати цей момент. Ми можемо також зробити ii реалiстичнiшою в iнших аспектах. Лiтери й слова е суто людськими проявами, тож хай краще комп’ютер малюе картинки. Можливо, ми навiть побачимо схожi на тварин обриси, що виникають на екранi внаслiдок накопичувального вiдбору мутантних форм. Ми не будемо задавати чiткий курс, уводячи для початку якiсь конкретнi зображення тварин. Нам потрiбно, щоб вони виникли самi унаслiдок накопичувального вiдбору випадкових мутацiй.

У реальному життi форма кожноi окремоi тварини е продуктом ембрiонального розвитку. Еволюцiя вiдбуваеться тому, що в кожному наступному поколiннi виникають порiвняно з попереднiм невеличкi вiдмiнностi ембрiонального розвитку. Цi вiдмiнностi виникають через змiни генiв, що контролюють розвиток (мутацii – той самий невеличкий елемент випадковостi у процесi, про який я говорив). Отже, у нашiй комп’ютернiй моделi мають бути якiсь еквiваленти ембрiонального розвитку та генiв, що здатнi мутувати. Існуе багато способiв створити комп’ютерну модель, що вiдповiдае цим умовам. Я обрав один i написав програму, що його втiлюе. Зараз я опишу цю комп’ютерну модель, бо вважаю ii показовою. Якщо ви не знаетеся на комп’ютерах, просто запам’ятайте, що вони е машинами, якi роблять точнiсiнько те, що ви iм кажете, але часто врештi-решт дивують вас. Перелiк iнструкцiй для комп’ютера називаеться програмою.

Ембрiональний розвиток е занадто складним процесом, аби реалiстично змоделювати його на малопотужному комп’ютерi. Доведеться представити його у виглядi якогось спрощеного аналога. Треба знайти просте правило малювання картинок, якого комп’ютер може легко дотримуватись i яке потiм можна було би змусити змiнюватися пiд впливом «генiв». Яке ж правило малювання нам обрати? Пiдручники iнформатики часто iлюструють силу того, що вони називають «рекурсивним» програмуванням, на прикладi простоi процедури росту дерева. Для початку комп’ютер малюе одну-едину вертикальну лiнiю. Потiм ця лiнiя розгалужуеться на двi. Далi кожна з нових гiлок також подiляеться на двi гiлочки. Наступним кроком кожна з цих гiлочок подiляеться на гiлочки меншого порядку, i т. д. «Рекурсивним» це називаеться тому, що однакове правило (в наведеному випадку правило розгалуження) застосовуеться в межах усього дерева, що росте. І хоч яким би великим виросло дерево, те саме правило розгалуження продовжуе застосовуватися на кiнчиках усiх його гiлочок.

Пiд «глибиною» рекурсii розумiють кiлькiсть гiлочок дедалi меншого порядку, яким дозволяеться вирости, поки процес не буде завершено. Рисунок 2 показуе, що вiдбуваеться, коли ви наказуете комп’ютеру дотримуватись однакового правила малювання, але продовжувати до рiзних глибин рекурсii. За високих рiвнiв рекурсii схема стае доволi складною, але на рисунку 2 можна легко побачити, що вона все одно е продуктом того самого дуже простого правила розгалуження. Саме так усе вiдбуваеться з реальним деревом. Схема розгалуження дуба чи яблунi видаеться складною, але насправдi такою не е. Базове правило розгалуження дуже просте. Тiльки тому, що воно застосовуеться рекурсивно на кiнчиках гiлочок на всьому деревi (гiлки утворюють гiлочки наступного порядку), воно й стае великим i розлогим.

Рекурсивне розгалуження е також влучною метафорою ембрiонального розвитку рослин i тварин загалом. Я не маю на увазi, що ембрiони тварин схожi на дерева, якi розгалужуються. Вони не схожi. Але всi ембрiони ростуть шляхом подiлу клiтин. Клiтини завжди роздiляються на двi дочiрнi. І гени завжди виявляють своi остаточнi впливи на органiзм за допомогою локальних впливiв на клiтини та двостороннi схеми розгалуження iхнього подiлу. Гени тварин геть не е якимось великим задумом, кресленням для всього органiзму. Як ми побачимо нижче, вони бiльше подiбнi до рецепта, нiж до креслення, причому такого рецепта, якого дотримуеться не ембрiон, що розвиваеться, загалом, а кожна клiтина чи кожен локальний кластер клiтин, що дiляться. Я не заперечую того, що ембрiон, як i дорослий органiзм згодом, мае великомасштабну форму. Але ця великомасштабна форма виникае внаслiдок багатьох дрiбних локальних клiтинних впливiв у всьому органiзмi, що розвиваеться, i цi локальнi впливи складаються насамперед iз двостороннiх розгалужень у виглядi подiлiв клiтин. Саме впливаючи на цi локальнi подii, гени врештi-решт впливають на дорослий органiзм.

Отже, просте правило розгалуження для малювання дерев схоже на багатообiцяльний аналог ембрiонального розвитку. Вiдповiдно, ми оформимо його в невеличку комп’ютерну процедуру, назвемо ii РОЗВИТОК i приготуемося ввести ii в бiльшу програму пiд назвою ЕВОЛЮЦІЯ. І як перший крок до написання цiеi бiльшоi програми ми тепер звернемо увагу на гени. Як нам представити «гени» в нашiй комп’ютернiй моделi? У реальному життi гени роблять двi речi. Вони впливають на розвиток, i вони передаються майбутнiм поколiнням. Справжнi тварини й рослини мають десятки тисяч генiв, але ми скромно обмежимо нашу комп’ютерну модель дев’ятьма. Кожен iз цих дев’яти генiв буде представл

Сторінка 30

ний у комп’ютерi певною цифрою, яка називатиметься його цiннiстю. Цiннiсть конкретного гена може становити, скажiмо, 4 чи –7.






Рис. 2



Як же цi гени впливатимуть на розвиток? Загалом вони можуть робити багато чого. Основна ж iдея полягае в тому, щоб вони справляли на правило малювання якийсь незначний кiлькiсний вплив, який i е РОЗВИТКОМ. Наприклад, один ген мiг би впливати на кут розгалуження, iнший – на довжину якоiсь конкретноi гiлочки. Іншою очевидною рiччю, яку мiг би робити ген, е вплив на глибину рекурсii, кiлькiсть послiдовних розгалужень. Вiдповiдальним за такий вплив я зробив ген 9. Отже, рисунок 2 можна вважати iлюстрацiею семи спорiднених органiзмiв, iдентичних один одному в усьому, крiм гена 9. Я не пояснюватиму детально, що робить кожен з iнших восьми генiв. Загальне уявлення про напрями iхньоi дiяльностi можна отримати, вивчаючи рисунок 3. У центрi зображення розташоване базове дерево, одне з тих, що зображенi на рисунку 2. Навколо цього центрального дерева розташованi вiсiм iнших. Усi вони е такими самими, як i центральне, за винятком того, що один ген (свiй у кожного з восьми) був змiнений – «мутував». Наприклад, зображення праворуч вiд центрального дерева показуе, що вiдбуваеться, коли ген 5 мутуе шляхом додавання до його цiнностi +1. Якби на сторiнцi було бiльше мiсця, я надрукував би навколо центрального дерева кiльце з 18 мутантiв. Чому саме з 18? Причина полягае в тому, що там е дев’ять генiв i кожен може мутувати в напрямку пiдвищення (до його цiнностi додаеться 1) або зниження (вiд його цiнностi вiднiмаеться 1). Тож кiльця з 18 дерев було б достатньо для вiдображення всiх можливих однокрокових мутантiв, яких можна вивести з одного центрального дерева.






Рис. 3



Кожне з цих дерев мае свою власну, унiкальну «генетичну формулу» – числовi значення його дев’яти генiв. Я не виписував цi формули тут, бо самi по собi вони вам нiчого не скажуть. Для реальних генiв це теж справедливо. Щось «говорити» гени починають, лише коли перетворюються (шляхом синтезу бiлкiв) на правила зростання для ембрiона, що розвиваеться. Та й у комп’ютернiй моделi так само: числовi значення дев’яти генiв говорять щось, лише коли перетворюються на правила росту для схеми розгалуження дерева. Але отримати уявлення про дiяльнiсть кожного гена можна, порiвнюючи два органiзми, вiдомi своею вiдмiннiстю щодо певного гена. Порiвняйте, наприклад, базове дерево в центрi зображення з двома деревами обабiч, i ви матимете певне уявлення про дiяльнiсть гена 5.

Саме цим i займаються, зокрема, генетики в реальному життi. Як правило, вони не знають, як гени проявляють свiй вплив на ембрiон. Не знають вони й повноi генетичноi формули будь-якоi тварини. Однак порiвнюючи тiла двох дорослих тварин, вiдомих своею вiдмiннiстю за одним-единим геном, вони можуть побачити, у чому полягае вплив цього одного-единого гена. Насправдi все складнiше, бо впливи генiв взаемодiють складнiшими способами, нiж просте додавання. Те саме справедливо й для комп’ютерних дерев. Навiть дуже, як покажуть наступнi рисунки.

Ви побачите, що всi форми е симетричними в проекцii лiворуч/праворуч. Це обмеження, яке я наклав на процедуру РОЗВИТКУ. Я зробив це почасти з естетичних мiркувань, почасти щоб зекономити на кiлькостi (якби гени не проявляли впливи на двi сторони дерева у дзеркальному вiдображеннi, нам знадобилися б окремi гени для лiвого й правого бокiв), а почасти – сподiваючись отримати форми, схожi на тварин (а тiла бiльшостi з них е доволi симетричними). З тiеi самоi причини вiдтепер я називатиму цi створiння не «деревами», а «тiлами» чи «бiоморфами». Бiоморфи – це назва, вигадана Десмондом Моррiсом для розпливчасто тваринних форм на його сюрреалiстичних картинах. Цi картини посiдають особливе мiсце серед моiх уподобань, бо одна з них була вiдтворена на обкладинцi моеi першоi книжки. Моррiс стверджуе, що бiоморфи «еволюцiонують» у його свiдомостi та що iхню еволюцiю можна простежити в його роботах.

Повернiмося до комп’ютерних бiоморфiв i кiльця з 18 можливих мутантiв, вiсiм представникiв якого зображенi на рисунку 3. Оскiльки кожен iз них перебувае лише в одному мутацiйному кроцi вiд центрального бiоморфа, нам буде легко уявити iх дiтьми цього центрального предка. Ми маемо свiй аналог РОЗМНОЖЕННЯ, який, подiбно до РОЗВИТКУ, можна оформити в iншу невеличку комп’ютерну програму, готову для введення в нашу велику програму пiд назвою ЕВОЛЮЦІЯ. Говорячи про РОЗМНОЖЕННЯ, слiд звернути увагу на два моменти. По-перше, поняття статi тут не вiдiграе жодноi ролi – розмноження е безстатевим. Тому я уявляю бiоморфiв самицями, бо безстатевi тварини на кшталт попелиць майже завжди е самицями за своею основною формою. По-друге, всi моi мутацii обмеженi тим, що вiдбуваються по однiй за раз. Дитя вiдрiзняеться вiд своеi матерi лише за одним iз дев’яти генiв. Бiльше того, кожна мутацiя додае або вiднiмае 1 до/вiд значення вiдповiдного материнського гена. Усе це лише довiльнi умови, вони могли би бути iншими, але все одно залишалис

Сторінка 31

 б бiологiчно реалiстичними.

Того самого не можна сказати про таку особливiсть моделi, що втiлюе фундаментальний принцип бiологii. Форма кожноi дитини не походить напряму вiд форми матерi. Кожна дитина отримуе свою форму вiд значень ii власних дев’яти генiв (що впливають на кути, довжини i т. iн.). При цьому кожна дитина отримуе своi дев’ять генiв вiд дев’яти генiв своеi матерi. Саме так вiдбуваеться в реальному життi. Через поколiння передаються не тiла, а лише гени. Гени впливають на ембрiональний розвиток тiла, в якому вони сидять. Потiм тi самi гени або передаються наступному поколiнню, або нi. Участь у розвитку тiла не впливае на природу цих генiв, але успiх тiла, яке вони допомогли створити, може впливати на ймовiрнiсть передавання iх далi. Ось чому для комп’ютерноi моделi важливо, що двi процедури – РОЗВИТОК i РОЗМНОЖЕННЯ – прописанi окремо, як два герметичнi вiдсiки. Вони герметичнi, за винятком того, що РОЗМНОЖЕННЯ передае значення генiв до РОЗВИТКУ, де вони впливають на правила росту. РОЗВИТОК у жодному разi не передае значення генiв назад, до РОЗМНОЖЕННЯ, – це було б рiвноцiнно ламаркiзму (див. роздiл 11).

Отже, ми зiбрали два нашi програмнi модулi, позначенi як РОЗВИТОК i РОЗМНОЖЕННЯ. РОЗМНОЖЕННЯ передае гени наступним поколiнням iз можливiстю мутацii. РОЗВИТОК бере гени, наданi РОЗМНОЖЕННЯМ у будь-якому конкретному поколiннi, й переводить цi гени у процес малювання, тобто в зображення якогось тiла на екранi комп’ютера. Настав час звести обидва модулi разом, у велику програму пiд назвою ЕВОЛЮЦІЯ.

По сутi, ЕВОЛЮЦІЯ складаеться з нескiнченного повторення РОЗМНОЖЕННЯ. У кожному поколiннi РОЗМНОЖЕННЯ бере гени, наданi йому попереднiм поколiнням, i передае iх наступному, але з незначними випадковими помилками – мутацiями. Мутацiя полягае лише в додаваннi до значення випадково обраного гена +1 чи –1. Це означае, що зi змiною поколiнь загальний обсяг генетичноi вiдмiнностi вiд вихiдного предка може стати дуже великим, накопичившись по одному маленькому кроку за раз. Хоча мутацii е випадковими, накопичувальна змiна впродовж поколiнь не випадкова. У будь-якому поколiннi потомство вiдрiзняеться вiд свого предка у випадкових напрямках. Але вибiр потомства для просування в наступне поколiння не е випадковим. Саме тут на сценi з’являеться дарвiнiвський вiдбiр. Критерiем вiдбору е не самi гени, а тiла, на форму яких вони впливають у процесi РОЗВИТКУ.

На додачу до РОЗМНОЖЕННЯ гени в кожному поколiннi зазнають також РОЗВИТКУ, який вирощуе вiдповiдне тiло на екранi, дотримуючись своiх власних чiтко встановлених правил. У кожному поколiннi вiдображаеться весь «виводок» «дитинчат» (тобто особин наступного поколiння). Усi цi дитинчата е мутантними нащадками одного предка, i кожен iз них вiдрiзняеться вiд нього якимось одним геном. Така висока частота мутацiй е явно не бiологiчною рисою комп’ютерноi моделi. У реальному життi ймовiрнiсть того, що ген мутуе, часто становить менше одиницi на мiльйон. Причина ж вбудовування в модель високоi частоти мутацiй полягае в тому, що дiйство на екранi комп’ютера призначене для людських очей, а люди не мають терпiння чекати однiеi мутацii мiльйон поколiнь!

Людському оку взагалi вiдведена в цiй iсторii активна роль. Воно е чинником вiдбору. Воно вивчае всiх нащадкiв у виводку й обирае одного для розведення. Пiсля цього вiдiбраний стае предком наступного поколiння, i на екранi одночасно вiдображаеться виводок уже його мутантних дитинчат. Людське око тут робить достоту те саме, що й пiд час розведення породистих собак чи премiальних троянд. Іншими словами, наша модель е, строго кажучи, моделлю штучного, а не природного вiдбору. Критерiем «успiху» е не безпосереднiй критерiй виживання, як у справжньому природному вiдборi. За справжнього природного вiдбору, якщо якийсь органiзм мае все необхiдне для виживання, його гени виживають автоматично, бо вони сидять у нього всерединi. Тому генами, що виживають, зазвичай автоматично стають тi, якi надають органiзмовi якостi, що допомагають йому вижити. У комп’ютернiй же моделi критерiем вiдбору е не виживання, а здатнiсть задовольнити людську примху. Не обов’язково необгрунтовану, випадкову примху, бо ми можемо прийняти рiшення послiдовно вiдбирати об’екти за якоюсь якiстю на кшталт «схожостi з плакучою вербою». Проте зi свого досвiду можу сказати, що людина-вiдбiрник нерiдко е вибагливою й непостiйною. Чим теж не надто вiдрiзняеться вiд певних типiв природного вiдбору.

Людина наказуе комп’ютеру, кого саме з нинiшнього виводка нащадкiв розводити. Гени вiдiбраного передаються в РОЗМНОЖЕННЯ, i починаеться нове поколiння. Подiбно до еволюцii в реальному життi, цей процес тривае нескiнченно. Кожне поколiння бiоморфiв вiддiляе вiд його попередника та наступника лише один-единий мутацiйний крок. Але пiсля 100 поколiнь ЕВОЛЮЦІЇ бiоморфiв можуть вiддiляти вiд iхнього вихiдного предка цiлих 100 мутацiйних крокiв. А за 100 мутацiйних крокiв може багато чого статися.

Коли я вперше почав гратися зi своею свiжонаписаною програмою ЕВОЛЮЦ

Сторінка 32

Я, то й гадки не мав, наскiльки багато. Найбiльше мене здивувало те, що бiоморфи можуть доволi швидко перестати бути схожими на дерева. Базова двостороння схема розгалуження завжди на мiсцi, але вона швидко зникае з очей у мiру того, як лiнii знову й знову перетинають одна одну, утворюючи суцiльнi масиви кольору (у друцi чорно-бiлi). На рисунку 4 показана одна конкретна еволюцiйна iсторiя, що складаеться не бiльш нiж iз 29 поколiнь. Предком тут е крихiтне створiння, одна-едина крапка. Однак хоча органiзмом-предком е крапка на кшталт бактерii в первiсному слизi, в ньому прихований потенцiал для розгалуження точно за схемою центрального дерева на рисунку 3: просто його ген 9 наказав йому розгалузитися нуль разiв! Усi створiння, зображенi на цiй сторiнцi, походять вiд цiеi крапки, але щоб не перевантажувати сторiнку, я не роздруковував усе потомство, яке насправдi побачив. Я роздрукував лише успiшне дитинча з кожного поколiння (тобто предка наступного поколiння) та одну чи двох його неуспiшних сестер. Отже, на рисунку вiдображено переважно лише одну, головну, лiнiю еволюцii, керованоi моiм естетичним вiдбором. Показано всi стадii цiеi головноi лiнii.

Розгляньмо коротко першi кiлька поколiнь головноi лiнii еволюцii на рисунку 4. У 2-му поколiннi крапка набувае форми Y. У наступних двох поколiннях Y стае бiльшим. Потiм гiлки злегка загинаються всередину, неначе в доброi рогатки. У 7-му поколiннi вигин посилюеться так, що двi гiлки майже з’еднуються. У 8-му вигнутi гiлки збiльшуються й кожна з них набувае по парi невеличких вiдросткiв. У 9-му поколiннi цi вiдростки втрачаються знову, а рукiв’я рогатки стае довшим. 10-те поколiння нагадуе квiтку в розрiзi – вигнутi боковi гiлочки схожi на пелюстки, що оточують центральний вiдросток-рильце. В 11-му поколiннi «квiтка» тiеi самоi форми стае бiльшою i трохи складнiшою.

Я не продовжуватиму цей опис. Упродовж усiх 29 поколiнь картина говорить сама за себе. Звернiть увагу на те, що кожне поколiння лише трохи вiдрiзняеться вiд своiх матерiв i сестер. Оскiльки кожне з них трохи вiдрiзняеться вiд матерi, залишаеться лише очiкувати, що всi вони будуть трохи бiльше вiдрiзнятися вiд своiх бабусь (i онучок) i ще бiльше вiд прабабусь (i правнучок). Ось у чому полягае суть накопичувальноi еволюцii, хоча завдяки високiй частотi мутацiй ми й розiгнали ii до просто нереальних швидкостей. Через це рисунок 4 схожий бiльше на генеалогiю видiв, анiж окремих особин, але принцип залишаеться той самий.






Рис. 4



Коли я писав цю програму, то й помислити не мiг, що вона еволюцiонуе у щось бiльше, нiж розмаiття деревоподiбних форм. Я сподiвався отримати плакучi верби, лiванськi кедри, ломбардськi тополi, морськi водоростi, можливо, оленячi роги. Нiщо з моеi iнтуiцii бiолога, нiщо з мого 20-рiчного досвiду програмування й нiщо з моiх найбожевiльнiших мрiй не пiдготувало мене до того, що зрештою з’явилося на екранi. Не можу пригадати точно, коли саме до мене вперше почало доходити, що з цiеi послiдовностi може виникнути щось схоже на комаху. Охоплений же цим божевiльним здогадом, я почав розводити, поколiння за поколiнням, дитинчат, що найбiльше нагадували комах. І що бiльше проявлялася схожiсть, то менше я вiрив своiм очам. Кiнцевi результати ви бачите внизу рисунка 4. Щоправда, вони мають вiсiм нiг, як у павука, а не шiсть, як у комахи, та нехай! Я все одно не можу приховати вiд вас свою радiсть у той момент, коли вперше побачив цi витонченi створiння, що виникли на моiх очах. Я виразно почув у своiй головi трiумфальнi вступнi акорди симфонiчноi поеми «Так говорив Заратустра» (тема з фiльму «Космiчна одiссея 2001 року»). Я й думати забув про iжу, а вночi «моi» комахи роiлися в мене перед очима, не даючи заснути.

На ринку представленi комп’ютернi iгри, в яких у гравця створюеться враження, що вiн блукае пiдземним лабiринтом, який мае певну складну географiю i в якому вiн стикаеться з драконами, мiнотаврами чи iншими мiфiчними супротивниками. У цих iграх кiлькiсть монстрiв доволi невелика, i всi вони задуманi програмiстом-людиною, як i географiя лабiринту. В еволюцiйнiй же грi, комп’ютерна це версiя чи реальне життя, гравець (спостерiгач) мае таке саме вiдчуття метафоричного блукання лабiринтом розгалужених коридорiв, але кiлькiсть можливих шляхiв е майже нескiнченною, а монстри, з якими вiн стикаеться, ненавмисними й непередбачуваними. У своiх блуканнях закапелками Землi бiоморфiв я бачив зяброногих рачкiв, ацтецькi храми, вiкна готичних церков, намальованих аборигенами кенгуру, а в одному пам’ятному, але невiдтворюваному випадку – непогану карикатуру на оксфордського професора логiки. На рисунку 5 представлена ще одна невеличка добiрка моiх трофеiв, отриманих таким самим шляхом. Хочу наголосити, що цi форми не е враженнями художника. Вони нiколи жодним чином не дороблялись i не пiдправлялись. Вони е точнiсiнько такими, як iх намалював комп’ютер, коли вони виникли всерединi нього. Роль людського ока зводилася до вiдбору серед випадково мутованого потомства впродовж ба

Сторінка 33

атьох поколiнь накопичувальноi еволюцii.

Тепер ми маемо значно реалiстичнiшу модель еволюцii, нiж дала нам мавпа, що друкуе Шекспiра. Але й бiоморфна модель усе ще недосконала. Вона показуе нам здатнiсть накопичувального вiдбору породжувати майже безкiнечне розмаiття квазiбiологiчних форм, але використовуе штучний вiдбiр, а не природний. Вiдбiр здiйснюе людське око. А чи можна позбутися людського ока i змусити комп’ютер самотужки проводити вiдбiр на основi якогось бiологiчно реалiстичного критерiю? Це складнiше, нiж може здатися, i поясненню цього варто придiлити трохи часу.






Рис. 5



Простiше простого вiдбирати конкретну генетичну формулу, якщо маеш змогу читати гени всiх тварин. Але природний вiдбiр не обирае гени безпосередньо, вiн обирае впливи, якi цi гени мають на тiла, що називаються фенотиповими ефектами. Як показують численнi породи собак, корiв i голубiв, а також (з вашого дозволу) рисунок 5, людське око добре вмiе обирати фенотиповi ефекти. Щоб змусити комп’ютер обирати фенотиповi ефекти безпосередньо, нам довелося б написати дуже складну програму розпiзнавання образiв. Такi програми iснують. Вони використовуються для зчитування друкованих i навiть рукописних текстiв. Але це складнi сучаснi програми, що потребують дуже великих i швидких комп’ютерiв. Навiть якби така програма розпiзнавання образiв не виходила за межi моiх здiбностей як програмiста та можливостей мого маленького 64-кiлобайтного комп’ютера, я би за неi не взявся. Це завдання легше виконати людським оком у поеднаннi з (що важливiше) 10-гiганейронним комп’ютером усерединi черепа.

Було б не надто складно змусити комп’ютер проводити вiдбiр за розпливчастими загальними рисами, такими як, скажiмо, «високий i тонкий», «низький i широкий», «вигнутий», «кутастий», – та хоч iз прикрасами в стилi рококо. Можна було б запрограмувати комп’ютер запам’ятовувати типи якостей, яким люди вiддали перевагу в минулому, i весь час вiдбирати той самий загальний тип у майбутньому. Але це геть не наближае нас до iмiтацii природного вiдбору. Важливим моментом е те, що природа не потребуе для здiйснення вiдбору обчислювальних потужностей, окрiм як в особливих випадках, таких як вибiр павичiв павами. У природi чинник вiдбору зазвичай прямий, нiчим не прикрашений i простий. Це сама смерть iз косою. Звiсно, причини виживання геть не простi, саме тому природний вiдбiр може створювати тварин i рослини такоi величезноi складностi. Але в смертi як такiй е щось дуже грубе й примiтивне. І невипадковоi смертi в природi цiлком достатньо для вiдбору фенотипiв, а отже, й генiв, якi вони мiстять.

Для iмiтацii природного вiдбору в комп’ютерi у спосiб, що нас цiкавить, треба забути про прикраси в стилi рококо та всi iншi видимi оку якостi. Замiсть цього слiд зосередитися на iмiтацii невипадковоi смертi. Бiоморфи в комп’ютерi мають взаемодiяти з iмiтацiею ворожого навколишнього середовища. Виживуть вони в цьому середовищi чи нi, мае визначатись якоюсь особливiстю iхньоi форми. В iдеалi вороже навколишне середовище мае охоплювати iншi бiоморфи, що еволюцiонують, – «хижакiв», «здобич», «паразитiв», «конкурентiв». Специфiчна форма бiоморфа-здобичi мае визначати його вразливiсть до вловлення, наприклад, специфiчною формою бiоморфа-хижака. Такi критерii вразливостi не мае задавати програмiст. Вони мають виникати, так само, як виникли самi цi форми. Отодi у комп’ютерi справдi розпочалася б еволюцiя, бо склалися б умови для самопiдкрiплюваноi «гонитви озброень» (див. роздiл 7), i я не вiзьму на себе смiливiсть робити припущення стосовно того, чим усе це закiнчилося б. На жаль, боюся, що створення такого несправжнього свiту виходить за межi моiх можливостей як програмiста.

Якщо i е хтось достатньо розумний для такоi роботи, то це програмiсти, що розробляють цi галасливi й вульгарнi аркаднi iгри – похiднi «Космiчних загарбникiв». У цих програмах якраз iмiтуеться несправжнiй свiт. Вiн мае власну географiю, часто в трьох вимiрах, а також швидкозмiнний вимiр часу. Персонажi зближуються в iмiтованому тривимiрному просторi, вступають у суперечки, стрiляють один в одного, ковтають один одного, здiймаючи жахливий галас. Така iмiтацiя може бути настiльки доброю, що гравець, який тримае джойстик, перебувае в цiлковитiй iлюзii, що вiн сам е частиною цього несправжнього свiту. Вершиною такого типу програмування, на мою думку, е спецiальнi камери для тренування пiлотiв лiтакiв i космiчних кораблiв. Але навiть цi програми е дрiбницею порiвняно з тiею, яку треба було б написати для iмiтацii «гонитви озброень» мiж хижаками й здобиччю, що е складовими повноцiнноi iмiтацiйноi екосистеми. Однак це, безумовно, можна зробити. Якщо якийсь професiйний програмiст готовий до спiльноi працi над таким завданням, я буду радий поспiлкуватися з ним чи з нею.

Тим часом е дещо iнше, значно легше, що я маю намiр випробувати, коли настане лiто. Я поставлю комп’ютер у якомусь тiнистому куточку саду. Екран його може вiдображати колiр. Я вже маю версiю програми, що використовуе кiлька дод

Сторінка 34

ткових «генiв» для контролю кольору таким самим чином, як iншi дев’ять контролюють форму. Я почну з будь-якого бiльш-менш компактного та яскраво забарвленого бiоморфа. Комп’ютер одночасно вiдображатиме низку мутантних нащадкiв цього бiоморфа, що вiдрiзнятимуться вiд нього за формою та/чи кольоровою схемою. Я сподiваюся, що бджоли, метелики та iншi комахи пiдлiтатимуть до екрана й «робитимуть вибiр», б’ючись у конкретне мiсце на ньому. Пiсля реестрацii певноi кiлькостi виборiв комп’ютер очистить екран, «розведе» бiоморф, якому вiддавали перевагу, i продемонструе наступне поколiння мутантних нащадкiв.

Дуже сподiваюся, що через багато поколiнь дикi комахи справдi зумовлять у комп’ютерi еволюцiю квiтiв. Якщо вони це зроблять, комп’ютернi квiти еволюцiонуватимуть пiд таким самiсiньким тиском вiдбору, який зумовив еволюцiю справжнiх квiтiв у дикiй природi. У моiх сподiваннях мене пiдтримуе той факт, що комахи часто пiдлiтають до яскравих кольорових плям на жiночих сукнях, а також опублiкованi данi бiльш систематичних експериментiв. Альтернативна можливiсть, яку я вважаю ще цiкавiшою, полягае в тому, що дикi комахи могли б зумовити еволюцiю комахоподiбних форм. Прецедентом – а отже, й пiдставою для сподiвань – е те, що в минулому бджоли вже зумовили еволюцiю одного з сортiв орхiдеi – офрису бджолоносного. Упродовж багатьох поколiнь накопичувальноi еволюцii орхiдей самцi бджiл спричинили появу бджолоподiбноi форми, намагаючись спаруватися з квiтами, а отже, розносячи пилок. Уявiть собi квiтку офриса бджолоносного з рисунка 5 у кольорi. Чи не сподобалася б вона вам, якби ви були бджолою?

Головною причиною мого песимiзму е те, що зiр комах влаштований зовсiм не так, як наш. Вiдеоекрани розрахованi на людськi очi, а не на бджолинi. Це легко могло б означати, що, хоча ми з бджолами, кожен по-своему, бачимо офрис бджолоносний схожим на бджолу, зображення на екранi бджоли можуть взагалi не побачити. Вони можуть не побачити нiчого, крiм 625 рядкiв розгортки! І все ж спробувати варто. До часу виходу цiеi книжки я вже знатиму вiдповiдь.

Існуе популярне клiше, що зазвичай вимовляеться тоном, який Стiвен Поттер назвав би «занудним»: вiд комп’ютерiв не можна отримати нiчого поза тим, що ви в них заклали. Інакше кажучи, комп’ютери роблять лише те, що iм наказують, а отже, неспроможнi творити. Це клiше е справедливим лише у жахливо тривiальному сенсi, у тому самому, в якому Шекспiр нiколи не писав нiчого, крiм того, чого його навчив перший шкiльний учитель, – слiв. Я запрограмував у комп’ютерi ЕВОЛЮЦІЮ, але я не планував «своiх» комах, скорпiона, лiтачок чи мiсяцехiд. Я не мав анiнайменшоi гадки, що вони виникнуть, i саме тому «виникнуть» тут е правильним словом. Щоправда, моi очi проводили вiдбiр, який спрямовував iхню еволюцiю, але на всiх етапах я обмежувався невеличким виводком нащадкiв, пропонованих випадковою мутацiею, а «стратегiя» мого вiдбору, хоч якою б вона була, була пристосувальницькою, непостiйною й короткостроковою. Я не мав якоiсь далекосяжноi мети, як не мае ii й природний вiдбiр.

Я можу додати трохи драматизму, описавши випадок, коли я таки спробував поставити перед собою якусь далекосяжну мету. Насамперед мушу де в чому зiзнатися. Ви б усе одно здогадалися. Еволюцiйна iсторiя на рисунку 4 е реконструкцiею. Це був не перший випадок, коли я побачив «своiх» комах. Коли вони вперше з’явилися пiд звуки фанфар, я ще не мав засобiв реестрацii iхнiх генiв. Вони були там, сидiли на екранi, а я не мiг до них дiстатися, не мiг розшифрувати iхнi гени. Я вiдклав вимикання комп’ютера i довго сушив мiзки, намагаючись вигадати якийсь спосiб зберегти iх, але на думку нiщо не спадало. Гени були захованi надто глибоко, як i в реальному життi. Я зумiв роздрукувати зображення тiл комах, але втратив iхнi гени. Я одразу ж модифiкував програму так, аби в майбутньому вона вела доступнi записи генетичних формул, але було запiзно. Я втратив своiх комах.

Я розпочав спроби «знайти» iх знову. Вони вже виникли один раз, тож здавалося, що мае iснувати можливiсть вивести iх знову. Вони переслiдували мене, неначе втрачений акорд. Я блукав Землею бiоморфiв, пробираючись нескiнченним ландшафтом дивних створiнь та об’ектiв, але знайти своiх комах не мiг. Я знав, що вони мають десь там ховатися. Я знав гени, з яких почалася еволюцiя минулого разу. Я мав зображення тiл моiх комах. Я навiть мав зображення еволюцiйноi послiдовностi тiл, що дуже повiльно веде до моiх комах вiд предка-крапки. Але я не знав iхньоi генетичноi формули.

Ви, мабуть, гадаете, що вiдтворити цей еволюцiйний шлях можна доволi легко, але це було не так. Причиною, до якоi я ще повернуся, е просто астрономiчна кiлькiсть можливих бiоморфiв, яку пропонуе достатньо довгий еволюцiйний шлях, навiть коли варiюють лише дев’ять генiв. Декiлька разiв упродовж своiх подорожей Землею бiоморфiв я, здавалося, наближався до попередника своiх комах, але потiм, попри всi моi зусилля як чинника вiдбору, еволюцiя збивалася на манiвцi. Урештi-решт пiд час моiх еволюцiйних блукань З

Сторінка 35

млею бiоморфiв – навряд чи вiдчуття трiумфу було меншим, нiж першого разу, – я таки загнав iх у кут знову. Я не знав (i досi не знаю), чи були цi комахи точно такими самими, як попереднi, «втраченi акорди Заратустри», чи вони були лише поверхово «конвергентними» (див. наступний роздiл), але був цiлком задоволений. Цього разу я вже не припустився помилки: я записав iхню генетичну формулу й тепер можу «еволюцiонувати» комах щоразу, як захочу.

Так, я трохи драматизую, але тут простежуеться одна важлива рiч. Суть цiеi iсторii в тому, що, хоча комп’ютер програмував я сам, дуже детально вказуючи йому, що робити, тим не менш я не планував тварин, якi виникли внаслiдок еволюцii, i був надзвичайно здивований, коли вперше побачив iхнiх попередникiв. Я був настiльки неспроможний контролювати цю еволюцiю, що, навiть коли дуже хотiв вiдтворити конкретний еволюцiйний шлях, зробити це виявилось абсолютно неможливим. Я не вiрю, що колись знайшов би своiх комах знову, якби не мав повного набору роздрукованих зображень iхнiх еволюцiйних попередникiв, i навiть за iх наявностi це виявилося складним i виснажливим процесом. Чи не здаеться вам парадоксальною неспроможнiсть програмiста контролювати чи передбачати хiд еволюцii в комп’ютерi? Чи не означае це, що всерединi комп’ютера вiдбуваеться щось загадкове, навiть мiстичне? Звiсно нi. Як i в еволюцii справжнiх тварин i рослин. Ми можемо використати для розв’язання цього парадоксу комп’ютерну модель, дiзнавшись у процесi дещо про справжню еволюцiю.

Забiгаючи наперед, скажу, що виявиться основою розв’язання цього парадоксу. Існуе певний набiр бiоморфiв, кожен з яких постiйно займае свое власне унiкальне мiсце в математичному просторi. Вiн постiйно сидить там – у тому сенсi, що, знаючи його генетичну формулу, його одразу можна знайти; бiльше того, його сусiдами в цьому особливому типi простору е бiоморфи, що вiдрiзняються вiд нього лише одним геном. Тепер, знаючи генетичну формулу моiх комах, я можу вiдтворити iх за бажанням i наказати комп’ютеру «еволюцiонувати» до них з будь-якоi довiльноi вiдправноi точки. Коли ви вперше виводите нове створiння шляхом штучного вiдбору в комп’ютернiй моделi, це переживаеться як творчий процес. По сутi, так воно й е. Але насправдi ви лише шукаете це створiння, бо в математичному сенсi воно вже сидить на своему власному мiсцi в генетичному просторi Землi бiоморфiв. Причина ж того, що це справдi творчий процес, полягае в тому, що пошук будь-якого конкретного створiння – надзвичайно складне завдання хоча б тому, що Земля бiоморфiв дуже й дуже велика, а загальна кiлькiсть створiнь, що там «сидять», мало не нескiнченна. Немае сенсу просто шукати його безцiльно й навмання. Для цього слiд задiяти якусь ефективнiшу (творчу) пошукову процедуру.

Деякi люди наiвно вiрять, що комп’ютери для гри в шахи працюють, послiдовно випробовуючи всi можливi комбiнацii шахових ходiв. Ця вiра втiшае iх, коли комп’ютер перемагае, але вона абсолютно помилкова. Можливих шахових ходiв надто багато – зона пошуку в мiльярди разiв перевищуе ту, яка дала б змогу досягти успiху за слiпого добору. Мистецтво написання гарноi шаховоi програми полягае в продумуваннi ефективних коротких шляхiв крiзь цю зону пошуку. Накопичувальний вiдбiр (чи то штучний, як у комп’ютернiй моделi, чи природний – у реальному свiтi) е ефективною пошуковою процедурою, i його результати дуже нагадують плоди творчого iнтелекту. Саме на цьому, зрештою, i грунтуеться аргумент вiд задуму Вiльяма Пейлi. З технiчного погляду, граючи в комп’ютерну гру за участю бiоморфiв, ми лише шукаемо тварин, якi в математичному сенсi тiльки й чекають, аби iх знайшли. І схоже це на процес художньоi творчостi. Пошук у невеличкому просторi, де е лише кiлька сутностей, зазвичай не викликае переживання творчого процесу. Дитяча гра «Знайди наперсток» не сприймаеться як творча. Перевертання речей навмання в надii наштовхнутися на предмет пошуку зазвичай спрацьовуе, коли зона пошуку мала. У мiру того, як вона розширюеться, стають необхiдними дедалi складнiшi пошуковi процедури. Ефективнi ж процедури, коли зона пошуку е достатньо великою, неможливо вiдрiзнити вiд справжньоi творчостi.

Комп’ютернi моделi за участю бiоморфiв чiтко це показують i являють собою повчальний мiсток мiж творчими процесами людини, такими як планування переможноi стратегii в шахах, i еволюцiйною творчiстю природного вiдбору – роботою слiпого годинникаря. Щоб зрозумiти це, ми повиннi розвинути iдею Землi бiоморфiв як математичного «простору», безкiнечноi, але впорядкованоi низки морфологiчного розмаiття, в якiй кожне створiння сидить на своему власному мiсцi, очiкуючи, коли його знайдуть. Сiмнадцять створiнь на рисунку 5 розташованi на сторiнцi без якогось особливого порядку. Однак на Землi бiоморфiв кожне з них займае свое власне унiкальне положення, визначене його генетичною формулою, в оточеннi цiлком конкретних сусiдiв. Мiж усiма створiннями на Землi бiоморфiв iснують певнi просторовi вiдношення. Що це означае? Яке значення можна вкласти в iхне про

Сторінка 36

торове положення?

Ми зараз говоримо про генетичний простiр. Кожна тварина мае в цьому просторi свое власне положення. Близькими сусiдами в такому просторi е тварини, що вiдрiзняються одна вiд одноi лише однiею-единою мутацiею. На рисунку 3 базове дерево в центрi оточене вiсьмома з 18 його безпосереднiх сусiдiв у генетичному просторi. За правилами нашоi комп’ютерноi моделi, 18 сусiдками тiеi чи iншоi тварини е 18 рiзних типiв дитинчат, яких вона здатна породити, та 18 рiзних типiв предкiв, вiд яких вона могла б походити. На вiдстанi одного колiна кожна тварина мае 324 (18 ? 18 без урахування зворотних мутацiй, для простоти) сусiдiв – набiр з ii можливих онучок, бабусь, тiток чи племiнниць. На вiдстанi ж iще одного колiна кожна тварина мае вже 5832 (18 ? 18 ? 18) сусiдiв – набiр iз ii можливих правнучок, прабабусь, двоюрiдних сестер тощо.

У чому суть мислення з погляду генетичного простору? Куди воно нас веде? Воно дае нам можливiсть зрозумiти еволюцiю як поступовий, накопичувальний процес. Згiдно з правилами комп’ютерноi моделi, в будь-якому поколiннi можна просунутись у генетичному просторi лише на один-единий крок. За 29 поколiнь у цьому просторi неможливо вiдiйти вiд початкового предка далi нiж на 29 крокiв. Кожна еволюцiйна iсторiя являе собою конкретний шлях (траекторiю) руху крiзь генетичний простiр. Наприклад, еволюцiйна iсторiя, зображена на рисунку 4, е конкретною звивистою траекторiею крiзь генетичний простiр, що з’еднуе крапку з комахою i проходить 28 промiжних стадiй. Ось що я маю на увазi, коли метафорично говорю про «блукання» Землею бiоморфiв.

Я хотiв спробувати представити цей генетичний простiр у формi зображення. Проблема в тому, що зображення е двовимiрними. Генетичний же простiр, у якому сидять бiоморфи, не е двовимiрним. Вiн навiть не тривимiрний. Це дев’ятивимiрний простiр! (Про математику важливо запам’ятати, що ii не слiд боятися. Вона не така складна, як iнодi намагаються показати ii адепти. Щоразу, як менi стае трохи лячно, я завжди згадую вислiв Сiльвануса Томпсона з його книжки «Простi обчислення»: «Що може зробити один дурень, зможе й iнший».) Якби ми тiльки вмiли малювати в дев’яти вимiрах, то змогли б зробити так, аби кожен вимiр вiдповiдав одному з дев’яти генiв. Положення конкретноi тварини, скажiмо скорпiона, кажана чи комахи, зафiксоване в генетичному просторi числовими значеннями його дев’яти генiв. Еволюцiйнi змiни складаються з покрокового просування крiзь дев’ятивимiрний простiр. Величина генетичноi вiдмiнностi мiж однiею твариною й iншою, а отже, й час, потрiбний для еволюцii, та складнiсть еволюцiонування з однiеi тварини в iншу вимiрюються в дев’ятивимiрному просторi як вiдстань мiж цими тваринами.

На жаль, малювати в дев’яти вимiрах ми не вмiемо. Я шукав спосiб обiйти цю перепону, намалювавши двовимiрне зображення, що хоч якось могло б передати вiдчуття перемiщення вiд точки до точки в дев’ятивимiрному генетичному просторi Землi бiоморфiв. Зробити це можна було рiзними способами, i я обрав той, який назвав фокусом iз трикутником. Подивiться на рисунок 6. На кутах трикутника розташованi три довiльно обранi бiоморфи. Той, що вгорi, – це базове дерево, лiворуч – одна з «моiх» комах, а праворуч – гарненький, на мiй погляд, бiоморф без назви. Як i всi бiоморфи, кожен iз цих трьох мае свою власну генетичну формулу, що визначае його унiкальне положення в дев’ятивимiрному генетичному просторi.






Рис. 6



Трикутник лежить на пласкiй двовимiрнiй «площинi», яка перерiзае дев’ятивимiрний гiпероб’ем («Що може один дурень, зможе й iнший»). Ця площина схожа на плаский шматок скла, що застряг у желе. На склi намальований трикутник, а також деякi з бiоморфiв, генетичнi формули яких дають iм право сидiти на цiй конкретнiй площинi. Що саме дае iм це право? Отут на сцену й виходять три бiоморфи у кутах трикутника. Вони називаються якiрними бiоморфами.

Згадайте, що вся iдея «вiдстанi» в генетичному «просторi» полягае в тому, що генетично подiбнi бiоморфи е близькими сусiдами, а генетично рiзнi – сусiдами далекими. У цiй конкретнiй площинi всi вiдстанi розраховуються вiдносно трьох якiрних бiоморфiв. Вiдповiдна генетична формула для будь-якоi конкретноi точки на склi, чи то всерединi трикутника, чи ззовнi, розраховуеться як «середньозважене» генетичних формул трьох якiрних бiоморфiв. Ви вже, мабуть, здогадались, як здiйснюеться це «зважування». Воно обчислюеться за вiдстанями (точнiше, за наближенiстю) вiд потрiбноi точки на склi до трьох якiрних бiоморфiв. Отже, що ближче ви до комахи на площинi, то бiльше схожi на комах локальнi бiоморфи. У мiру вашого просування вздовж скла в напрямку дерева «комахи» поступово стають менш схожими на комах i бiльше схожими на дерево. Якщо ж пересунутися до центру трикутника, тварини, яких ви там знайдете, наприклад павук з iудейським семисвiчником на головi, будуть рiзноманiтними «генетичними компромiсами» мiж трьома якiрними бiоморфами.






Рис. 7



Але такий пiдхiд загалом придiляе трьом якiрним бiоморфам

Сторінка 37

абагато уваги. Так, комп’ютер використовував iх для розрахунку вiдповiдноi генетичноi формули кожноi точки на зображеннi. Але насправдi для цього цiлком придалися б будь-якi три якiрнi точки на площинi, що дало б iдентичнi результати. З цiеi причини на рисунку 7 я трикутник не намалював. Цей рисунок е зображенням такого самого типу, як i рисунок 6. Вiн просто демонструе iншу площину. Однiею з трьох якiрних точок, цього разу правою, е та сама комаха. Іншими якiрними точками в цьому випадку е лiтачок та офрис бджолоносний, обидва такi самiсiнькi, як на рисунку 5. На цiй площинi ви також помiтите, що сусiднi бiоморфи нагадують одне одного бiльше, нiж далекi. Лiтачок, наприклад, е частиною ескадрильi аналогiчних лiтачкiв, що летять строем. Оскiльки комаха присутня на обох листах скла, ви можете подумати, що цi два листи пiд кутом проходять один крiзь одного. Вiдносно рисунка 6 площина рисунка 7 нiби «обернена навколо» комахи.

Вилучення трикутника е удосконаленням нашого методу, бо вiн вiдвертав увагу. Вiн надмiрно пiдкреслював три конкретнi точки на площинi. Залишилося здiйснити ще одне удосконалення. На рисунках 6 i 7 просторова вiдстань вiдображуе генетичну, але масштабування геть викривлене. Один сантиметр угору не обов’язково е еквiвалентом одного сантиметра вбiк. Аби виправити це, ми повиннi ретельно обрати три якiрнi бiоморфи так, аби генетичнi вiдстанi мiж ними були абсолютно однаковими. На рисунку 8 саме це й зроблено. І знову трикутник фактично не намальований. Трьома якiрними точками е скорпiон з рисунка 5, знову комаха (маемо ще одне «обертання навколо») й доволi невизначений бiоморф угорi. Цi три бiоморфи вiддаленi один вiд одного аж на 30 мутацiй. Це означае, що еволюцiонувати вiд будь-якого з них до будь-якого iншого однаково легко. У всiх трьох випадках доведеться пройти мiнiмум 30 генетичних етапiв. Рисочки вздовж нижньоi межi рисунка 8 вiдображають одиницi вiдстанi, вимiрюванi в генах. Можете вважати це генетичною лiнiйкою. Ця лiнiйка працюе не лише в горизонтальному напрямку. Можна вiдхилити ii в будь-якому напрямку й вимiряти генетичну вiдстань (а отже, й мiнiмальний час еволюцii) мiж будь-якими двома точками на площинi (дратуе, що це не зовсiм правильно для цiеi сторiнки, бо комп’ютерний принтер викривляе пропорцii, але цей ефект е надто незначним, аби зчиняти через нього галас, хоча й означае, що ви отримаете трохи не таку вiдповiдь, якщо просто порахуете рисочки на шкалi).

Цi двовимiрнi площини, що перерiзають дев’ятивимiрний генетичний простiр, дають деяке уявлення про те, що означае подорожувати Землею бiоморфiв. Щоб уточнити це уявлення, треба запам’ятати, що еволюцiя не обмежуеться однiею площиною. У справжнiй еволюцiйнiй подорожi ви могли б у будь-який момент «провалитися» на iншу площину, наприклад з площини рисунка 6 на площину рисунка 7 (безпосередньо поруч iз комахою, там, де двi площини пiдходять близько одна до одноi).

Я сказав, що «генетична лiнiйка» рисунка 8 дае нам змогу розрахувати мiнiмальний час, який зайняла б еволюцiя вiд однiеi точки до iншоi. Так вона й робить, ураховуючи обмеження вихiдноi моделi, але наголос робиться на словi мiнiмальний. Оскiльки комаха й скорпiон вiддаленi одне вiд одного на 30 генетичних одиниць, для еволюцii вiд однiеi до другого потрiбно лише 30 поколiнь, якщо жодного разу не звернути не туди, – тобто якщо ви точно знаете, до якоi генетичноi формули йдете i як ii швидше досягти. У реальному життi еволюцiя не мае нiчого, що вiдповiдало б досягненню якоiсь далекосяжноi генетичноi цiлi.






Рис. 8



Скористаймося тепер бiоморфами, щоб повернутися до проблеми, порушеноi мавпою, що друкуе «Гамлета», – важливостi поступовоi, покроковоi змiни еволюцii на вiдмiну вiд чистого випадку. Почнемо з перемаркування шкали вздовж нижньоi межi рисунка 8 iншими одиницями. Замiсть того, щоб вимiрювати вiдстань як «кiлькiсть генiв, що мають змiнитися у процесi еволюцii», ми вимiрюватимемо вiдстань як «iмовiрнiсть перескакування цiеi вiдстанi за рахунок простоi удачi, одним стрибком». Щоб помiркувати над цим, нам зараз треба зняти одне з обмежень, яке я вбудував у комп’ютерну гру, – наприкiнцi ми побачимо, чому я вбудував його взагалi. Воно полягало в тому, що нащадкам «дозволялося» вiддалятися вiд своiх матерiв лише на одну мутацiю. Іншими словами, за раз дозволялося мутувати лише одному гену, i цьому гену дозволялося змiнювати свое «значення» лише на +1 чи –1. Знiмаючи це обмеження, ми тепер дозволяемо будь-якiй кiлькостi генiв мутувати одночасно, причому вони можуть додавати до свого нинiшнього значення будь-яке число, додатне чи вiд’емне. Насправдi це занадто велике послаблення, оскiльки воно дае змогу генетичним значенням варiювати вiд мiнус нескiнченностi до плюс нескiнченностi. Буде цiлком достатньо, якщо ми обмежимо значення генiв однозначними цифрами, тобто дозволимо iм варiювати вiд –9 до +9.

Отже, в цих широких межах ми теоретично дозволяемо мутацii одним махом, за одне-едине поколiння, змiнити будь-яку комбiнацiю з дев’яти генiв

Сторінка 38

Бiльше того, значення кожного гена може змiнюватися будь-яким чином, аби тiльки не виходити у двозначнi цифри. Що це означае? Це означае, що теоретично еволюцiя може перестрибнути за одне-едине поколiння вiд будь-якоi точки на Землi бiоморфiв до будь-якоi iншоi. Не просто до будь-якоi точки на однiй площинi, а й до будь-якоi точки в усьому дев’ятивимiрному гiперпросторi. Якби, наприклад, вам захотiлося перескочити одним стрибком вiд комахи до лисицi на рисунку 5, то ось рецепт. Додайте до значень генiв вiд 1 до 9 такi цифри вiдповiдно: –2, 2, 2, –2, 2, 0, –4, –1, 1. Але оскiльки ми говоримо про випадковi стрибки, «пунктами призначення» одного з цих стрибкiв рiвною мiрою можуть бути всi точки на Землi бiоморфiв. Отже, шанси проти того, щоб перескочити до будь-якого конкретного пункту призначення, скажiмо до лисицi, за рахунок чистоi удачi, легко розрахувати: вони дорiвнюють загальнiй кiлькостi бiоморфiв у просторi. Як ви можете бачити, ми переходимо до ще одного з астрономiчних розрахункiв. Є дев’ять генiв, i кожен iз них може набувати будь-якого з 19 значень. Тож загальна кiлькiсть бiоморфiв, до яких ми могли би перескочити одним стрибком, дорiвнюе числу 19, помноженому на себе самого 9 разiв, – 19 у 9-му ступенi. Це дае приблизно пiвтрильйона бiоморфiв. Дрiбничка порiвняно з «гемоглобiновим числом» Азiмова, але я все одно назвав би цю кiлькiсть великою. Якби ви почали з комахи й, неначе якась навiжена блоха, стрибнули б пiвтрильйона разiв, то могли б сподiватися колись дiстатися до лисицi.

Що все це говорить нам про реальну еволюцiю? Знову-таки, це доводить важливiсть поступових, покрокових змiн. Свого часу деякi еволюцiонiсти заперечували, що в еволюцii необхiдна така поступовiсть. Нашi ж розрахунки бiоморфiв чiтко вказують на одну з причин, через якi важлива саме поступова, покрокова змiна. Коли я кажу, що вiд еволюцii можна очiкувати стрибка вiд комахи до одного з ii безпосереднiх сусiдiв, але не стрибка вiд комахи одразу ж до лисицi чи скорпiона, то маю на увазi ось що. Якби суто випадковi стрибки справдi вiдбувалися, тодi стрибок вiд комахи до скорпiона був би абсолютно можливим. По сутi, вiн був би таким само можливим, як стрибок вiд комахи до одного з ii безпосереднiх сусiдiв. Але вiн також був би таким само можливим, як стрибок до будь-якого iншого бiоморфа на Землi бiоморфiв. У цьому-то й проблема. Чисельнiсть бiоморфiв на Землi становить пiвтрильйона, i якщо жодний iз них жодним чином не бiльш можливий як пункт призначення, нiж будь-який iнший, шанси перескочити до будь-якого конкретного з них е достатньо малими, щоб iх iгнорувати.

Звернiть увагу, що це не дае нам пiдстав припустити, що iснуе якийсь потужний невипадковий «вiдбiрковий тиск». Навiть якби вам запропонували королiвську винагороду за виконання вдалого стрибка до скорпiона, це не мало б значення. Шанси проти того, що вам це вдасться, все одно становитимуть пiвтрильйона до одного. Але якби замiсть того, щоб стрибати, ви пiшли, роблячи по одному кроку за раз i отримуючи по дрiбнiй монетцi щоразу, як зробите крок у правильному напрямку, то дiсталися б до скорпiона за дуже короткий час. Не обов’язково за найшвидший можливий час у 30 поколiнь, однак дуже швидко. Стрибок мiг би теоретично принести вам винагороду швидше – одним махом. Але з огляду на астрономiчнi шанси проти успiху единим можливим шляхом е низка маленьких крокiв, кожен з яких спираеться на накопичений успiх попереднiх.

Тон моiх попереднiх абзацiв е вiдкритим для непорозумiння, яке я мушу розвiяти. Знову-таки, складаеться враження, нiби еволюцiя мае справу з якимись далекосяжними цiлями, спрямовуючи своi зусилля на об’екти на кшталт скорпiонiв. Як ми вже бачили, вона геть не схильна це робити. Але якщо уявити нашi цiлi як щось, що полiпшило б шанси на виживання, цей аргумент таки працюе. Якщо тварина е матiр’ю, вона, мабуть, достатньо успiшна, якщо спромоглася дожити хоча б до зрiлого вiку. Можливо, що мутантне дитинча цiеi матерi зможе бути ще кращим у справi виживання. Але якщо дитинча мутуе довгим шляхом, так, що проходить велику вiдстань вiд своеi матерi в генетичному просторi, якi шанси на те, що воно буде кращим за свою матiр? Вiдповiдь полягае в тому, що насправдi е дуже великi шанси проти цього. І причину ми щойно продемонстрували на прикладi нашоi моделi за участю бiоморфiв. Якщо мутацiйний стрибок, який ми розглядаемо, е дуже великим, число можливих «пунктiв призначення» цього стрибка астрономiчно велике. А оскiльки, як ми бачили в роздiлi 1, варiантiв померти значно бiльше, нiж варiантiв жити, iснуе дуже висока ймовiрнiсть того, що великий випадковий стрибок у генетичному просторi закiнчиться смертю. Навiть за невеликого випадкового стрибка це цiлком можливо. Але що менший цей стрибок, то менш iмовiрна смерть i то ймовiрнiше, що цей стрибок приведе до покращення. Ми ще повернемося до цiеi теми в одному з наступних роздiлiв.

От i вся мораль, яку я хотiв видобути з Землi бiоморфiв. Сподiваюся, вона не здалася вам надто абстрактною. Існуе й iнший математич

Сторінка 39

ий простiр, наповнений не дев’ятигенними бiоморфами, а тваринами з плотi й кровi, сформованими мiльярдами клiтин, кожна з яких мiстить десятки тисяч генiв. Це вже не бiоморфний, а справжнiй генетичний простiр. По сутi, тварини, що коли-небудь жили на Землi, е лише крихiтною часткою тварин, що теоретично могли б iснувати. Цi реальнi тварини е продуктами дуже малоi кiлькостi еволюцiйних траекторiй руху крiзь генетичний простiр. Переважна бiльшiсть теоретичних траекторiй руху крiзь тваринний простiр породжуе неможливих монстрiв. Реальнi ж тварини розкиданi тут i там серед гiпотетичних монстрiв, i кожна займае свое власне унiкальне мiсце в генетичному гiперпросторi. Кожна реальна тварина оточена невеличкою групою сусiдiв, бiльшiсть iз яких нiколи не iснували, але кiлька з яких е ii предками, нащадками, двоюрiдними братами й сестрами.

Десь у цьому величезному математичному просторi сидять люди й гiени, амеби й трубкозуби, пласкi черви й кальмари, дронти й динозаври. Теоретично, якби ми були достатньо вправними в геннiй iнженерii, то могли б перейти вiд будь-якоi однiеi точки у тваринному просторi до будь-якоi iншоi. З будь-якоi вiдправноi точки ми могли би пройти крiзь лабiринт таким чином, аби вiдтворити дронта, тиранозавра й трилобiтiв. Якби тiльки знати, якими генами зайнятись, якi частинки хромосоми подвоiти, переставити чи видалити… Сумнiваюся, що ми коли-небудь знатимемо достатньо, аби це зробити, але цi цiкавi вимерлi створiння навiки заховалися кожне в своему куточку цього величезного генетичного гiперпростору, чекаючи, щоб iх знайшли, якщо ми тiльки навчимося прокладати правильний курс через лабiринт. Можливо, ми навiть зумiли б точно вiдтворити еволюцiю дронта, вибiрково розводячи голубiв, хоча для завершення цього експерименту нам довелося б прожити мiльйони рокiв. Однак якщо ми не можемо здiйснити якусь подорож у реальностi, на допомогу приходить уява. Для тих же, хто, як i я, не е математиком, потужною пiдтримкою уяви може стати комп’ютер. Подiбно до математики, вiн не лише розвивае уяву. Вiн також дисциплiнуе ii й контролюе.




Роздiл 4. Прокладання шляхiв крiзь тваринний простiр


Як ми бачили в роздiлi 2, багатьом людям бувае важко повiрити, що щось на кшталт ока (улюбленого прикладу Пейлi), такого складного й добре задуманого, зi стiлькома взаемопов’язаними робочими частинами, могло виникнути з чогось маленького й простого шляхом низки поступових покрокових змiн. Повернiмося до цiеi проблеми в свiтлi тих нових знань, якi нам могли надати бiоморфи. Вiдповiмо на два запитання.



1. Чи могло людське око виникнути безпосередньо, з повноi вiдсутностi ока, за один-единий крок?

2. Чи могло людське око виникнути безпосередньо з чогось, трохи вiдмiнного вiд нього, чогось, що можна назвати X?



Вiдповiдь на перше запитання однозначно заперечна. Шанси проти ствердноi вiдповiдi на такi запитання в багато мiльярдiв разiв бiльшi за кiлькiсть атомiв у Всесвiтi. Для неi знадобився б величезний i майже неймовiрний стрибок крiзь генетичний гiперпростiр. Вiдповiдь же на друге запитання е так само однозначно ствердною, але лише за умови, що вiдмiннiсть мiж сучасним оком i його найближчим попередником X е достатньо маленькою. Іншими словами, за умови, що вони е достатньо близькими одне до одного в просторi всiх можливих структур. Якщо вiдповiдь на друге запитання для будь-якого конкретного ступеня вiдмiнностi е заперечною, треба лише повторити його для меншого ступеня вiдмiнностi й продовжувати робити це, поки ми не знайдемо достатньо малий ступiнь вiдмiнностi, що дасть нам ствердну вiдповiдь.

X визначаеться як щось дуже схоже на людське око – достатньо схоже для того, щоб око могло вiрогiдно виникнути шляхом однiеi-единоi змiни X. Якщо ви маете якусь уявну картину X i вважаете неправдоподiбним, що людське око могло виникнути безпосередньо з нього, це просто означае, що ви обрали неправильний X. Робiть ваш уявний X бiльш схожим на людське око, i робiть це доти, доки не знайдете X, який ви таки вважатимете вiрогiдним безпосереднiм попередником людського ока. Для вас неодмiнно мае такий знайтися, навiть якщо ваше уявлення про те, що е правдоподiбним, бiльш або менш обережне, анiж мое!

Тепер, знайшовши такий X, за якого вiдповiдь на друге запитання буде ствердною, ми застосуемо те саме запитання до самого X. Виходячи з тих самих мiркувань, ми мусимо зробити висновок, що X мiг правдоподiбно виникнути безпосередньо шляхом однiеi-единоi змiни, знову-таки, з чогось трохи вiдмiнного вiд нього, що можна назвати X’. Очевидно, що тодi можна простежити X’ до чогось, iще трохи вiдмiнного вiд нього, – X’’, i т. д. Увiвши достатньо довгу низку X, можна вивести людське око з чогось не трохи, а навiть дуже вiдмiнного вiд нього. Можна «пройти» велику вiдстань крiзь «тваринний простiр», i наш рух буде правдоподiбним за умови, що ми робитимемо достатньо маленькi кроки. А тепер ми пiдiйшли до вiдповiдi на трете запитання.



3. Чи iснуе безперервна низка X, що з’еднуе сучасне людське око зi станом повн

Сторінка 40

i вiдсутностi ока?



Менi здаеться очевидним, що вiдповiдь мае бути ствердною за умови, що ми дозволимо собi достатньо довгу низку X. Ви, можливо, думаете, що тисячi X досить, але якщо вам потрiбно бiльше крокiв, аби зробити весь перехiд правдоподiбним у своiй головi, просто дозвольте собi припустити 10 тисяч X. А якщо вам недостатньо 10 тисяч, дозвольте собi припустити 100 тисяч, i т. д. Очевидно, що верхню планку в цiй грi встановлюе доступний час, адже там може бути лише один X на поколiння. Тому на практицi запитання коригуеться таким чином: чи достатньо було часу для змiни достатньоi кiлькостi послiдовних поколiнь? Ми не можемо дати точну вiдповiдь щодо необхiдноi кiлькостi поколiнь. Ми лише знаемо, що геологiчний час е надзвичайно довгим. Аби ви уявляли собi порядок величин, про який ми говоримо, зауважу, що кiлькiсть поколiнь, якi вiддiляють нас вiд наших найдавнiших предкiв, безумовно, вимiрюеться тисячами мiльйонiв. Узявши, скажiмо, сотню мiльйонiв X, ми повиннi мати змогу побудувати правдоподiбну низку крихiтних поступових переходiв, що з’еднують людське око практично з чим завгодно!

Наразi завдяки процесу бiльш-менш абстрактних мiркувань ми дiйшли висновку, що iснуе низка мислимих X, кожен з яких достатньо подiбний до своiх сусiдiв, аби вiн мiг правдоподiбно перетворитися на одного з них, а всi вони разом дають змогу простежити еволюцiю людського ока вiд повноi його вiдсутностi. Однак ми все ще не продемонстрували правдоподiбнiсть того, що ця низка X iснувала насправдi. Нам потрiбно вiдповiсти ще на два запитання.



4. Якщо зосередитися на кожнiй ланцi низки гiпотетичних X, що з’еднують людське око з повною його вiдсутнiстю, то чи правдоподiбно, що кожен iз них став можливим унаслiдок випадковоi мутацii його попередника?



Узагалi-то це запитання з галузi ембрiологii, а не генетики, i зовсiм не воно турбувало епископа Бiрмiнгемського та iнших. Мутацiя мае працювати шляхом модифiкацii наявних процесiв ембрiонального розвитку. Суперечливо, що певнi типи цих процесiв легко пiддаються мiнливостi в одних напрямках i не пiддаються в iнших. Я ще повернуся до цього питання в роздiлi 11, а тут лише знову наголошу на вiдмiнностi мiж маленькою й великою змiнами. Що менша змiна, яку ви обумовлюете, то менша вiдмiннiсть мiж X’’ та X’ i то ембрiологiчно правдоподiбнiшою е мутацiя, про яку йдеться. У попередньому роздiлi ми на суто статистичному грунтi побачили, що будь-яка конкретна




Конец ознакомительного фрагмента.



notes


Сноски





1


Книжка пiд цiею назвою була видана у Нортонi 1996 року. (Прим. ред.)