Алгоритмы развития

Последовательное совершенствование нервной системы в процессе эволюции является, может быть, наиярчайшим примером, демонстрирующим возможности самоорганизации в живом мире. Проследить этот процесс во всех его деталях было бы чрезвычайно важно и с чисто приклад ной точки зрения. Такое знание могло бы не только дать огромный материал для размышления естествоиспытателям, но и стать источником аналогий в инженерном деле и в исследованиях по кибернетике и искусствен ному интеллекту.

К сожалению, начальные этапы, начальные эпизоды возникновения нервной системы от нас скрыты очень прочной завесой. А как важно было бы знать, каким образом и на каком этапе возникла дифференциация клеток, среди которых были первые нервные волокна? Как происходило усложнение функций нервной системы? Здесь возникает, конечно, и целый ряд других вопросов, важных для биологов и физиологов. А кибернетический подход к анализу деятельности нервной системы, т. е. системы управления организмом, ставит, в свою очередь, еще множество других интереснейших проблем.

Выше я постоянно стремился подчеркнуть существование и значение двух противоречивых, но тесно связанных между собой тенденций – стремления сохранить гомеостазис и тенденции реализовать обобщенный принцип минимума диссипации энергии. Возникновение нервной системы было связано, по-видимому, с необходимостью сохранения гомеостазиса, с выработкой определенных рефлексов, обеспечивающих существование (выживание) организма. Что же касается второй тенденции, т. е. стремления в максимальной степени использовать внешние вещество и энергию, то сказать что-либо определенное по поводу ее реализации на первоначальных этапах развития нервной системы очень трудно. Наверное, еще никто и не пытался исследовать эту проблему. Я могу лишь предполагать, что на ранних этапах развития живого несовершенная нервная система вряд ли оказывала заметное влияние на рост эффективности в использовании внешних энергии и вещества. Этот процесс развертывался, вероятно, на физико-химическом уровне. В конечном итоге рост эффективности в использовании внешних ресурсов достигался, разумеется, через посредство естественного отбора, поскольку усвоение энергии и вещества оказывало определенное влияние на развитие организма и, следовательно, его нервной системы. Но проследить какие-либо детали этого процесса сегодня уже невозможно.

По мере совершенствования организмов и развития нервной системы положение начинает меняться, а с появлением зачатков интеллекта именно на нервную систему возлагается ответственность за совершенствование механизмов использования внешних ресурсов. С общенаучной и методологической точек зрения, очень важно было бы понять, как линия развития системы управления целенаправленной деятельностью живых существ приводит однажды к тому, что именно нервная система становится решающим фактором эволюции и формирования компромиссов между указанными двумя тенденциями.

Итак, развитие жизни можно рассматривать и в ракурсе тех возможностей использования внешних ресурсов, доступных организмам и видам, которые они вырабатывают в процессе эволюции. Конечно, до поры до времени единственным источником энергии было Солнце (ролью хемосинтеза в земной эволюции, на уровне нашего анализа, вероятно, можно и пренебречь). И вначале в распоряжении жизни был лишь одни механизм использования солнечной энергии – фотосинтез с его ничтожно малым коэффициентом полезного действия. За те 1,5–2 млрд лет, которые были эрой господства микроскопических водорослей и плесени (прокариотов) и которые понадобились для того, чтобы процесс самоорганизации смог создать механизм кислородного дыхания и его носителей (эукариотов), коэффициент полезного действия использования внешней энергии возрос в несколько раз. Количество используемой энергии на единицу биомассы по мере развертывания эволюционного процесса непрерывно росло. И этот рост происходил, по-видимому, по экспоненциальному закону.

Следующим фундаментальным шагом в развитии жизни после того, как она обрела кислородное дыхание, было появление живых существ, пищей для которых стали служить растения. Такие живые существа усваивали энергию в гораздо больших концентрациях, нежели сами растения. Затем появились животные, которые стали питаться животными. Это еще больше увеличило эффективность использования внешней энергии. Наконец появился человек. Однажды он научился использовать не только энергию окружающей его живой природы, но и ту энергию, которую накопили прошлые биосферы, – ту энергию Солнца, которую биота сумела сохранить на Земле в форме ископаемых углеводородов. А в самом конце современного этапа истории жизни человек научился использовать эту энергию, которую наша планета получила из космоса в период своего образования. На этом этапе нервная система уже имеет Разум, и ее роль в дальнейшем развитии биосферы становится определяющей.