Опасная идея Дарвина: Эволюция и смысл жизни

Кто может нести ответственность за этот продуманный замысел, если не разумное божество? Филон – один из самых искусных и находчивых участников философских дискуссий, реальных или вымышленных, и в поисках альтернативы он вслепую наносит несколько удивительно точных ударов. В Восьмой части он выдумывает кое-что соблазнительно похожее на идею Дарвина (и некоторые более современные ее изводы) – за столетие до того, как та была сформулирована:

Вместо того чтобы предполагать, что материя бесконечна, как это делал Эпикур, предположим, что она конечна. Конечное число частиц способно лишь к конечному числу перемещений, и при вечной длительности должно произойти то, что всякий возможный порядок, всякое возможное расположение окажутся испробованы бесконечное число раз. <…> Существует ли какая-нибудь система, какой-нибудь порядок, какой-нибудь строй вещей, при помощи которых материя может сохранять вечное движение, являющееся, по-видимому, существенным для нее, и в то же время поддерживать известное постоянство в производимых ею формах? Очевидно, что подобный строй существует, ибо таково в действительности положение настоящего мира. Итак, постоянное движение материи должно произвести подобный порядок, или строй, в результате конечного числа перемещений; и по самой своей природе этот порядок, будучи раз установлен, должен поддерживать сам себя в течение многих веков, если не вечно. Но если материя уравновешена, устроена и приспособлена таким образом, что может пребывать в вечном движении и тем не менее сохранять постоянство в формах, то ее состояние необходимо должно обладать всеми теми внешними признаками искусства и преднамеренности, которые мы наблюдаем в настоящее время. <…> Какой-нибудь недочет в любом из указанных условий разрушает форму, и материя, из которой она составлена, снова освобождается и претерпевает различные неправильные движения, различные брожения до тех пор, пока снова не объединится в какую-либо другую правильную форму. <…> Предположим… что материя была приведена в какое-нибудь состояние слепой, ничем не руководимой силой; очевидно, что это первоначальное состояние должно быть, по всей вероятности, самым неустроенным и беспорядочным, какое только можно себе представить, и лишенным какого-либо сходства с теми произведениями человеческой изобретательности, которые наряду с симметрией частей обнаруживают приспособленность средств к целям и стремление к самосохранению <…> предположим, что действующая сила, какова бы она ни была, продолжает действовать на материю <…> Так вселенная продолжает существовать в течение многих веков при постоянной смене хаоса и беспорядка. Но нет ли какой-нибудь возможности, чтобы в конце концов она пришла в уравновешенное состояние…? Не вправе ли мы считать, более того, не можем ли мы быть уверены в том, что такое состояние произведено вечными переворотами ничем не руководимой материи? И не может ли это объяснять всю видимую мудрость и преднамеренность, проявляющуюся во вселенной?27

М-да, вроде бы что-то такое есть… Но Юм не мог воспринять всерьез дерзкую атаку Филона. Его окончательный вердикт: «В таких случаях единственный разумный исход для нас – полное воздержание от суждения»28. За несколько лет до него Дени Дидро также записал некоторые свои рассуждения, подозрительно напоминающие дарвиновские: «Могу тебе сказать… что чудовища уничтожали друг друга по порядку; что все неудачные сочетания материи исчезли, а сохранились лишь те, в строении которых не было каких-либо значимых противоречий, которые могли самостоятельно существовать и продолжить свой род»29. Проницательные догадки об эволюции высказывались на протяжении тысячелетий, но, как и в случае большинства философских идей, хотя и казалось, что они предлагают какое-то решение насущных проблем, они не открывали новых перспектив и областей исследования и не делали неожиданных предсказаний, которые можно было бы проверить. И они не объясняли чего-либо помимо тех фактов, для объяснения которых они и были сформулированы. Эволюционной революции пришлось подождать, пока Чарлз Дарвин не увидел, как сделать гипотезу об эволюции наглядным объяснением, объединившим буквально тысячи непросто давшихся и зачастую удивительных фактов о природе. Дарвин не в одиночку изобрел эту удивительную идею и, сформулировав, так и не понял ее во всей полноте. Но он проделал столь грандиозный труд, проясняя идею и связывая ее, чтобы та уже никогда больше не упорхнула, что, если кто и заслуживает славы первооткрывателя, то это он. В следующей главе мы скажем об основных его свершениях.

ГЛАВА 1: До Дарвина в философии господствовала концепция примата Разума; разумное божество считалось конечным источником Замысла, окончательным ответом на любую цепь «зачем?». Даже Дэвид Юм, умело раскрывший неразрешимые проблемы, связанные с таким представлением о мире, и смутно предугадывавший дарвиновскую альтернативу, не понимал, что с ней делать.

ГЛАВА 2: Дарвин, намеревавшийся ответить на сравнительно скромный вопрос о происхождении видов, описал процесс, названный им естественным отбором: процесс бессознательный, не имеющий цели и механический. Из этого семени появился ответ на более значимый вопрос: как возник Замысел?

Глава вторая

РОЖДЕНИЕ ИДЕИ

1. Что особенного в видах?

Чарлз Дарвин не собирался выводить Джона Локка из теоретического тупика или искать впечатляющую космологическую гипотезу, ускользнувшую от Юма. Сформулировав свою великую идею, он осознал, что она и в самом деле приведет к такому поистине радикальному перевороту, но изначально у него и в мыслях не было отвечать на вопрос о смысле – или даже происхождении – жизни. Цель была немного скромнее: он хотел объяснить происхождение видов.

К тому времени натуралисты накопили горы заманчивых фактов о живых организмах и сумели разработать несколько способов их систематизации. В результате были сформулированы две важные загадки30. Во-первых, совокупность открытий, касавшихся адаптации организмов, что так занимали юмовского Клеанта: «Все эти разнообразные машины и даже самые мельчайшие их части приспособлены друг к другу с такой точностью, которая приводит в восхищение всех, кто когда-либо созерцал их»31. Во-вторых, невероятное разнообразие живых существ – буквально миллионы различных видов растений и животных. Почему их так много?

Это разнообразие в строении организмов было в некоторых отношениях не менее поразительным, чем их совершенство, и еще поразительнее были закономерности, которые прослеживались в этом разнообразии. Существовали тысячи стадий и вариаций в развитии организмов, а также зияющие пропасти между ними. Некоторые птицы и млекопитающие могли плавать, словно рыбы, но ни у одного вида не наблюдалось жабр; существовали собаки с телами самых разных размеров и форм, но не было собакокотов, собакокоров или пернатых собак. Закономерности требовали классификации, и ко времени Дарвина труды великих систематиков (для начала взявших за исходную точку и исправивших древние классификации Аристотеля) увенчались созданием подробной иерархии двух царств (растительного и животного), разделенных на типы, в свою очередь делившиеся на классы, за которыми следовали отряды, семейства, роды и, наконец, виды. Разумеется, виды тоже можно разделить на подвиды или разновидности: кокер-спаниель и бассет – разные подвиды вида «собаки», Canis familiaris.

Сколько существует различных видов организмов? Поскольку нет двух в точности похожих друг на друга – различаются даже однояйцевые близнецы, – то различных видов столько же, сколько и живых организмов. Однако очевидно, что различия можно классифицировать, рассортировать на важные и незначительные, или случайные и сущностные. Так учил Аристотель, и этим философским принципом руководствовались все – от кардиналов до химиков и лоточников32. У любого предмета (а не только живого организма) есть два вида качеств: сущностные, без которых предмет не будет относиться к определенному виду вещей, и случайные, которые могут быть разными у представителей одного вида. Слиток золота может сколько угодно менять форму, оставаясь при этом золотом: золотом его делают сущностные качества, а не случайные. Предполагалось, что у каждого вида есть некая сущность. Сущности определяют вид и являются вневременными, неизменными и не допускающими градаций. Не бывает в некоторой степени серебра, или квазизолота, или полумлекопитающего.

Аристотель разработал теорию сущностей в стремлении усовершенствовать платоновское учение об идеях, согласно которому каждая вещь на земле является своего рода несовершенной копией или отражением идеального образца или формы, которая существует вне времени в платоновском мире идей, где правит Бог. Эти платоновские небеса абстракций были, разумеется, невидимы, но доступны Разуму и дедуктивному мышлению. Например, геометры размышляли и доказывали теоремы о формах круга и треугольника. Поскольку существовали также формы орла и слона, возможна была и дедуктивная наука о природе. Но подобно тому как ни одна окружность на земле, сколько ни вычерчивай ее циркулем и не раскручивай гончарный круг, не может стать одной из совершенных окружностей евклидовой геометрии, так и настоящий орел не может быть совершенным проявлением орлиности, хотя каждый орел к этому стремится. У всего существующего есть божественный образец, отражающий сущность предмета. Таким образом, Дарвин унаследовал классификацию живых организмов напрямую (при посредничестве Аристотеля) у платоновского эссенциализма. По сути дела, само слово «вид» в какой-то момент было шаблонным переводом греческого термина, означающего «форма» или «идея», – слова εἶδος.

Мы, наследники Дарвина, так привыкли думать о развитии форм жизни в исторической перспективе, что нам требуется сознательное усилие, чтобы не забывать о господствовавшем во времена Дарвина убеждении, будто биологические виды существуют вне времени, подобно совершенным треугольникам и кругам евклидовой геометрии. Отдельные особи рождались и умирали, но сам вид пребывал неизменным. То было частью философского наследия, но не бессмысленной и необоснованной догмой. Победы современной науки со времен Коперника и Кеплера, Декарта и Ньютона предполагали применение точной математики к материальному миру, а это, несомненно, требует абстрагирования от неряшливых случайных качеств вещей с целью нахождения их тайной математической сущности. Цвет или форма вещи неважны, когда речь идет о том, подчиняется ли она ньютоновскому закону всемирного тяготения: значение имеет лишь масса. Равным образом, химики победили алхимиков, стоило им сформулировать фундаментальную аксиому: существует ограниченное число базовых, неизменных химических элементов (углерод, кислород, водород, железо и т. д.), которые можно смешивать и соединять в бесконечном числе сочетаний; однако исходные элементы можно выделить благодаря их неизменным сущностным качествам.

Учение о сущностях кажется действенным способом систематизации явлений, относящихся ко множеству областей знания, но срабатывает ли этот принцип в каждой классификации, которую мы можем разработать? Есть ли сущностные различия между холмами и горами, снегом и градом, особняками и дворцами, скрипками и альтами? Джон Локк и другие мыслители разработали сложные учения, различающие подлинные и всего лишь номинальные сущности; последние просто паразитируют на именах или словах, которые мы решаем использовать. Можно ввести любую классификационную схему: например, члены клуба любителей собак могут голосованием утвердить список условий, которым собака должна удовлетворять, чтобы считаться настоящим клубным спаниелем, но здесь сущность будет лишь номинальной, а не подлинной. Подлинные сущности выявляются в ходе научного исследования внутренней природы вещей, где сущностные и случайные свойства можно различить, опираясь на конкретные принципы. Сложно сказать, каковы принципиальные принципы, но, раз химия и физика так замечательно согласуются друг с другом, казалось разумным предположить также и существование определяющих признаков подлинных сущностей живых организмов.

Если исходить из этого восхитительно внятного и систематического представления об иерархии живых существ, мы столкнемся с некоторым количеством несообразностей и загадок. Натуралистов эти очевидные исключения тревожили почти так же сильно, как геометра всполошило бы открытие треугольника с суммой углов не вполне равной 180°. Хотя многие таксономические границы были точно установлены и, по всей видимости, не предусматривали исключений, существовали всевозможные промежуточные виды, не поддававшиеся классификации: казалось, они причастны более чем одной сущности. Существовали также любопытные примеры общих и уникальных видовых черт более высокого порядка: почему птиц и рыб объединяет наличие позвоночника, а не перьев, и почему понятия зрячее животное или хищник не являются столь же важными основаниями для классификации, как и теплокровное животное? Хотя вопрос об общих принципах систематизации и большинстве характерных видовых особенностей был уже решен (и, разумеется, сегодня больше не поднимается), спорные случаи становились предметом жарких дебатов. Являются ли все эти ящерицы членами одного вида или нескольких разных? Какой принцип классификации следует «принимать в расчет»? Какая система способна, говоря знаменитыми словами Платона, «рассекать на виды, согласно естественным членениям, стараясь не повредить отдельные части, как порой получается у грубого мясника»33?

До Дарвина эти дискуссии отличала фундаментальная рассогласованность и невозможность прийти к точному, обоснованному ответу, ибо не существовало базовой теории, которая объясняла бы, почему одна схема классификации разделяет все на естественные составные части правильно, в соответствии с подлинной природой вещей. С такой же рассогласованностью сталкиваются современные книжные магазины: как соотнести разные категории книг – бестселлеры, научную фантастику, ужасы, руководства по садоводству, биографии, романы, собрания сочинений, литературу о спорте, иллюстрированные издания? Если ужасы – жанр художественной литературы, то возникает вопрос о документальных триллерах. Все ли романы представляют собой художественный вымысел? Если так, то продавец не может вслед за автором назвать «Хладнокровное убийство» Трумена Капоте (1965) «журналистским романом». Но эту книгу не назовешь ни биографией, ни историческим произведением. На какую полку магазина поместить произведение, которое вы сейчас читаете? Очевидно, правильного способа категоризации книг не существует – в этой области сущности могут быть лишь номинальными. Но многие натуралисты были в целом убеждены, что в число выделенных категорий Естественной системы живых организмов входят и подлинные сущности. Как писал сам Дарвин: «Они думают, что в ней выражается план Творца; но пока не будет определено, что разуметь под планом творца – известный ли порядок во времени или в пространстве, или во времени и пространстве, или еще что-либо другое, мне кажется, что это утверждение ни в какой мере не увеличивает наших знаний»34.

Иногда в научной проблеме легче разобраться, усложнив ее. Развитие геологии и находки ископаемых останков представителей несомненно вымерших видов еще больше смутили систематиков, став, однако, тем самым кусочком головоломки, что позволил Дарвину, работавшему плечом к плечу с другими учеными, найти ключ к решению: виды не были вечными и неизменными; они эволюционировали с течением времени. В отличие от атомов углерода, которые, насколько было известно, всегда сохраняли наблюдаемую ныне форму, виды появлялись, исчезали и, в свою очередь, могли порождать новые виды. Сама по себе идея была не нова: ее многочисленные изводы серьезно обсуждались со времен Древней Греции. Но принять ее мешал фундаментальный платонический предрассудок: сущности являются неизменными, вещь не может изменить свою сущность, появление новых сущностей невозможно (кроме, конечно, исключительных случаев прямого божественного вмешательства). Превращение рептилий в птиц казалось столь же невозможным, сколь и превращение меди в золото.

Сегодня нам сложно воспринять это убеждение, но тут на помощь приходит воображение: представьте, как бы вы отнеслись к теории, стремящейся доказать, что число 7 некогда – очень, очень давно – было четным и постепенно стало нечетным, обмениваясь какими-то качествами с предками числа 10 (некогда бывшего простым). Разумеется, это полная чушь. Просто уму непостижимо. Дарвин знал, что такое представление глубоко укоренилось в сознании его современников и что потребуется приложить огромные усилия для его преодоления. Действительно, он более или менее признавал, что его старшие, авторитетные коллеги, вероятнее всего, окажутся столь же непоколебимы, сколь и виды, в которые они верили, и в заключении своей книги зашел так далеко, что попросил о поддержке более молодых читателей: «Тот, кто убедится, что виды являются изменчивыми, окажет хорошую услугу, добросовестно высказав свое убеждение; только таким образом будет сдвинута с места та масса предрассудков, которая тяготеет над этим вопросом»35.

Даже сегодня не все смирились с осуществленным Дарвином ниспровержением эссенциализма. Например, современные философы бурно обсуждают проблему «естественных видов»: этот старинный термин был очень осторожно воскрешен У. В. О. Куайном исключительно для того, чтобы отличить хорошие научные категории от плохих. Но в произведениях других философов маску «естественного вида» нередко носит подлинная сущность. Мы все еще томимся по эссенциализму – и не всегда безосновательно. Наука и в самом деле стремится рассекать на виды согласно естественным членениям, и часто кажется, что для этого нужно представление о сущностях или чем-то подобном. В этом согласны меж собой представители двух великих философских держав – платоники и аристотелики. Но дарвиновская изменчивость, что поначалу кажется лишь новым способом размышлять о биологических видах, может, как мы увидим, распространяться на другие явления и дисциплины. В биологии и иных областях знания есть сложные проблемы, легко разрешающиеся, стоит лишь усвоить дарвиновские представления о том, что делает вещь самой собой; однако консерваторы продолжают возражать против этой идеи.

2. Естественный отбор – грубое преувеличение

Убеждение, будто таким образом сформировался павлиний хвост, будет грубым преувеличением; но я все же убежден, что в несколько измененном виде тот же принцип применим к человеку.

Чарлз Дарвин 36

Планы Дарвина относительно «Происхождения видов» можно разделить на две части: его целью было доказать, что, преобразовавшись, ранее существовавшие виды породили современные (то есть что виды эволюционируют), и показать, как проходил этот процесс «наследования с изменением». Не будь у Дарвина представления о механизме – естественном отборе, – посредством которого могла свершиться эта почти немыслимая историческая трансформация, у него, вероятно, не было бы стимула собирать все косвенные доказательства того, что она имела место. Сегодня мы довольно легко можем представить, как Дарвин решает первую задачу – доказывает незатейливый исторический факт наследования с изменением, – не увязывая его ни с какими соображениями касательно Естественного отбора или какого бы то ни было иного механизма, благодаря которому этот факт свершился; но для Дарвина такой механизм был одновременно необходимой охотничьей лицензией и непогрешимым руководством, подсказывающим, какие вопросы задавать37.

Сама по себе идея естественного отбора была не удивительной новинкой, выдуманной Дарвином, а скорее развитием идей, высказанных ранее и на протяжении лет или даже поколений бывших предметом жарких дебатов38. Среди этих идей центральной была догадка, возникшая у Дарвина, когда он обдумывал «Очерк о законе народонаселения» Томаса Мальтуса (1798). Мальтус настаивал, что, учитывая невероятную плодовитость людей, взрывной рост населения и голод неизбежны – если не будут приняты решительные меры. Мрачные мальтузианские представления об общественных и политических силах, которые можно было бы задействовать, чтобы предотвратить перенаселение, могли сильно повлиять на размышления Дарвина (и, вне всякого сомнения, повлияли на поверхностные нападки множества его противников), но идея, которую он позаимствовал у Мальтуса, была чисто логической. Она не имела ничего общего с политической идеологией и может быть сформулирована в весьма общем, абстрактном виде.

Представим себе мир, где живые организмы приносят многочисленное потомство. Так как эти потомки будут, в свою очередь, приносить многочисленный приплод, популяция будет расти и расти (в «геометрической прогрессии») до тех пор, пока, раньше или позже, – на деле, удивительно быстро – ей неизбежно не перестанет хватать доступных ресурсов (пищи, пространства и прочего, в чем живые организмы нуждаются, чтобы просуществовать достаточно долго и размножиться). В этот момент – когда бы он ни настал – потомство появится не у всех: многие останутся бездетными. Именно Мальтус указал на математическую неизбежность такого критического момента для любой в течение длительного периода воспроизводящейся популяции – людей, животных или растений (или, к примеру, марсианских машин-клонов, хотя такие причудливые варианты Мальтус и не обсуждал). Популяции, чья скорость размножения ниже, чем необходимо для воспроизводства, исчезнут, если тенденция не изменится. Если популяция в течение долгого времени сохраняет стабильную численность, она продолжит существование, поддерживая баланс между перепроизводством потомства и убылью численности в результате неблагоприятных изменений среды. Вероятно, это очевидно в случае домашних мух и других созданий, размножающихся с большой скоростью, но Дарвин доказывает свой тезис, самостоятельно подсчитывая: «Считается, что из всех известных животных наименьшая воспроизводительная способность у слона, и я старался вычислить вероятную минимальную скорость естественного возрастания его численности… через пятьсот лет от одной пары получилось бы около пятнадцати миллионов живых слонов»39. Поскольку слоны существуют уже миллионы лет, можно с уверенностью заключить, что в любом поколении лишь некоторые особи имели собственное потомство.

Следовательно, для любого вида нормальным положением дел будет такое, когда численность потомства в любом поколении будет выше, чем численность особей, которые дадут потомство в следующем поколении. Иными словами, момент почти всегда – критический40. Кому из потенциальных родителей «повезет» в этот период? Будет ли то справедливая лотерея, в которой у каждого организма равные шансы вытянуть счастливый билет? Если бы мы говорили о политике, то именно здесь зашла бы речь об общественном расслоении: власти, привилегиях, вероломстве, классовой борьбе и прочем, – но можно абстрагироваться от политического контекста и, подобно Дарвину, беспристрастно рассмотреть вопрос о том, что произойдет – должно произойти – в природе. Дарвин сделал два дополнения к почерпнутой у Мальтуса догадке: во-первых, если между участниками соревнования есть существенные различия, то в период катастрофы любое преимущество в гонке неизбежно отразится на том, кто именно размножится. Сколь бы незначительным ни было это преимущество, если оно является преимуществом (и, следовательно, природа его замечает), то склонит чашу весов в пользу своего обладателя. Во-вторых, если бы существовал «сильный принцип наследственности» (если бы потомок был склонен напоминать скорее своих родителей, чем их современников), смещение, обеспечиваемое преимуществами, сколь угодно малыми, со временем бы усилилось, порождая черты, способные к неограниченному развитию. «Рождается более особей, чем может выжить. Песчинка на весах может определить жизнь одной особи и смерть другой, какая разновидность или какой вид будут увеличиваться в числе и какие пойдут на убыль или окончательно исчезнут»41.

Дарвин заметил, что, если просто предположить применимость этих немногих общих условий (условий, существование которых он мог подтвердить многочисленными доказательствами) к моменту катастрофы, то в результате чаша весов неизбежно склонится в пользу тех представителей будущих поколений, которые лучше подготовлены к решению связанных с ограниченностью ресурсов проблем, с которыми столкнулись их родители. Эта фундаментальная идея – опасная идея Дарвина, идея, ставшая источником стольких озарений, неразберихи, замешательства, опасений, – на деле весьма проста. Дарвин резюмирует ее в двух длинных предложениях в конце четвертой главы «Происхождения видов».

Если при меняющихся условиях жизни органические существа представляют индивидуальные различия почти в любой части своей организации, а это оспаривать невозможно; если в силу геометрической прогрессии возрастания численности ведется жестокая борьба за жизнь в любом возрасте, в любой год или время года, а это, конечно, неоспоримо; если вспомнить бесконечную сложность отношений органических существ (как между собой, так и к их жизненным условиям), в силу которых бесконечное многообразие строения, конституции и привычек полезно для этих существ; если принять все это во внимание, то крайне невероятно, чтобы никогда не встречались вариации, полезные каждому существу для его собственного благополучия, точно так же, как встречались многочисленные вариации, полезные для человека. Но если полезные для какого-нибудь органического существа вариации когда-либо встречаются, то особи, характеризующиеся ими, конечно, будут обладать наибольшей вероятностью сохранения в борьбе за жизнь, а в силу строгого принципа наследственности они обнаружат наклонность производить сходное с ними потомство. Этот принцип сохранения, или выживания наиболее приспособленного, я назвал Естественным отбором42.

Это и было великой идеей Дарвина – представление не об эволюции, а об эволюции посредством естественного отбора; сам он так и не смог изложить эту идею достаточно строго и обстоятельно, хотя и представил блестящие доводы в ее пользу. В следующих двух параграфах мы поговорим о любопытных и исключительно важных деталях этой краткой формулировки.

3. Объяснил ли Дарвин происхождение видов?

Дарвин блестяще и триумфально справился с проблемой адаптации, но с вопросом разнообразия не вполне преуспел, хотя и дал своей книге заглавие, намекавшее на эту относительную неудачу, – происхождение видов.

Стивен Джей Гулд 43

Так, по моему мнению, объясняется важный факт естественного распределения организмов в группы, подчиненные одна другой, – факт, который вследствие своей обычности мало обращает на себя наше внимание.

Чарлз Дарвин 44

Заметим, что в своей формулировке Дарвин ничего не говорит о видообразовании: в центре его внимания приспособление организмов, их совершенство, а не разнообразие. Более того, на первый взгляд в этом заявлении разнообразие видов берется как исходная посылка: «…бесконечная <sic> сложность отношений органических существ (как между собой, так и к их жизненным условиям)». Это громадная (если и не вправду бесконечная) сложность обеспечивается одновременным существованием (и борьбой за жизненное пространство) значительного количества различных живых организмов со значительным количеством различных потребностей и стратегий. Дарвин даже не претендовал на то, чтобы дать объяснение происхождения первых видов или самой жизни; он начинает с середины, когда уже существует множество разных видов со множеством разных способностей, и заявляет, что там, на полпути, описываемый им процесс будет неизбежно совершенствовать и разнообразить способности уже существующих видов. Появятся ли в результате этого процесса другие виды? В приведенной формулировке об этом ни слова, но книга более красноречива. На деле Дарвин видел, что его идея одним махом объясняет два удивительных факта. Возникновение адаптаций и разнообразия были разными сторонами одного сложного явления, и принцип естественного отбора, по его словам, мог их объединить.

Естественный отбор неизбежно приводит к приспособленности, как ясно из приведенной формулировки, и, по утверждению Дарвина, в правильных условиях накопление адаптаций приведет к видообразованию. Дарвин прекрасно знал, что объяснить мутацию не значит объяснить появление вида. Животноводы, у которых он столь усердно учился, знали, как добиться многообразия в рамках одного вида, но, по всей видимости, никогда не создавали нового вида и высмеивали саму идею, будто у их особенных, различных пород животных может быть один предок. «Спросите, как я это делал не раз, у какого-нибудь известного селекционера герефордского скота, не могла ли его порода произойти от длиннорогого скота… и он подымет вас на смех». Почему? Потому что «вследствие продолжительного изучения специалисты слишком увлекаются различиями между разными расами; и хотя они очень хорошо знают, что каждая раса слегка изменяется, так как сами же получают призы благодаря отбору таких слабых различий, отказываются от всяких обобщений, в частности от суммирования в уме слабых различий, накапливавшихся на протяжении многих последовательных поколений»45.

Дальнейшее разделение на виды будет происходить, утверждал Дарвин, поскольку, если в популяции (одного вида) существует многообразие наследуемых навыков или приспособлений, эти различные навыки или приспособления будут склонны давать различным группам внутри популяции различные преимущества, и потом эти субпопуляции будут отличаться друг от друга все больше, каждая в погоне за своей конкретной излюбленной формой совершенства, до тех пор пока, в конце концов, их пути не разойдутся окончательно. Почему – размышлял Дарвин – это расхождение приводит к разделению или накапливанию вариаций вместо того, чтобы оставаться более или менее равномерным «веером» небольших различий? Одним из ответов на вопрос была элементарная географическая изоляция; когда значительное геологическое или климатическое изменение (или случайное переселение в изолированный ареал обитания – например, на остров) приводит к расколу популяции, характерные особенности конкретной окружающей среды со временем должны отразиться в различных полезных мутациях, которые можно наблюдать в двух популяциях. А стоит вариации закрепиться, как различия будут накапливаться вплоть до разделения популяций на самостоятельные виды. Другая, и довольно необычная, идея Дарвина состояла в том, что к внутривидовой борьбе обычно применим принцип «победитель получает все»:

Не следует забывать, что конкуренция будет всего упорнее между формами, наиболее близкими по строению, конституции и образу жизни. Отсюда склонность к исчезновению будут иметь все промежуточные формы; а именно между ранними и более поздними состояниями, или, иначе, между менее совершенными и более совершенными состояниями одного и того же вида, а равно и сам родоначальный вид46.

Он сформулировал ряд иных оригинальных и правдоподобных догадок о том, как и почему безжалостная выбраковка естественного отбора может и в самом деле установить межвидовые границы, но они и по сей день остаются догадками. Потребовалось столетие дальнейших исследований, чтобы блестящие, но незавершенные размышления Дарвина о механике видообразования получили определенное подтверждение. Споры о механизме и принципах видообразования еще ведутся, так что в каком-то смысле ни Дарвин, ни кто-либо из его последователей не объяснили происхождение видов. Как отметил генетик Стив Джонс, опубликуй сегодня Дарвин свой шедевр под тем же заглавием, «у него были бы проблемы с законом об описании товаров, ибо о чем в „Происхождении видов“ не говорится, так это о происхождении видов. Дарвин ничего не знал о генетике. Теперь нам известно многое, и хотя то, как появляется вид, остается загадкой, некоторые кусочки головоломки уже легли на свои места»47.

Но сам факт видообразования неопровержим, как показал Дарвин, собрав неотразимые доводы – буквально сотни досконально изученных и тщательно аргументированных примеров. Виды образуются посредством «наследования с изменением» от ранее существовавших видов, а не путем Творения. Так что в другом смысле Дарвин, бесспорно, объяснил происхождение видов. Какие бы механизмы ни действовали, все, очевидно, начинается с появления разнообразия внутри одного вида и, после накопления модификаций, заканчивается рождением нового вида – наследника предыдущего. Все начинается «хорошо выраженной разновидностью», но постепенно, «стоит [только] допустить, что эти ступени в процессе модификации будут более многочисленными или большими по размерам, чтобы эти три формы превратились в сомнительные или даже во вполне определенные виды»48.

Заметим, что Дарвин с осторожностью описывает итог процесса как создание «вполне определенного» вида. «В конце концов, – говорит он, – различие становится столь значительным, что нет оснований отрицать наличие двух разных видов, а не двух разных форм одного вида». Но он отказывается участвовать в традиционной игре и заявлять, в чем состоит «сущностное» различие:

Из всего сказанного ясно, что термин «вид» я рассматриваю как произвольный, присвоенный ради удобства для обозначения близко сходных между собою особей и не отличающийся в основном от термина «разновидность», которым обозначают менее отчетливые и более флюктуирующие формы49.

Одним из стандартных признаков, позволяющих отличать виды друг от друга, как прекрасно понимал Дарвин, является репродуктивная изоляция – невозможность скрещивания. Именно скрещивание воссоединяет различные группы, образовавшиеся внутри популяции, перемешивая их гены и «прерывая» процесс видообразования. Конечно же, не существует того, кто желает, чтобы видообразование состоялось50, но чтобы случился окончательный развод, означающий формирование нового вида, ему должен предшествовать какой-то период «раздельного проживания», когда случаи скрещивания по той или иной причине становятся реже, так что в этих популяциях накапливается еще больше различий. Критерий репродуктивной изоляции, скорее, неопределенен. Принадлежат ли организмы к разным видам, когда скрещивание невозможно – или когда оно просто не происходит? Считается, что волки, койоты и собаки – разные виды, но случаи скрещивания между ними известны и – в отличие от мула, результата скрещивания кобылы и осла, – их отпрыски обычно не стерильны. Таксы и ирландские волкодавы считаются представителями одного вида, но, если только владельцы не создадут этим собакам какие-то в высшей степени неестественные условия, шансов на скрещивание у них примерно столько же, сколько у летучей мыши с дельфином. Белохвостые олени из Мэна не скрещиваются с белохвостыми оленями Массачусетса, ибо не перемещаются на такие дистанции, но вполне могли бы, если бы их перевезли, и, естественно, принадлежат эти животные к одному виду.

И наконец – подлинный пример, который, кажется, создан специально для философов, – возьмем серебристых чаек, живущих в Северном полушарии: их ареал обитания широкой полосой окружает Северный полюс.

Наблюдая за серебристыми чайками, проживающими на территории от Великобритании до Северной Америки, мы видим, что к западу популяция слегка меняется: американские чайки – это чайки, но немного отличающиеся от английских. Продолжая движение, мы заметим, что постепенные изменения наблюдаются и дальше: в Сибири серебристая чайка больше похожа на птицу, которую в Великобритании называют клушей. При движении по Сибири, России и вплоть до границ Северной Европы обнаружится, что чайки все больше и больше похожи на английских клуш. Наконец, в Европе круг замкнется: две отдельные формы встречаются, чтобы образовать два совершенно полноценных вида: серебристая чайка и клуша выглядят по-разному и в природе не скрещиваются51.

«Отчетливо выраженные» виды, несомненно, существуют – задача книги Дарвина состоит в объяснении их происхождения, – но сам автор препятствует попыткам отыскать «принципиальное» определение понятия вида. Разновидности – продолжает он настаивать – всего лишь «зарождающиеся виды», и обычно две разновидности становятся видами не из‐за присутствия чего-либо (например, новой сущности для каждой группы), а из‐за отсутствия: некогда существовавшие промежуточные вариации (которые можно было бы назвать переходными этапами) в конце концов вымирают, оставляя две группы фактически репродуктивно изолированными, а также отличающимися друг от друга по своим характеристикам.

В «Происхождении видов» излагается чрезвычайно убедительное доказательство первого дарвиновского тезиса – исторического факта эволюции как причины происхождения видов, и соблазнительно наглядное свидетельство в пользу второго тезиса – что фундаментальным механизмом, ответственным за «наследование с изменением», является естественный отбор52. Здравомыслящие читатели просто не могли более сомневаться, что виды эволюционировали в течение невероятно продолжительного времени, как утверждал Дарвин, но преодолеть добросовестный скептицизм относительно предложенного им механизма естественного отбора было сложнее. Прошедшие годы увеличили доверие к обоим тезисам, но не изгладили разницу между ними53. Свидетельств в пользу эволюции предостаточно: не только из области геологии, палеонтологии, биогеографии и анатомии (бывших основными источниками материала для Дарвина), но и из молекулярной биологии и любой другой отрасли наук о жизни. Говоря начистоту, сегодня любой человек, сомневающийся в том, что разнообразие жизни на планете порождено процессом эволюции, – просто невежда; в мире, где трое из четырех научились читать и писать, у такого невежества нет оправданий. Однако сомнения в способности дарвиновской идеи естественного отбора объяснить этот эволюционный процесс остаются интеллектуально оправданными, хотя, как мы увидим, подобный скептицизм становится все сложнее обосновать.

Итак, хотя в своих исследованиях эволюции Дарвин вдохновлялся и руководствовался идеей естественного отбора, окончательный результат изменил порядок обоснования: Дарвин так убедительно доказал, что виды должны были эволюционировать, что затем смог использовать этот результат для обоснования более радикальной идеи – идеи естественного отбора. Он описал механизм или процесс, который, согласно его доводам, мог иметь все эти последствия. Скептикам был брошен вызов: смогут ли они доказать ошибочность дарвиновских аргументов? Смогут ли они показать, что естественный отбор не мог иметь описанных последствий?54 Или смогут ли они хотя бы описать другой процесс, у которого были бы те же результаты? Что еще может привести к эволюции, если не описанный Дарвином механизм?

Этот вызов, по сути, выворачивает наизнанку затруднение Юма. Юм сдался, поскольку не мог вообразить, как что-либо кроме Разумного Демиурга смогло бы стать причиной приспособлений, доступных наблюдению каждого. Или, точнее, Филон Юма вообразил несколько разных альтернатив, но Юм просто не мог воспринять их всерьез. Дарвин описывал, как Неразумный Демиург мог за огромный период времени создать все эти приспособления, и доказал, что некоторые промежуточные стадии, которые для этого потребовались бы, и в самом деле имели место. Брошенный воображению вызов изменился: при всех указанных Дарвином красноречивых признаках исторического процесса – так сказать, всех мазках кисти художника, – может ли кто-нибудь теперь вообразить, как все эти последствия породил какой-либо другой процесс кроме процесса естественного отбора? Бремя доказательства так решительно было им переложено, что ученые зачастую обнаруживают, что столкнулись с чем-то вроде зеркального отражения затруднения Юма. Столкнувшись с, на первый взгляд, убедительным возражением против естественного отбора, которое невозможно проигнорировать (ниже мы поговорим о наиболее ярких примерах подобных возражений), они склонны рассуждать следующим образом: Я (пока что) не понимаю, как опровергнуть это возражение или преодолеть это затруднение, но, поскольку я не могу вообразить, что еще кроме естественного отбора может привести к подобным результатам, мне придется допустить, что возражение это мнимое; так или иначе естественного отбора должно быть вполне достаточно для объяснения.

Прежде чем кто-нибудь набросится на меня и возопит, что я только что признал дарвинизм столь же бездоказательной верой, как и естественная религия, следует вспомнить, что существует фундаментальное различие: принеся клятву верности естественному отбору, эти ученые затем принимали на себя обязанность показать, как можно преодолеть сложности, вытекающие из их мировоззрения, и снова и снова преуспевали в этом. В процессе фундаментальная дарвиновская идея естественного отбора по-разному формулировалась, расширялась, прояснялась, взвешивалась и углублялась – каждое разрешенное затруднение делало ее сильнее. С каждым новым триумфом ученые все больше убеждались, что они на верном пути. Разумно полагать, что в результате таких непрестанных атак ложная идея к настоящему моменту уже неизбежно была бы повержена. Конечно, это не окончательное доказательство, а всего лишь весьма убедительное соображение. Одна из целей этой книги – объяснить, почему идея естественного отбора представляется явным победителем несмотря даже на то, что в некоторых случаях существуют неразрешенные проблемы с ее применением.

4. Естественный отбор как алгоритмический процесс

Какой предел может быть положен этой силе, действующей в течение долгих веков и строго исследующей всю конституцию и образ жизни каждого существа, благоприятствуя полезному и отвергая вредное? Я не усматриваю предела деятельности этой силы, медленно и прекрасно адаптирующей каждую форму к самым сложным жизненным отношениям.

Чарлз Дарвин 55

Второе, на что следует обратить внимание в формулировке Дарвина, – то, что он излагает свой закон в виде формального дедуктивного вывода: если условия выполняются, определенный результат неизбежен56. Приведем ее снова, выделив некоторые ключевые термины жирным шрифтом.

Если при меняющихся условиях жизни органические существа представляют индивидуальные различия почти в любой части своей организации, а это оспаривать невозможно; если в силу геометрической прогрессии возрастания численности ведется жестокая борьба за жизнь в любом возрасте, в любой год или время года, а это, конечно, неоспоримо; если вспомнить бесконечную сложность отношений органических существ (как между собой, так и к их жизненным условиям), в силу которых бесконечное многообразие строения, конституции и привычек полезно для этих существ; если принять все это во внимание, то крайне невероятно, чтобы никогда не встречались вариации, полезные каждому существу для его собственного благополучия, точно так же, как встречались многочисленные вариации, полезные для человека. Но если полезные для какого-нибудь органического существа вариации когда-либо встречаются, то особи, характеризующиеся ими, конечно, будут обладать наибольшей вероятностью сохранения в борьбе за жизнь, а в силу строгого принципа наследственности они обнаружат наклонность производить сходное с ними потомство. Этот принцип сохранения, или выживания наиболее приспособленного, я назвал Естественным отбором57.

Основной дедуктивный аргумент краток и прост, но сам Дарвин писал о «Происхождении видов» как о «едином длинном доказательстве». Так и есть, ведь книга состоит из доказательств двух видов: логического доказательства того, что процесс определенного рода с необходимостью будет приводить к определенного рода результату, и эмпирического доказательства того, что необходимые для протекания такого рода процесса условия в действительности существовали в природе. Дарвин подкрепляет логическое доказательство мысленными экспериментами – «воображаемыми примерами»58, – которые показывают, как выполнение таких условий могло в действительности привести к результатам, на объяснение которых он притязает, но, чтобы изложить довод полностью, ему нужна целая книга, поскольку он приводит множество с трудом добытых эмпирических фактов, чтобы убедить читателя, что эти условия выполнялись снова и снова.

Стивен Джей Гулд59 позволяет нам оценить важность этой особенности дарвиновского аргумента, рассказывая анекдот о Патрике Мэтью, шотландском натуралисте, который – к слову о любопытных исторических фактах – на много лет опередил Дарвина, описав механизм естественного отбора в приложении к опубликованной им в 1831 году книге «Плавник и лесокультура». На заре дарвиновского восхождения к славе Мэтью опубликовал (в Gardeners’ Chronicle!60) письмо, в котором заявил о своем приоритете: Дарвин великодушно его признал и оправдал свою неосведомленность, отметив, что Мэтью избрал для обнародования открытия издание, не привлекшее широкого интереса читателей. В ответ на извинения Дарвина Мэтью написал:

Я сформулировал концепцию этого закона Природы интуитивно, описывая самоочевидный факт, практически без усилий и сосредоточенного обдумывания. Кажется, у г-на Дарвина больше прав на это открытие, чем у меня – мне оно открытием не показалось. Он вывел его, опираясь на индуктивные умозаключения, неторопливо и с должной осторожностию продвигаясь от факта к факту, тогда как я, лишь бросив беглый взгляд на устройство Природы, счел это появление видов в результате отбора a priori очевидным фактом – аксиомой, на которую надо лишь указать, чтобы ее признали непредубежденные и достаточно быстро схватывающие умы61.

Однако непредубежденные умы вполне могут испытывать сомнения относительно новой идеи – по причине благоразумного консерватизма. Дедуктивные аргументы печально известны своей ненадежностью. То, что кажется «само собой разумеющимся», рассыплется из‐за незамеченной детали. Дарвин понимал, что лишь беспощадно подробное перечисление доказательств существования постулированного им исторического процесса будет – или должно быть – достаточно убедительным, чтобы ученые отринули свои традиционные убеждения и восприняли его революционный взгляд, даже если его действительно можно было «вывести из аксиом».

***

С самого начала были те, кому дарвиновское новаторское сочетание дотошного натурализма с абстрактными рассуждениями о природных процессах казалось сомнительным и нежизнеспособным гибридом. Оно представлялось невероятно правдоподобным, но так же обстоит дело со множеством схем мгновенного обогащения, которые на поверку оказываются трюками и надувательством. Сравните его со следующим законом работы фондовой биржи: покупай по низкой цене, продавай по высокой. Если следовать этому правилу, обязательно разбогатеешь. Не может не разбогатеть тот, кто последует этому совету. Почему он не работает? Он работает – для всякого, кому достаточно повезло действовать в соответствии с ним, но, увы, нет способа определить, что условия выполнены, до того, как действовать, руководствуясь ими, не станет слишком поздно. Дарвин предлагал скептически настроенному миру то, что можно бы было назвать схемой медленного обогащения, схемой, позволяющей создать Порядок из Хаоса без помощи Разума.

Своей теоретической силой дарвиновская абстрактная схема была обязана нескольким особенностям, на которые Дарвин достаточно решительно указывал и которые ценил выше, чем многие его сторонники; однако он не располагал терминологией, позволившей бы их недвусмысленно описать. Сегодня мы можем охарактеризовать их одним-единственным термином. Дарвин открыл мощь алгоритма. Алгоритм – это определенного рода формальный процесс, который (логически) неизбежно приводит к достижению определенного рода результата, когда бы тот ни «запускался» или ни реализовывался. Во времена Дарвина в алгоритмах не было ничего нового. Многие хорошо известные арифметические процедуры – например, деление в столбик или подведение баланса в чековой книжке – являются алгоритмами, и таковы же процедуры принятия решений при разыгрывании образцовой партии в крестики-нолики или расположении нескольких слов в алфавитном порядке. Сравнительно новым (и позволяющим нам бросить ценный ретроспективный взгляд на открытие Дарвина) было теоретическое размышление математиков и логиков о природе и мощи алгоритмов в целом; в XX веке это привело к появлению компьютера, что в свою очередь, разумеется, стало причиной гораздо более глубокого и наглядного понимания возможностей алгоритмов в целом.

Термин алгоритм восходит – через латинское слово algorismus – к раннеанглийскому algorisme (с ошибочным написанием algorithm), образованному от имени персидского математика, Мусы аль-Хорезми, чья написанная примерно в 835 году н. э. книга о математических действиях в XII веке была переведена на латынь Аделардом Батским или Робертом Честерским. Идея, что алгоритм является надежной и в некотором роде «механической» процедурой, существовала на протяжении столетий, но лишь в 1930‐х годах в новаторской работе Алана Тьюринга, Курта Гёделя и Алонзо Черча было в первом приближении зафиксировано современное понимание этого термина. Нам будут важны три основные особенности алгоритмов, и каждую не так-то просто определить. Более того, каждая усугубила замешательство (и тревогу), все еще мешающие нам размышлять о революционном открытии Дарвина, так что на страницах этой книги нам неоднократно придется возвращаться к этим вводным замечаниям и переосмыслять их.

1. Безразличие к материалу: деление в столбик можно с равным успехом осуществлять, используя карандаш или ручку, бумагу или пергамент, неоновые огни или дымовой след самолета – и прибегая к какой угодно системе символов. Осуществимость процедуры основана на ее логической структуре, а не на конкретных особенностях использованных в данном случае материалов и лишь пока эти конкретные особенности позволяют в точности выполнять предписанные действия.

2. Базовая неразумность: хотя сам проект процедуры может быть блестящим или приводить к великолепным результатам, каждый конкретный ее шаг, а также переходы между ними чрезвычайно просты. Насколько они просты? Достаточно просты, чтобы их мог осуществить прилежный дурак – или попросту механическое устройство. Согласно известной «школьной» аналогии, алгоритмы – это своего рода рецепты, составленные так, чтобы им могли следовать поварята. В кулинарной книге, предназначенной для шеф-поваров, мы можем прочитать: «Варите рыбу в подходящем вине на медленном огне до полуготовности», – но описывающий тот же процесс алгоритм начнется так: «Выберите белое вино со словом „сухое“ на этикетке; возьмите штопор и откупорьте бутылку; налейте на дюйм вина в сковороду; включите конфорку под сковородой…» – утомительное расчленение процесса на элементарные шаги, не требующие от читателя принятия мудрых решений, или вынесения тонких суждений, или проявления интуиции.

3. Гарантированный результат: что бы ни делал алгоритм, при безошибочном исполнении он всегда приводит к ожидаемому результату. Алгоритм – рецепт надежный.

Легко видеть, как эти характеристики делают возможным создание компьютера. Любая компьютерная программа является алгоритмом, в конечном счете составленным из простых шагов, которые тот или иной простой механизм может выполнять с невероятной надежностью. Обычно для этого используют электронные микросхемы, но мощность компьютера никак (если не считать скорости вычислительных процессов) не зависит от конкретных особенностей электронов, ударяющихся о силиконовые чипы. Те же самые алгоритмы могут выполняться (и даже еще быстрее) с помощью приборов, в которых фотоны перемещаются по стекловолокну, или (гораздо, гораздо медленнее) командами людей, вооруженных бумагой и карандашами. И, как мы увидим, способность компьютеров с потрясающей скоростью и надежностью выполнять алгоритмы сегодня позволяет ученым-теоретикам исследовать опасную идею Дарвина доселе невозможными методами – и приходить к удивительным результатам.

По сути дела, Дарвин обнаружил не один алгоритм, а скорее большой класс взаимосвязанных алгоритмов, которые он не мог четко различить. Теперь мы можем переформулировать его фундаментальную идею следующим образом:

На протяжении миллиардов лет жизнь на Земле развивалась как единое дерево со множеством ветвей – Древо Жизни; ее развитию способствовали те или иные алгоритмические процессы.

Со временем постепенно (по мере того как мы будем узнавать, какими способами разные люди выражали эту мысль) станет ясно, что означают эти слова. Некоторые формулировки абсолютно пусты и бессодержательны, другие – очевидным образом ложны. Посередине находятся те, что и в самом деле объясняют происхождение видов – и сулят множество других объяснений. Благодаря как упорной критике откровенных ненавистников идеи эволюции как алгоритма, так и опровержениям ее поклонников, такие формулировки становятся все точнее.

5. Процессы как алгоритмы

Размышляя об алгоритмах, теоретики часто подразумевают виды алгоритмов, обладающих свойствами, которых лишены алгоритмы, интересующие нас. Например, когда об алгоритмах размышляют математики, они обычно имеют в виду алгоритмы, относительно которых можно доказать, что они полезны при вычислении конкретных интересующих их математических функций. (Простой пример тому – деление в столбик. В причудливом мире криптографии внимание привлекает разложение большого числа на простые множители.) Но алгоритмы, которые будут интересовать нас, не имеют ничего особенно общего с системой счисления или иными математическими объектами; это алгоритмы классификации, отсева и созидания62.

Поскольку большинство математических обсуждений алгоритмов сосредоточено на их гарантированной или математически доказанной эффективности, люди иногда допускают простейшую ошибку, считая, что процесс, эксплуатирующий случайность или беспорядочность, алгоритмом не является. Но даже при делении в столбик есть место случайности!

Помещается ли делитель в делимом шесть, семь или восемь раз? Как знать! Да и кому это интересно? Этого и не нужно знать: для того чтобы делить в столбик, большого ума не надо. Алгоритм просто требует, чтобы вы выбрали число – любое, если вам угодно, – и проверили результат. Если избранное число слишком мало, увеличьте его на единицу и начните заново; если оно слишком велико – уменьшите. Относительно деления в столбик можно быть уверенным в одном: оно всегда в конечном счете получается, даже если ваш первоначальный выбор максимально неудачен (в этом случае процесс просто займет немного больше времени). Компьютеры успешно решают сложные задачи несмотря на крайнюю глупость – и именно потому кажутся волшебным изобретением: как что-то настолько безмозглое, как машина, может делать что-то настолько толковое? Итак, не вызывает удивления то, сколь часто интересные алгоритмы используют тактику уточнения выбора, механически проверяя каждого взятого наугад кандидата. Это не только не влияет на их доказуемую эффективность – зачастую именно в этом секрет их эффективности63.

Для начала можно сосредоточиться на группе эволюционных алгоритмов, рассмотрев повседневные алгоритмы, обладающие теми же важными особенностями. Дарвин привлекает наше внимание к повторяющимся волнам соперничества и отбора, так что возьмем обычный алгоритм организации турнира с выбыванием (например, теннисного), который неизбежно венчается четвертьфиналами, полуфиналами и, наконец, финалом, в ходе которого определяется единственный победитель.

Заметим, что такая процедура удовлетворяет трем условиям. Процедура не изменится, ведем ли мы счет мелом на доске, в компьютерном файле или – необычная возможность – вообще ничего не записываем, а просто осуществляем отбор, веером расположив несколько отгороженных друг от друга теннисных кортов, у каждого из которых две калитки на вход и лишь одна на выход – и через нее победитель попадает на корт, где состоится следующий матч. (А проигравших пристреливают и прикапывают на месте.) Не нужно быть гением, чтобы провести участников состязания через такое «сито», в конце каждого матча заполняя бумаги (или расстреливая проигравших). Алгоритм всегда сработает.

Но что именно он делает? На входе мы имеем некоторое количество участников и гарантию уничтожения для всех, кроме единственного победителя. Но что представляет собой победитель? Это зависит от состязания. Допустим, мы устраиваем не теннисный турнир, а состязание по бросанию монеты. Один из игроков подбрасывает монетку, другой выбирает орла или решку; победитель продвигается на шаг вперед. Победителем такого состязания станет один-единственный игрок, который n раз последовательно победит при подбрасывании монеты, ни разу не проиграв – в зависимости от того, сколько раундов потребуется для завершения состязания.

В таком состязании есть нечто странное и глупое – но что? Победитель и в самом деле обладает весьма примечательным качеством. Часто ли вы встречаете людей, которые, подбрасывая монетку, без единого проигрыша выиграли десять раз подряд? Скорее всего, ни разу. Шансы на появление такого человека могут показаться ничтожными, и при обычном стечении обстоятельств это так и есть. Если какой-нибудь аферист предложит вам побиться об заклад десять к одному, что он сможет привести человека, который у вас на глазах десять раз подряд выиграет в состязании по бросанию монеты (и монета не будет фальшивой), вы, вероятно, склонны будете счесть это пари выигрышным для себя. Если так, будем надеяться, что у этого афериста не нашлось 1024 сообщников (им не придется жульничать – они будут играть абсолютно честно): ведь именно столько (210 участников состязания) нужно, чтобы организовать десятираундный турнир. В начале турнира аферист никак не сможет предсказать, кто именно окажется «вещественным доказательством А», которое обеспечит ему выигрыш пари, но алгоритм проведения турнира неизбежно – и быстро – выявит этого человека: так что вас обманули, и аферист непременно выиграет. (Я не несу ответственности за ущерб, который вы можете понести, попытавшись воспользоваться этим изысканным образчиком практической философии в корыстных целях.)

В любом турнире с выбыванием бывает победитель, который «автоматически» обладает качеством, необходимым, чтобы пройти все этапы состязания, но, как показывает соревнование в бросании монеты, такое качество может быть «всего лишь историческим» – банальным фактом биографии участника состязания, никак не влияющим на его или ее виды на будущее. Представим, например, что ООН принимает постановление впредь разрешать все международные конфликты, подбрасывая монетку, – участвовать в таком соревновании должны представители конфликтующих сторон (если в конфликт вовлечено более одного народа, придется организовывать какой-то турнир: можно использовать круговую систему – алгоритм тогда будет другим). Кого следует выбрать представителем нашей нации? Естественно, того, кто лучше всех бросает монетку. Допустим, мы организовали масштабный турнир с выбыванием, в котором принимают участие все мужчины, женщины и дети США. Кто-то в нем победит – этот человек последовательно выиграет в двадцати восьми раундах без единого проигрыша. Победа будет неопровержимым фактом его биографии, но, поскольку подбрасывание монеты – дело случая, нет никаких оснований полагать, что победитель такого турнира покажет себя на международных соревнованиях лучше, чем кто-либо, проигравший в одном из предыдущих раундов. У случая нет памяти. Человек, у которого в руках выигрышный лотерейный билет, безусловно, был удачлив, и благодаря только что выигранным миллионам удача ему может больше никогда не понадобиться; тем лучше, ведь нет оснований считать, что его шансы во второй раз выиграть в лотерею выше, чем у любого другого участника – или что, скажи он «орел», монета упадет загаданной стороной вверх. (Неспособность принять тот факт, что у случая нет памяти, известна как ошибка игрока; это заблуждение удивительно широко распространено – настолько широко, что мне, вероятно, следует подчеркнуть, что это – без всяких сомнений и оговорок – заблуждение.)

В противоположность соревнованиям, где правит случай (например, соревнованиям в бросании монеты), существуют соревнования, где все решает мастерство – например, теннисные турниры. Здесь есть основания полагать, что игроки, вышедшие в последние раунды, снова преуспеют, если выставить их против тех, кто вылетел из состязания раньше. Есть основания – но никаких гарантий – полагать, что победитель такого турнира – самый лучший игрок и будет лучшим не только сегодня, но и завтра. Тем не менее, хотя любой разумно организованный турнир неизбежно позволит назвать победителя, нет гарантий, что в ходе состязания в мастерстве победитель окажется лучшим игроком во всех (значимых) смыслах этого слова. Вот почему на церемонии открытия мы иногда говорим: «Пусть победит сильнейший!» – процедура не гарантирует подобный исход. Лучший игрок – тот, кто является лучшим по «техническим» критериям (обладатель самого мощного удара левой, самой быстрой подачи, самой высокой выносливости и т. д.), – может встать не с той ноги, вывихнуть лодыжку – или его может ударить молния. Тогда, очевидно, в состязании его обойдет игрок похуже. Но никто не станет организовывать или участвовать в соревнованиях в мастерстве, если бы в конце концов их не выигрывали лучшие игроки. Это гарантирует само определение честного состязания в мастерстве; если бы лучшие игроки выигрывали в каждом раунде с вероятностью не выше 50%, речь шла бы о состязании в удачливости, а не в мастерстве.

Мастерство и удача естественным образом влияют на результат любого соревнования, но их соотношения бывают весьма различны. В теннисном турнире, проходящем на очень неровном корте, возрастает доля случайности – как и в случае введения нового правила, согласно которому, прежде чем продолжить игру после первого сета участники должны сыграть в русскую рулетку с заряженным револьвером. Но даже в такой ситуации, когда случай решает многое, статистически в последние раунды будет выходить больше более искусных игроков. Способность турнира «дискриминировать» участников по уровню мастерства в конце концов может быть снижена случайной катастрофой, но в целом ее невозможно свести к нулю. Этот факт, который в случае эволюционных алгоритмов, действующих в природе, столь же истинен, как и в случае спортивных турниров с отсевом, иногда игнорируют те, кто рассуждает об эволюции.

В отличие от удачи, мастерство – охраноспособная характеристика; на то, что оно проявится, можно рассчитывать в таких же – или сходных – обстоятельствах. Эта зависимость от обстоятельств указывает на иной вариант развития событий, когда что-то может пойти не так. Что, если бы условия состязания постоянно менялись (как условия игры в крокет в «Алисе в Стране чудес»)? Если в первом раунде вы играете в теннис, во втором – в шахматы, в третьем – в гольф, а в четвертом – в бильярд, нет оснований полагать, что победитель турнира отличается в каком-либо из этих видов спорта особым мастерством по сравнению с другими игроками – все хорошие гольфисты могут проиграть в шахматы и так и не получить возможности продемонстрировать свое искусство, и даже если удача никак не повлияет на ход финальной игры в бильярд в четвертом раунде, может статься, что среди всех участников состязания победитель как игрок в бильярд превосходил лишь одного соперника. Таким образом, турнир будет иметь интересный исход только в случае соблюдения некоторой степени единообразия в условиях состязаний.

Но должен ли турнир – или какой-либо алгоритм – приводить к интересному результату? Нет. Алгоритмы, о которых мы обычно рассуждаем, практически всегда имеют такие результаты, и именно потому привлекают наше внимание. Но процедура не перестает быть алгоритмом лишь потому, что не приносит кому-либо пользы и не имеет потенциальной ценности. Возьмем, к примеру такой турнир с выбыванием, в котором в финал выходят проигравшие в полуфинале. Это – глупое правило, лишающее весь турнир смысла, но и после его введения турнир тем не менее останется алгоритмом. Алгоритм вовсе не обязательно должен иметь смысл или цель. Помимо полезных алгоритмов, позволяющих составлять алфавитные списки, существует несметное количество алгоритмов, позволяющих составлять алфавитные списки с одними и теми же ошибками, и они каждый раз прекрасно срабатывают (если кого-то это интересует). Есть алгоритм (на деле, много алгоритмов) извлечения квадратного корня из любого числа – и есть алгоритмы, позволяющие извлечь квадратный корень из любого числа за исключением чисел 18 или 703. Некоторые алгоритмы достигают столь утомительно нестандартных и бессмысленных результатов, что невозможно вкратце объяснить, для чего они существуют. Они просто раз за разом безошибочно делают то, что делают.

А теперь мы, пожалуй, можем указать на самое распространенное недоразумение, связанное с дарвинизмом: идею, будто Дарвин доказал, что целью эволюции посредством естественного отбора было наше появление. С момента формулировки Дарвином своей теории, люди часто ошибочно пытались истолковать ее, как если бы мы были точкой назначения, целью, смыслом всех отсевов и состязаний, и наше появление на сцене было гарантировано самим фактом проведения турнира. Это заблуждение поощряли как друзья, так и враги эволюции, и оно похоже на заблуждение победителя турнира по бросанию монеты, купающегося в лучах славы и ошибочно убежденного, что, поскольку у турнира должен быть победитель и поскольку он – этот победитель, турнир должен был завершиться его победой. Эволюция может быть алгоритмом, а алгоритмический эволюционный процесс – привести к появлению человека, даже если целью алгоритма не является появление человека. Главный вывод, к которому Стивен Джей Гулд приходит в книге «Удивительная жизнь: сланцы Бёрджеса и природа истории»64 заключается в том, что, если мы «отмотаем жизнь назад» и проиграем ее снова и снова, вероятность Нас как продукта любого иного хода эволюции окажется бесконечно мала. Это – безусловная истина (если под «нами» мы понимаем конкретную разновидность Homo sapiens: бесшерстное, прямоходящее существо, у которого на руках по пять пальцев, говорящее по-английски и по-французски, играющее в теннис и шахматы). Эволюция – это не процесс, целью которого является наше появление, но из этого не следует, что эволюция не является алгоритмическим процессом, в действительности приведшим к нашему появлению. (В десятой главе мы обсудим это поподробнее.)

Эволюционные алгоритмы, безусловно, интересны – по крайней мере, для нас – не потому, что нам интересен их неизбежный результат, но потому, что они неизбежно склонны производить то, что нам интересно. В этом смысле они напоминают состязания в мастерстве. Способность алгоритма приводить к чему-то интересному или ценному вовсе не сводится к тому, что, как можно доказать математически, алгоритм надежно производит, и это особенно верно в отношении эволюционных алгоритмов. Как мы увидим, большинство споров о дарвинизме сводится к разногласиям относительно степени действенности конкретных постулированных эволюционных процессов – могут ли они за определенное время привести к тому или иному результату? Обычно речь идет об исследовании допустимых, или возможных, или вероятных результатов эволюционного процесса, и лишь косвенно – его неизбежных результатов. Сам Дарвин своей формулировкой подготовил для этого почву: его идея – утверждение о том, к чему процесс естественного отбора «неоспоримо» будет «склонен» приводить.

Все алгоритмы неизбежно производят то, что производят, но это вовсе не обязательно должно быть нечто интересное; некоторые алгоритмы неизбежно склонны (с вероятностью p) нечто производить – это нечто может вызывать (а может и не вызывать) интерес. Но если неизбежный результат выполнения алгоритма не должен ни в каком смысле быть «интересным», как мы будем отличать алгоритмы от остальных процессов? Не будет ли любой процесс алгоритмом? Является ли алгоритмическим процессом набегание волны на берег? Является ли алгоритмическим процессом высыхание на солнце глины обмелевшего русла реки? Ответ состоит в том, что у этих процессов могут быть особенности, которые можно наилучшим образом оценить, если мы будем рассматривать их как алгоритмы! Возьмем, к примеру, вопрос о том, почему песчинки на пляже так схожи между собой размерами. Это происходит благодаря естественному процессу сортировки, возникающему в результате постоянного перекатывания песчинок прибойной волной – так сказать, широкомасштабное построение алфавитного списка. Трещины, появляющиеся на высушенной солнцем глине, проще всего объяснить, рассматривая последовательности событий, не слишком сильно отличающиеся от последовательности раундов турнира.

Или возьмем процесс прокаливания металла с целью закалки. Есть ли на свете процесс более физический и менее связанный с «цифровыми технологиями»? Кузнец раз за разом раскаляет металл и позволяет ему остыть, и каким-то образом тот в результате становится прочнее. Каким образом? Как мы можем объяснить это волшебное превращение? Порождает ли жар особые вязкие атомы, укрепляющие поверхность? Или он вытягивает из атмосферы субатомный клей, связывающий воедино все атомы железа? Нет, ничего подобного. Правильное объяснение дается на алгоритмическом уровне: по мере того как металл, остывая, вновь отвердевает, одновременно во множестве точек начинается процесс его укрепления, в ходе которого формируются кристаллы, которые срастаются, пока не образуют единое целое. Но когда это случается впервые, расположение отдельных кристаллических структур не является оптимальным – они слабо связаны друг с другом, с большим количеством точек напряжения и деформации. Если нагреть металл снова (но не расплавить), эти структуры отчасти разрушатся, так что при последующем охлаждении разрушенные фрагменты иначе соединятся с более прочными. Можно математически доказать, что с каждой итерацией прочность металла будет возрастать, приближаясь к наилучшей или прочнейшей единой структуре – при условии соблюдения правильных параметров нагрева и охлаждения. Эта процедура оптимизации так действенна, что вдохновила создание особого способа решения задач в информатике – «метода имитации отжига», который не имеет ни малейшего отношения к металлам или нагреву, а представляет собой алгоритм, при реализации которого компьютерная программа раз за разом выстраивает, демонтирует и заново выстраивает структуру данных (например, другую программу), двигаясь ощупью к более совершенной – более того, оптимальной – версии65. Это было одним из важнейших открытий, приведших к созданию «машин Больцмана», «сетей Хопфилда» и других схем поиска допустимых решений, являющихся основой коннекционной или нейросетевой архитектуры искусственного интеллекта66.

Если вам хочется понять принцип действия прокаливания в металлургии, нужно, разумеется, познакомиться с физикой всех сил, действующих на уровне атомов; отметим, однако, что приблизительное понятие о том, как работает прокаливание (и в особенности почему оно работает), можно составить и не входя в эти подробности – в конце концов, я только что объяснил это в простых словах (а я физики не знаю!). Объяснить, что такое прокаливание, можно в терминах, не привязанных к металлургии: следует полагать, что некой оптимизации подвергнется любой «материал», состоящий из компонентов, которые сочленяются в ходе некоего производственного процесса и могут быть впоследствии, при изменении одного общего параметра, разъединены и т. д. Этот принцип является общим для процессов, происходящих в добела раскаленном бруске стали и гудящем суперкомпьютере.

Идеи Дарвина относительно действия естественного отбора также можно абстрагировать от их биологического субстрата. В самом деле, как мы уже показали, у самого Дарвина были лишь слабые (и в конечном счете неверные) подозрения относительно того, как осуществлялись идущие на микроуровне процессы передачи генетической информации потомству. Ничего толком не зная о физическом субстрате, он тем не менее мог понять, что, если каким-то образом выполняются определенные условия, воспоследуют определенные результаты. Это безразличие к материалу было необходимо, чтобы основное открытие Дарвина могло как пробка качаться на волнах последующих исследований и споров, участники которых со времен Дарвина совершили своеобразный интеллектуальный кульбит. Как мы отметили в предыдущей главе, Дарвин так никогда и не набрел на абсолютно необходимую идею гена, но тут на сцену вышел Мендель с понятием, которое обеспечивало как раз ту структуру, которая была нужна для того, чтобы процесс наследования можно было интерпретировать математически (и разрешить неприятную дарвиновскую проблему смешанного наследования). И затем, когда ДНК была идентифицирована как конкретный физический носитель генов, поначалу казалось (и до сих пор кажется многим участникам), будто бы гены Менделя можно просто идентифицировать как конкретные фрагменты ДНК. Но потом начали возникать сложности; чем больше ученые узнавали о молекулярной биологии ДНК и ее роли в размножении, тем яснее становилось, что менделевская история является, в лучшем случае, серьезным упрощением. Звучали даже заявления о недавнем открытии, будто никаких менделевских генов не существует! Вскарабкавшись по лестнице Менделя, ныне мы должны ее отринуть. Но, конечно же, никому не хочется выбрасывать столь ценный инструмент, который все еще ежедневно доказывает свою полезность при решении сотен научных и медицинских проблем. Решение состоит в том, чтобы продвинуть Менделя на уровень дальше и объявить, что он, как и Дарвин, уловил абстрактную истину о наследственности. Если нам так захочется, мы можем говорить о виртуальных генах, представляя себе, что их реальность распределена в конкретном веществе ДНК. (Существует множество доводов в пользу такого подхода, о чем я скажу ниже, в пятой и двенадцатой главах.)

Но, возвращаясь к поднятому ранее вопросу, существуют ли хоть какие-то критерии, позволяющие отделить алгоритмические процессы от прочих? Полагаю, что нет; если вам угодно, на абстрактном уровне любой процесс можно рассматривать как алгоритмический. И что же? Лишь некоторые процессы приводят к интересным результатам, когда вы рассматриваете их как алгоритмы, но не следует пытаться определять «алгоритм» так, чтобы включить в это множество только интересные (это чрезмерно трудная философская задача!). Проблема решится сама собой, ибо никто не станет тратить время на исследование алгоритмов, не являющихся по той или иной причине интересными. Все зависит от того, что именно требует объяснений. Если вам кажутся загадочными сходство песчинок или закалка клинка, алгоритмическое объяснение удовлетворит ваше любопытство – и будет истинным. Другие интересные черты тех же явлений или породивших их процессов могут потребовать объяснений другого рода.

Итак, вот в чем опасная идея Дарвина: алгоритмический уровень является тем уровнем, на котором дается лучшее объяснение скорости бега антилопы, крыльям орла, форме орхидеи, разнообразию видов и всем другим удивительным чудесам мира природы. Сложно поверить, что что-то столь бездумное и механическое, как алгоритм, могло создать что-то столь поразительное. Сколь бы эффектными ни были творения алгоритма, базовый процесс всегда представляет собой всего лишь ряд по отдельности бессмысленных шагов, которые следуют друг за другом без помощи какого-либо разумного надзирателя; эти шаги – по определению «автоматические», они представляют собой действие автомата. Они обусловлены друг другом или слепым случаем – тем, как кости лягут, если угодно, – и больше ничем. Плоды большинства знакомых нам алгоритмов довольно скромные: они позволяют делить в столбик, составлять алфавитные списки или рассчитывать доход среднего налогоплательщика. Более изощренные алгоритмы порождают броскую компьютерную графику, которую мы ежедневно видим на телевизионном экране, преображая лица, создавая стаи катающихся на коньках белых медведей, воспроизводя целые виртуальные миры, населенные существами, которых раньше никто не видел и вообразить себе не мог. Однако настоящая биосфера остается на много порядков более причудливой. Может ли она быть результатом всего лишь каскада алгоритмических процессов, обусловленных случайным стечением обстоятельств? И если так, кто создал этот каскад? Никто. Он сам является продуктом слепого, алгоритмического процесса. Как писал об этом сам Дарвин в письме к геологу Чарлзу Лайелю вскоре после публикации «Происхождения видов»: «Я и ломаного гроша не дам за теорию естественного отбора, если ей на одной из стадий потребуется чудо <…> Если бы я убедился, что теории естественного отбора требуется такое дополнение, я б с отвращением ее отбросил…»67

Итак, согласно Дарвину, эволюция – алгоритмический процесс. Такое утверждение остается дискуссионным. Одно из противостояний в эволюционной биологии возникает там, где одни без устали тянут, тянут, тянут канат в сторону алгоритмической интерпретации, а другие по разным невысказанным причинам им мешают. Выглядит это так, как если бы существовали металлурги, неудовлетворенные алгоритмическим объяснением прокаливания. «То есть больше там ничего не происходит? Никакого субмикроскопического суперклея, специально созданного процессом нагревания и охлаждения?» Дарвин убедил всех ученых, что, подобно прокаливанию, эволюция работает. Его радикальные представления о том, как и почему она работает, до сих пор подвергаются разного рода критике – в основном потому, что его противники могут смутно догадываться, что их атаки – часть более масштабной кампании. Если битва за эволюционную биологию проиграна, то чем закончится война?

ГЛАВА 2: Дарвин решительно доказал, что, в противоположность давней философской традиции, виды не являются вечными и неизменными; они эволюционируют. Было доказано, что происхождение новых видов – результат «наследования с изменением». Менее убедительной оказалась введенная Дарвином идея о том, как происходит процесс эволюции: посредством бессмысленного, механического – алгоритмического – процесса, названного им «естественным отбором». Идея, что все плоды эволюции можно назвать результатами алгоритмического процесса, и есть опасная идея Дарвина.

ГЛАВА 3: Многие, включая Дарвина, смутно догадывались, что его идея естественного отбора обладала революционным потенциалом, но какого именно господина ей предстояло свергнуть? Ее можно использовать, чтобы разрушить и выстроить заново традиционную структуру Западной мысли, которую я называю Лестницей творения. Это дает новое объяснение происхождению (посредством постепенной аккумуляции) всего Замысла вселенной. Со времен Дарвина мишенью для скептиков стало его неявное утверждение, что, несмотря на их фундаментальную бессмысленность, разнообразные процессы естественного отбора являются достаточно действенными, чтобы привести к воплощению замысла, явленного в мире.