Закон лезвия бритвы (часть 1)

Творчество природы и людей начинается с создания разнообразных сочетаний из того материала, который оказывается «под рукой». Все вместе — это путь к совершенству. Но достижимо ли оно? Об  этом  идет  речь  в  статье.

Еще далекий наш предок, засучив рукава, принялся за оборудование планеты. Чего не успел — завещал потомкам. Мы и сейчас с неослабевающим энтузиазмом занимаемся этим, да что-то, к сожалению, довольно часто получается невпопад. Мы оборудуем, а природа переоборудует по-своему, как будто назло. Похоже, чего-то не учитываем, каких-то правил игры не соблюдаем. Скорее всего, это правила, которые современная наука называет законами поведения сложных систем. К сложным относят системы окружающей природы, так же как и хозяйства, как наш собственный организм и психику.
Представление о сложных системах связано в истории науки с именами А. А. Богданова, Норберта Винера, Людвига Берталанфи. От них по эстафете передалось нам убеждение, что существуют также и специальные, этим системам присущие закономерности или. может быть, законы. К ним нельзя отнести привычное сочетание «законы природы», так же как и «законы общественного развития», потому что они распространяют свое действие и на живую клетку, и на автоматическую систему управления, и на некоторые стороны жизни человеческого общества и даже на наше мышление. Скорее всего, их можно назвать законами саморегулируемых и самоорганизующихся систем. Они еще не отстоялись, сформулированы лишь как принципы или как гипотезы, но есть надежда, что со временем и они найдут свою чеканную форму подобно, например, законам Ньютона.
Одно из проявлений саморегулирования сложных систем — постоянная подстройка к меняющемуся состоянию окружающей среды. К температуре среды подстраивается скорость химических реакций в организме. Торговая сеть должна оперативно реагировать на изменения спроса на товары. Подстройка может происходить и вполне автоматически. Для самоорганизующихся и саморегулируемых систем    это    настолько   обычная    вещь, что, возможно, со временем будет сформулирован, наряду с законом необходимого разнообразия и принципом обратной связи, какой-нибудь «закон оптимума» или «закон лезвия бритвы». О поисках оптимума и пойдет речь ниже.

О совершенстве

С одной стороны, представление о жизни не отделимо от мысли о стремлении к совершенству. Неважно, удается этому стремлению в действительности проявиться в полной мере или только отчасти.
Вся история эволюции жизни — разве не стремление к совершенству? Все несовершенное обречено, все уцелевшие — это лауреаты бесконечной цепи конкурсов, на которых победителям вместо золотых медалей преподносят жизнь. А модели тракторов, станков, проекты зданий, прежде чем воплотиться в металл и бетон, разве не проходят жесточайшую проверку на «жизнеспособность», разве не конкурируют со множеством подобных себе претендентов на высший приз? Способы отбора и оценки могут быть совершенно не похожими один на другой, но лозунг везде один: даешь совершенство! Может быть, погоня за идеальной, наилучшей организацией системы — закон развития материи? Но копнем с другой стороны.

О несовершенстве

С другой стороны, все живое несовершенно.
Чарлз Дарвин хорошо сознавал, что естественный отбор не спас организмы человека, животных, растений от множества недостатков. Например, изучая глаз как физический прибор, инженеры могут сделать целый ряд замечаний о том, как можно было бы сделать- его более надежным, более гибким для работы в разнообразных условиях.
Проблема «недоделок» в человеческом организме сильно занимала И. И. Мечникова. Десятки несовершенств, бесполезных, а подчас и вредных механизмов и органов удалось ему обнаружить в нашем теле. Мысль прославленного русского дарвиниста пошла дальше объяснения, данного учителем. Да, эволюция повинна в том, что собственное тело часто не обеспечивает нам нужного комфорта. Но ведь внешняя среда меняется, и сами живые существа все больше этому способствуют. Так может ли тяжелая баржа эволюции успеть отреагировать на бесчисленные изгибы русла великой реки жизни? Остатки шерстного покрова на теле человека, аппендикс, с которым у многих из нас связаны не самые приятные воспоминания, мышцы, двигающие ушами и кожей головы,—. да мало ли таких атавизмов!
Итак, первое сомнение в том, что идеал будет когда-нибудь достигнут: эволюция не успевает полностью выполнить свою задачу. Как, впрочем, нередко не успеваем и мы. Здания, станки, автомобили новейших марок, когда они прошли проектирование, утверждение, созданы и отданы на суд потребителей, часто соответствуют вчерашним потребностям, устаревшим конструкторским решениям. Структура старых городов — это геологические напластования вчерашних, позавчерашних и вовсе уж позабытых форм жизни, ценностей, окаменевших взлетов мысли.
Итак,   вечная   погоня  за  совершенством наталкивается на препятствие в виде недостаточной скорости изменений живых систем. А нельзя ли увеличить скорость? Оказывается, чтобы повысить скорость эволюции, нужно повысить разнообразие. А здесь развивающиеся системы попадают как бы в тиски.

Неизбежность разнообразия

Одно из крупнейших открытий И. И. Шмальгаузена, выдающегося советского биолога,— два типа естественного отбора, противоположных по своему характеру. Отбор стабилизирующий действует в тех случаях, когда внешние условия остаются неизменными. Вот где может быть достигнута полная гармония организмов друг с другом и с окружающей средой! Вот путь к совершенству! Однако мы знаем, что не меняющиеся со временем условия — всего лишь временное затишье на берегу вечно бурлящего моря. Если же среда меняется, то вечный двигатель отбора (второго типа) — ведущего отбора — постоянно занят подтягиванием видов растений и животных к новым условиям. Но ведь отбор появляется, только когда есть из чего отбирать. Когда перед беспристрастным судом эволюции выстраиваются не близнецы, в точности подобные друг другу, а разные формы, пусть и относящиеся к одному и тому же виду. И если сегодня одна группа форм оказывается счастливчиками, сохраненными для продолжения нити жизни, то по мере перелистывания календаря выходят в победители другие группы, случайно оказавшиеся более приспособленными к изменившимся условиям. Значит, для того чтобы вид не исчез, он должен вместе с удачно сконструированными потомками плодить и заведомый «брак», в подавляющем большинстве случаев обреченный на уничтожение. Иначе нет никакой надежды, что в изменившихся условиях кто-то из «неудачников» неожиданно выйдет победителем. Задачу порождения «неудачников» решает в мире живых организмов механизм мутаций — причина создания «ошибочных», неточных копий родительского организма.
Может, однако, закрасться мысль, что плата за такую «страховку» очень уж высока. Сколько энергии, с таким трудом добытой, пропадает для вида бесследно, когда, скажем, какой-нибудь гриб миллионными тиражами «штампует» и выбрасывает буквально «на ветер» свои споры.
Вероятно, жизнь, пока она не достигла определенного уровня совершенства, не имеет другого выхода, как поддерживать себя с помощью безмерного расточительства. Но на каком-то этапе эволюция «изобрела» способ расходовать запасы живой материи более экономно. Была запатентована система, способная моделировать окружающую действительность,— мозг. Теперь часть работы по созданию множества вариантов с «ошибками» оказалось возможным переложить на биологический компьютер.
Конечно же, такой преобразованный естественный отбор в полной мере используем мы, люди. Не тем ли отличается «умный» от «дурака», что первый способен навыдумывать больше модельных ситуаций, более необычных, оригинальных, и из них выбрать лучшую? Создание моделей и отбор — это наша повседневная работа, наша жизнь,— от самых простых решений до ответственнейших. Сотни вариантов какого-нибудь видеомагнитофона проектируются, чтобы выбрать для производства единицы. Десятк-и вариантов географического размещения КАМАЗа были рассмотрены экспертами и обсчитаны экономистами, чтобы найти оптимальный.
Да, отсутствие разнообразия смертельно. Но чрезмерное разнообразие может еще быстрее привести к летальному, как говорят медики, исходу. Когда в потомстве какого-то вида животных слишком большой процент начинают занимать экземпляры с сильными отклонениями от нормы,— это признак вырождения. Биологи говорят в таких случаях о накоплении генетического груза. В какой-то момент такой вид станет давать потомков меньше, чем было родителей,— и кривая численности роковым образом поползет к нулю. Это и получается, когда подопытных мушек-дрозофил или белых мышей подвергают радиоактивному облучению.
Выходит, наше спасение в компромиссе между разнообразием и однообразием. В золотой середине, в том самом лезвии бритвы, на котором надо удержаться, не свалившись. С одной стороны, способность к быстрым изменениям на крутых поворотах истории, но непомерно большой расход ресурсов. С другой стороны,— очень экономное хозяйство, но слишком уж негибкое. Заметьте: одно совершенство — максимальная приспособленность к окружению — вступило в противоречие с другим — максимальной экономичностью. Вот причина, почему никогда не удастся достичь ни полного соответствия строения системы окружающим условиям, ни ее идеальной экономичности.
Хорошо, пусть так. Но не значит ли это, что надо попросту по-другому определить, что такое совершенная система? Ведь если найти наилучшее сочетание экономичности и приспособленности, которое обеспечит самую высокую вероятность сохранения систем в ходе отбора, то такая конструкция и будет   идеальной,   к   которой   следует стремиться. Может быть, достижение этого образца становится делом реальным? Посмотрим.

Продолжение статьи - читать.