По образу и подобию

Первые живые существа на Земле тоже должны были состоять из очень небольшого числа частей. Некоторые из этих частей могли бы, по мнению Джекобсона, нести на себе готовые планы целого организма так же, как несут их тележки А в простейшей форме ВПУ.

По подсчетам ряда ученых получается, что сложность первых живых существ должна была быть примерно того же порядка, что и сложность ВПУ. Словом, в начале эволюции могли, как будто, стоять существа, во многом принципиально схожие с моделями Джекобсона — хотя бы бедностью содержащейся в них информации и способами ее передачи потомству.

Постепенно в процессе эволюции эти существа становились все сложнее.

Ну, а можно ли промоделировать эволюцию?

По кругу

Комочек слизи, плававший в первом Мировом океане, стал предком яблони и морской звезды, червя и стрекозы, подберезовика и человека. Для объяснения всего этого построено учеными, начиная с Дарвина, огромное здание учения об эволюции. Эволюция — по-латыни это означает «развертывание», но обычно употребляется в смысле «развитие». Эволюция живого мира включает в себя как непременное условие борьбу за существование и выживание наиболее приспособленных, то есть естественный отбор.

Из двух оленей, за которыми гонятся волки, погибает менее быстроногий. В угольных районах Англии один вид бабочек за сотню с лишним лет заменил природный свой белый цвет черным: в каждом поколении выживали более темные бабочки, незаметные для своих врагов на фоне угольной пыли. Пещерный медведь — последнее животное, бывшее серьезным противником человека, — погиб в борьбе с новым владыкой мира.

А способность живого существа приспособиться (да простится мне эта тавтология) опирается не только на унаследованные свойства, но и на их случайные изменения, которые тоже могут быть унаследованы. Если эти случайные изменения вредны для организма, он гибнет, не оставив потомства, и вместе с ним исчезают и новые его признаки. Если изменения благоприятны, организм оставляет потомство, обладающее ими, поскольку они наследственны. (Давайте не будем сейчас вдаваться в проблему, как, где и почему закрепляются случайные свойства, дающие живому существу добавочные шансы на сохранение жизни.

Для той модели эволюции, о которой сейчас пойдет речь, это не имеет прямого значения.)

Идею такой модели выдвинул академик В. М. Глушков; осуществили ее его сотрудники А. А. Летичевский и А. А. Дородницына.

Это была проверка возможности переноса в программу вычислительной машины некоторых общих принципов естественного отбора. Ох, до чего длинная фраза! Давайте поговорим покороче и поконкретнее.

В эволюции вида два главных сотрудника — организм и среда. Она на него влияет, он к ней приспосабливается — или гибнет. Внешняя среда, говоря сверхусловно, состоит из пространства, в отдельных местах которого можно добыть пищу. Что же, в кибернетической модели в качестве пространства «представительствуют» 40 взятых на окружности точек. В каждой из них может быть «пища». А может и не быть. Состояние клетки с «едой» обозначается цифрой 1, клетки без еды, естественно, — цифрой 0. Разумеется, состояние клеток можно менять, изымая «пищу» из одних клеток и перенося ее в другие. В конкретных опытах «пища» имелась в 15 клетках, расположенных подряд, и весь этот «пищевой массив» двигался по окружности по часовой стрелке, то есть слева направо, сдвигаясь за единицу времени на один шаг. Только что «пищу» содержали, находились в «состоянии один» точки с № 15 по № 29 — и вот уже «питательными» стали точки с № 16 по 30, ну и так далее. Движение пищи имитирует важнейший двигатель эволюции — изменения внешней среды. А шаги «пищи» становятся единицей времени в этом уж подлинно микромире. В таких «шагах» измеряется и возраст его обитателей — автоматов.

Каждый из них занимает одну из точек «среды», каждый из них знает, есть в этой точке «пища» или нет. Знает он еще и то, есть ли «пища» в обеих соседних точках — слева и справа. Когда в его точке «пища» исчезает (с движением пищевого массива), автомат может перебраться в ту из соседних точек, где она еще есть. А если и по соседству нет пищи? Тогда начинаются ее поиски. Автомат наделен особой таблицей переходов, определяющей направление его движения в этом случае. Безрезультатные поиски «пищи», как и в природе, не могут продолжаться до бесконечности. 16 шагов без поступления «еды», 16 шагов без попадания на точку в состоянии 1 — и судьба автомата решена. Он исчезает с «колеса жизни», погибает. Грустно, конечно. Но… все как на самом деле. И, как на самом деле, не может жить бесконечно даже удачливый автомат, в избытке находящий «пищу». Больше 40 шагов «колеса судьбы» он прожить не может. И тоже исчезает. 40 шагов — период полной смены поколений автоматов. А откуда берется смена старшим? Опять-таки все «как в жизни». Автоматы, которым успело «исполниться» 16 шагов, способны к размножению. Конечно, при условии, если перед совершеннолетием они не голодали больше 7 шагов.