Эмерджентность: Связанная жизнь муравьев, мозга, городов и компьютерных программ - Стивен Джонсон

мы начинаем мыслить категориями систем «снизу вверх». Подобно метафорам часовщика в эпоху Просвещения или диалектической логике в девятнадцатом веке, эмерджентное мировоззрение принадлежит нашему времени, формируя наши мыслительные привычки и окрашивая наше восприятие мира. По мере того как наша повседневная жизнь все больше наполняется искусственной эмерджентностью, мы будем все чаще ловить себя на том, что полагаемся на логику этих систем — как в корпоративной Америке, где «интеллект снизу вверх» начинает вытеснять «управление качеством» в качестве главного лозунга дня, так и в радикальных антиглобалистских протестных движениях, которые явно моделируют свои распределенные структуры, лишенные лидеров, по образцу муравьиных колоний и слизевиков. Бывший вице-президент Эл Гор и сам является приверженцем теории сложности и может часами рассуждать о том, как парадигма «снизу вверх» способна помочь переосмыслить государственное управление. Спустя почти два века после того, как Энгельс пытался осмыслить призрачную упорядоченность улиц Манчестера, и через пятьдесят лет после того, как Тьюринг размышлял над загадкой цветения, круг наконец замкнулся. Наш разум, возможно, и устроен так, чтобы искать тех, кто задает ритм, но мы неуклонно учимся мыслить снизу вверх.

Моделирование слизевика в StarLogo (любезно предоставлено Митчем Резником).

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

Пойди к муравью, ленивец,

посмотри на действия его, и будь мудрым.

Нет у него ни начальника, ни приставника, ни повелителя;

но он заготовляет летом хлеб свой,

собирает во время жатвы пищу свою.

— ПРИТЧИ 6:6–8.

2.

Уличный уровень.

Что бы вы ни говорили о глобальном потеплении или Моне Лизе, «Аполлоне-9» или каналах Венеции — человечество на первый взгляд может казаться самым успешным видом на планете, однако у муравьев есть все шансы оспорить это первенство. Если мерить исключительно численностью, муравьи — и другие общественные насекомые, такие как термиты, — доминируют на планете в таких масштабах, что человеческая популяция кажется лишь запоздалой мыслью эволюции. Муравьи и термиты составляют 30 процентов биомассы дождевых лесов Амазонии. Насчитывая почти десять тысяч известных видов, муравьи соперничают с современным человеком по широте своего глобального распространения: единственные крупные участки суши, где нет коренных видов муравьев, — это Антарктида, Исландия, Гренландия и Полинезия. И пусть они еще не изобрели аэрозольные баллончики, муравьи оказывают колоссальное влияние на окружающую среду, перемещая огромные объемы почвы и распределяя питательные вещества даже в самых суровых условиях обитания. Разумеется, у них нет нашего развитого переднего мозга, однако человеческий интеллект — лишь один из критериев эволюционного успеха.

Все это неизбежно порождает вопрос: если эволюция не сочла нужным наделить муравьев вычислительными мощностями человеческого мозга, как им удалось занять столь доминирующее положение на планете? Хотя единого секрета успеха общественных насекомых не существует, коллективный разум колонии как системы определенно сыграл здесь важнейшую роль. Назовем это роевой логикой: десять тысяч муравьев — возможности каждого из которых ограничены скудным запасом феромонов и минимальными когнитивными способностями — сообща решают сложнейшие задачи, гибко приспосабливаясь к обстоятельствам. Находящаяся в полевых условиях колония муравьев-жнецов способна не только определить кратчайший путь к источнику пищи, но и распределить приоритеты между источниками в зависимости от их удаленности и доступности. В ответ на меняющиеся внешние условия рабочие муравьи переключаются со строительства гнезда на сбор корма или на уход за куколками. Их способности к инженерному делу и социальной координации могут показаться поистине жутковатыми — в особенности потому, что ни один конкретный муравей не руководит процессом. Именно эта связь между микро- и макроорганизацией в свое время и побудила Дебору Гордон заняться изучением муравьев. «Меня интересовали системы, в которых отдельные особи, неспособные оценить глобальную ситуацию, тем не менее действуют слаженно и скоординированно», — говорит она теперь. «И им удается этого достичь, опираясь исключительно на локальную информацию».

Локальное оказывается ключевым понятием для понимания силы роевой логики. Мы наблюдаем эмерджентное поведение в таких системах, как муравьиные колонии, когда отдельные агенты системы обращают внимание на своих непосредственных соседей, а не ждут приказов сверху. Они мыслят локально и действуют локально, однако их коллективные действия порождают глобальное поведение. Возьмем, к примеру, взаимосвязь между сбором корма и размером колонии. Колонии муравьев-жнецов постоянно регулируют численность активно фуражирующих особей на основе ряда переменных: общего размера колонии (и, соответственно, количества ртов, которые нужно прокормить); запасов пищи в гнезде; обилия корма в окрестностях; и даже присутствия других колоний поблизости. Ни один муравей не способен оценить какую-либо из этих переменных в одиночку. (Я намеренно использую местоимение «она» — все рабочие муравьи женского пола.) Иными словами, воспринимаемый муравьем мир ограничен уличным уровнем. Здесь нет взгляда на колонию с высоты птичьего полета, нет возможности воспринять систему в целом — и, более того, нет когнитивного аппарата, способного осмыслить подобную картину. «Видение целого» для любого представителя муравьиного племени невозможно ни на сенсорном, ни на понятийном уровне.

Да и вообще в мире муравьев, пожалуй, было бы ошибкой говорить о каком-либо «видении». Хотя некоторые виды муравьев обладают удивительно развитыми органами зрения (у южноамериканского муравья-формицина Gigantiops destructor огромные глаза), в подавляющем большинстве случаев обработка информации у муравьев опирается на химические соединения — феромоны, также называемые семиохимиками из-за того, что они образуют среди муравьев функциональную знаковую систему. Для общения друг с другом муравьи выделяют строго определенный набор химических веществ из ректальных и стернальных желез, а иногда срыгивают частично переваренную пищу. Именно эти химические сигналы и оказываются ключом к разгадке роевой логики. «Вся совокупность имеющихся на сегодняшний день данных, — пишут Э. О. Уилсон и Берт Хёлльдоблер в своем фундаментальном труде «Муравьи», — указывает на то, что феромоны играют центральную роль в организации колоний».

По сравнению с человеческими языками коммуникация муравьев может показаться примитивной — обычно она насчитывает всего десять-двадцать знаков. Общение между рабочими особями в колониях красных огненных муравьев Solenopsis invicta, которых Уилсон активно исследовал в начале шестидесятых годов, опирается на словарь из десяти сигналов, девять из которых основаны на феромонах. (Единственное исключение — тактильный контакт непосредственно между муравьями.) Помимо прочего, эти семиохимические вещества кодируют распознавание задач («я занят сбором корма»); привлечение к следу («еда здесь»); сигнал тревоги («спасайся кто может!»); и некрофорическое поведение («давайте избавимся от этих мертвых товарищей»).

Несмотря на простоту словаря и невозможность сложных синтаксических структур, языку муравьев все же присущи некоторые интригующие особенности, расширяющие его выразительные