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

далеко идущими последствиями. Его можно сформулировать иначе: «Локальная информация способна приводить к глобальной мудрости». Основным механизмом роевой логики является взаимодействие между соседними муравьями на местности: муравьи натыкаются друг на друга или на феромонные следы друг друга, патрулируя территорию вокруг гнезда. Добавление муравьев в общую систему порождает больше взаимодействий между соседями и, как следствие, позволяет самой колонии эффективнее решать проблемы и саморегулироваться. Если бы соседние муравьи не сталкивались друг с другом, колонии были бы просто бессмысленным скопищем отдельных организмов — роем без логики.

*   *   *

Колонии муравьев-жнецов Гордон таят в себе еще одну загадку. Даже если мы понимаем, как локальные взаимодействия могут приводить к глобальному решению задач, у нас все еще нет ответа на вопрос, как колонии развиваются со временем. Это один из тех научных вопросов, которые никому не приходило в голову задать, потому что само явление оставалось незамеченным. А незамеченным оно оставалось потому, что люди думали о муравьях — и наблюдали за ними — в неверном масштабе. До недавнего времени энтомологи изучали поведение колоний «моментальными снимками», исследуя конкретное гнездо в течение нескольких дней или месяцев, а затем переключаясь на другие гнезда или возвращаясь в лабораторию. Но успешные колонии могут жить до пятнадцати лет — таков срок жизни откладывающей яйца царицы, чья гибель знаменует собой окончательную смерть и самой колонии. Энтомологи смотрели на отдельные колонии в масштабе недель или месяцев. Но чтобы понять, как развиваются колонии, нужно было работать в масштабе десятилетий.

В середине восьмидесятых, когда она только начинала полевые исследования в Аризоне, Гордон сделала смелую научную ставку, которая в ретроспективе оказалась гениальной: она решила отслеживать отдельные колонии из года в год, наблюдая за ними от самого рождения в конце успешного брачного полета до пятнадцатилетнего старения. Примерно через полдесятилетия работы над этим трудоемким проектом начали поступать первые результаты, и они оказались поразительными. Подобно покадровой съемке вьющейся вокруг ветки лозы, исследование Гордон изменило наши представления о муравьях, изменив временной масштаб, в котором мы их воспринимали. За пятнадцать лет своего существования колонии проходили через четко выраженные фазы младенчества, отрочества и зрелости. «Я никогда не думала об этом и ничего об этом не читала, потому что без долгосрочных данных никто толком не знает возраста своих колоний, — говорит она сейчас. — И только когда я стала наблюдать за одними и теми же колониями из года в год и смогла подсчитывать их возраст, я начала замечать, что молодые колонии более активны». По мере продолжения наблюдений обнаружился целый ряд различий между колониями разного возраста, различий, которые странным образом напоминали другие циклы развития в животном мире.

Во-первых, молодые колонии более непостоянны. «Я проводила эксперименты, имитирующие изменения в окружающей среде, с которыми колония обычно сталкивается, — например, изменение доступности пищи, — рассказывает мне Гордон. — Если я провожу один и тот же эксперимент неделю за неделей со старыми колониями, я получаю одинаковые результаты: они реагируют одинаково раз за разом. Если же мы проводим тот же эксперимент неделю за неделей с молодой колонией, она на этой неделе отреагирует одним образом, а на следующей — другим. Таким образом, молодые колонии более чувствительны к любым отличиям этой недели от предыдущей».

— Типичные подростки, — смеюсь я.

— Возможно, — улыбается она. — И еще одна вещь, которая, пожалуй, еще более характерна для подростков, — это разница в том, как старые и молодые колонии реагируют на своих соседей. Соседние колонии муравьев-жнецов сталкиваются, когда зоны активности их фуражиров пересекаются и они ищут пищу в одних и тех же местах. Если старые колонии встретят соседа в один день, то на следующий они скорее повернут назад и пойдут в другую сторону, чтобы избежать встречи. Молодые же колонии гораздо более упорны и агрессивны, хотя они и меньше по размеру. Так что они встречаются в один день и возвращаются на то же место на следующий — даже если им придется драться.

Циклы развития колоний интригуют уже сами по себе, но обратите внимание на еще один факт: в то время как вся колония в целом развивается и адаптируется на протяжении пятнадцати лет, составляющие ее муравьи живут не дольше двенадцати месяцев. Действительно, несчастные самцы, которые появляются всего раз в год для брачного полета, живут всего один день. (Их жизнь настолько коротка, что естественный отбор даже не потрудился снабдить их челюстями для еды, ведь они просто не успевают проголодаться.) Только царица живет дольше года, но она не делает ничего, кроме откладывания яиц, и совершенно не участвует в деятельности рабочих муравьев на местности. По мере развития колония становится более стабильной и менее порывистой, и все же население колонии каждый год обновляется с нуля. Как у целого может вырабатываться жизненный цикл, если его части столь недолговечны?

*   *   *

Не будет ошибкой сказать, что понимание эмерджентности начинается с разгадки этой головоломки. Сохранение целого во времени — глобальное поведение, которое переживает любую из своих составных частей, — это одна из определяющих характеристик сложных систем. Поколения муравьев приходят и уходят, но сама колония зреет, становится более стабильной, более организованной. Разум, естественно, пасует перед этой смесью постоянства и нестабильности. Мы можем понять это, когда натыкаемся, скажем, на тюдоровский дом в Котсуолдсе, в котором каждая доска, балка и кирпич были заменены по крайней мере один раз за время его существования, потому что эти кирпичи заменяются «главными планировщиками»: ремесленниками или жильцами, которые знают, как должен выглядеть сам дом, и намеренно следуют первоначальным чертежам. Муравьиные колонии Гордон больше похожи на дом, который автоматически меняет свою кожу раз в год, без чьей-либо помощи. Или даже лучше, учитывая, что муравьиные колонии со временем становятся более прочными, это похоже на дом, в котором через пять лет спонтанно появляется более надежная система теплоизоляции, а через десять вырастает новый гараж.

Муравьиная колония может поражать нас своей способностью расти и развиваться, избавляясь от целых поколений рабочих муравьев, но, как оказывается, мы не так уж сильно отличаемся от общественных насекомых, таких как муравьи, термиты или пчелы. Как отмечает научный писатель Мэтт Ридли: «Отношения между клетками тела действительно очень похожи на отношения между пчелами в улье. Предки ваших клеток когда-то были отдельными сущностями, и их эволюционное „решение“ сотрудничать, принятое около шестисот миллионов лет назад, почти полностью эквивалентно такому же решению, принятому, возможно, пятьдесят миллионов лет назад общественными насекомыми, сотрудничать на уровне организма; близкие генетические родственники обнаружили, что могут размножаться