Опубликовано 06 августа 2012 года
Читателям «Компьютерры» объяснять, что такое Технологическая сингулярность, излишне. С легкой руки математика и автора «твердой» научной фантастики Вернора Винджа термин этот, — обозначающий возможную ситуацию, в которой автоэволюция разума породит гиперболическое ускорение научного и технологического развития, — стал широко известен в узких кругах (в которые попадают и сугубо серьезные академические преподаватели истории).
Но вот возможна ли Технологическая сингулярность на самом деле? Не сродни ли она коммунизму, при котором, как объясняли поколениям советских людей, "все источники общественного богатства польются полным потоком и осуществится великий принцип «от каждого — по способностям, каждому — по потребностям». В смысле – «каждому мужику по две бабы, а каждой женщине – любящего и преданного мужа»…
Проверить это позволят рассуждения из области не техники, но экономики. Именно она, в конце концов, определяет все в мире людей. Именно она причина того, что не реют в синем небе сверхзвуковые пассажирские лайнеры, не только технологически возможные, но и когда-то находившиеся в эксплуатации. Да и в Нечерноземье выросло поколение, никогда не видевшее самолета вблизи – времена, когда студенты, сосланные в колхоз, летали на «кукурузнике» за так называемым портвейном в соседний район, канули в Лету…
Так вот – Технологическая сингулярность. Если посмотреть на нее с точки зрения экономики, то мы увидим, прежде всего, поразительно быстрый рост. Так, обратимся к истории нашей страны, и посмотрим, когда такой рост наблюдался? За последние сорок лет XIX столетия объём промышленной продукции увеличился более чем в семь раз. Да и в ХХ веке было неплохо — за первые тринадцать лет объём производства обрабатывающей промышленности увеличился более чем троекратно.
Но, увы, Августейший Венценосец, отрабатывая международные займы (обеспечивающие приток капитала для этого ускоренного развития крестьянской страны) влез в абсолютно не нужную народу России войну с Германией, проливая кровь за Эльзас для галлов и срывая строительство Багдадской дороги для англичан. Война эта была столь малопопулярна, – несмотря на псевдопатриотический угар августа 1914-го, – что в феврале 1917-го не нашлось на Невском батареи трехдюймовок с юнкерской прислугой, да офицера-артиллериста, способного, по образу и подобию Бонапарта у паперти св.Роха, скомандовать ураганный огонь с трубками «на картечь» по праздношатающейся (во время Великой войны!) публике, да тыловикам из Петроградского гарнизона.
В результате славных революционных событий трех последовавших годов объем промышленного производства сократился более чем втрое. НЭП с возвратом товарно-денежных отношений и твердого червонца ситуацию улучшил – в 1926 довоенный уровень был превзойдён в целом по крупной промышленности на 8%, а по выработке электроэнергии (план ГОЭЛРО) на 80%. Но из-за войн и революций вторые тринадцать лет ХХ века были фактически потеряны для экономики…
Так что самая бурная индустриализация была впереди. Началась она с 1928/29 хозяйственного года и велась по программе пятилеток. В результате Советский Союз уже к началу Второй мировой по объёму промышленной продукции вышел на первое место в Европе (хотя технологический и уступая Германии) и на второе в мире. В 1940 валовая продукция промышленности увеличилась по сравнению с 1913 в 7,7 раза, выработка электроэнергии – в 24 раза, добыча нефти – в 3 раза, железной руды – в 3,2 раза, выплавка чугуна – в 3,5 раза, стали – в 4,3 раза, выпуск металлорежущих станков аж в 32 раза.
Как это было достигнуто? Тут сыграли свою роль два фактора. Первый – всеобщий. В индустрию были привлечены колоссальные массы сельского населения. Выросшие в традиционном обществе с почти нулевыми затратами ликвидных денег на воспроизведение рабочей силы (никаких отпусков по беременности и родам, никаких роддомов, самодельная колыбель и игрушки…). С малолетства привычные к тяжелому труду от зари до зари. Именно они и составили после ускоренного обучения армии заводских рабочих. (Сейчас этот этап развития проходит уже не Китай, даже, а Индонезия с Камбоджей…)
Второй фактор – жутковатый. Технологии и оборудования во время первых пятилеток продал Советскому Союзу Запад. И стала эта продажа возможной только благодаря Великой Депрессии – другого покупателя кроме большевиков у буржуев не было. Но эта же экономическая ситуация исключала возможность пользования кредитными инструментами. Нельзя было, – как современной Азии, – привлечь кредиты, вовлечь свое сельское население в индустрию, и вернуть долги с экспорта товаров. Нужно было платить наличными… И взять эти наличные можно было лишь чудовищно ограничив потребление собственного населения.
Экономисты любят делит промышленность на группы "А" и "Б". Производство средств производства и предметов потребления. Вот СССР и бросал все на производство средств производства. (Тут возясь в гараже автор видел фильм НТВ про сына Чикатило – оказывается у выдающегося маньяка был братик, которого в голод забили на мясо для семьи; так это или нет знают телевизионщики…) За индустриализацию было заплачено чудовищным затягиванием поясов. Могло ли быть иначе?
Сослагательного наклонения у истории нет, а выдающийся германский ученый Эрнст Нольте в книге «Европейская гражданская война» пишет, что «Гитлеру пришлось бы прибегнуть к военным средствам по отношению к Советскому Союзу или угрожать ему войной даже в том случае, если бы Россия была демократическим государством или находилась под царской властью»… Так что вопрос, видимо, был в элементарном выживании. Достигнутом ценой чудовищных жертв и лишений.
Но вернемся к Сингулярности. Единственной экономической системой на Земле сегодня является капитализм. А он нуждается в расширенном воспроизводстве. (Именно в этом секрет псевдосоциалистических игр европейцев и заморских демократов – увеличить платежеспособный спрос даже среди откровенно паразитических слоев населения, инфляция и налоги действительно богатых не затрагивают…)
У точных наук есть запреты. Вечный двигатель Первого или Второго рода. Одновременной измерение координата и импульса. Перемещение быстрее света. Так такой запрет есть и у капитализма. Описан он в антикапиталистическом по форме, но архикапиталистическом по сути, «Двадцать четвертом путешествии» Станислава Лема. В нем (пер.Дм.Брускина) знаменитый звездопроходец Ийон Тихий попадает на планету индиотов, где осуществлена тотальная автоматизация.
В результате широкие народные массы «ишачей», лишенных средств к существованию, переработали на красивые кружки, уложенные в не менее красивые узоры, а технологический цикл поддерживали автоматы, одевавшиеся в парчу и атлас, смазывавшие оси косметикой, курили табак и читали книги (видимо бумажные…). Так распорядилась правящая индиотами Машина. Кафкианский абсурд, порожденный (сознательно-литературным!) сведением промышленного производства к товарам группы "Б"…
Стоп! Но ведь мы видели хозяйство, где производство было ориентировано на группу "А". И не в сатирической фантастике, а в нашей собственной истории. И перевес производства средств производства был присущ СССР до самого конца. (Нынешние состояния российских магнатов – суть присвоенные плоды давней индустриализации.)
Но вот возьмем и представим, что развитие технологий позволило оперировать отдельными атомами – разница между группами "А" и "Б" тут исчезнет. Равно как и в случае появления искусственных носителей разума. (Причем не важно – будут они органикой или кремнием; можно ведь представить и живые экскаваторы и бульдозеры, мы говорим чисто об экономике…) И уже сегодня можно представить робота-трейдера, зарабатывающего на валютных курсах, и тратящего свой процент на аренду сервера и новый софт…
Вот сугубо инженерный пример конвергенции. Робот-разведчик Global Hawk летает на двигателе F-137. Который пришел на военную службу с региональных пассажирских машин семейства Embraer ERJ 145, произведенных в Бразилии, и звался в девичестве AE 3007 от Allison Engines… Для сердца самой передовой боевой машины пригодился продукт почти что потребительского класса. А военные требования куда жестче. (Об армейской жизни компьютерной техники и говорить излишне.)
Так что – резюмируем. Развитие технологий создает предпосылки к их конвергенции, исчезновению разницы между «группами». А для искусственного/автоэвлюционировавшего разума продукция группы "А" будет самой что ни на есть потребительской. Итак, к гиперболическому взлету технологий ведут сразу два пути. Искусственный/самосовершенствующийся разум будет развиваться по гиперболе, создавая все усиливающийся спрос на необходимую для этого развития продукцию. Который и послужит локомотивом для прочих отраслей технологии. Такая вот экономика Сингулярности вроде получается.
Кстати, не стоит считать, что приход Сингулярности будет малоприятен для тех, кто не будет в нее включен. Вон, обитающие у подъезда кошки лишены леса и сада, где они могли бы промышлять мышей и птичек. Так они получают в миску сухой корм, и вполне довольны своей участью…
Опубликовано 06 августа 2012 года
Ещё недавно сердца всех любителей космоса трепетали в томительном ожидании посадки Mars Science Laboratory (MSL). Сейчас новый марсоход только начинает своё путешествие по Красной планете, поэтому мы поговорим о чём-то, что было не менее сложным, но теперь уже завершилось, если не полностью, то хотя бы наполовину. В то самое время, когда MSL передаёт свои первые снимки марсианской поверхности на Землю, другой космический аппарат, напротив, покидает исследуемое небесное тело. Зонд Dawn, более года обращавшийся вокруг астероида Веста, с конца июля постепенно по спирали удаляется от него, чтобы к концу августа перестать быть спутником астероида и снова стать самостоятельным членом Солнечной системы.
Веста — первый крупный астероид, исследовавшийся при помощи космического аппарата. Конечно, есть и другие малые планеты, к которым или мимо которых летали зонды. Некоторые из них, например Эрос или Итокава, исследовались весьма подробно, другие просто попадались по дороге к другим целям, однако никогда прежде объектом изучения не становилась «почти планета».
Для начала напомню несколько базовых сведений, чтобы вам самим в Википедии не копаться. Веста — астероид номер 4, последний из «великолепной четвёрки» (Церера, Паллада, Юнона, Веста), открытой в первое десятилетие XIX века. Это единственный астероид Главного пояса, который формально можно наблюдать невооружённым глазом, хотя особо радоваться не стоит: даже во времена противостояний Веста не бывает ярче 5-й величины. А вот для телескопов она оказывается достаточно лёгкой мишенью и одной из немногих малых планет (фактически из тех же четырёх), поверхность которых удаётся хоть как-то разглядеть с Земли. Первую карту Весты с разрешением около 50 км удалось построить уже в середине 1990-х годов — при помощи «Хаббла».
Полсотни километров — не слишком высокая точность для изучения топографии тела, поперечник которого всего на порядок больше. По сути, единственной деталью поверхности Весты, которую удалось достоверно различить на этой карте, оказался вполне ожидаемый крупный ударный кратер.
Ожидаемый, потому что в Главном поясе, да и не только в нём, известно несколько десятков небольших (размером около 10 км и меньше) астероидов, спектральные свойства которых весьма схожи со спектральными свойствами Весты (в честь Весты они названы астероидами V-типа). Сейчас распространено представление о том, что V-астероиды — это обломки Весты, выброшенные с её поверхности в результате столкновения с каким-то другим крупным телом, так что наличие кратера неудивительно.
Скорость выброса оказалась настолько велика, что часть обломков улетела далеко от Весты и попала в резонансные области Главного пояса. Из этих областей возможен переход на орбиты, пересекающие орбиту Земли, поэтому неудивительно, что обломки Весты обнаруживаются не только среди астероидов, но и среди метеоритов. О том, что спектры некоторых метеоритов похожи на спектр Весты, известно с 1970-х годов. По английским названиям основных минералов, входящих в состав этих метеоритов, они называются HED-метеоритами (говардит, эвкрит, или эукрит, и диогенит).
Предполагается, что большинство метеоритов из этого семейства действительно происходит с Весты. Астероиды V-типа и HED-метеориты родственны земным базальтам, поэтому логично предположить, что Веста некогда была расплавлена, подобно большим планетам, и в результате дифференцировалась, то есть разделилась на ядро, мантию и кору. Эвкрит при этом представляет верхнюю кору Весты, диогенит — более глубокие слои коры и верхнюю мантию, а говардит является смесью мелких обломков диогенита и эвкрита.
Основной задачей миссии Dawn на Весте была проверка гипотез о внутреннем строении астероида и о его связи с HED-метеоритами. На аппарате установлено три научных прибора: немецкая камера FC, итальянский спектрометр видимого и ИК-диапазонов VIR и американский спектрометр гамма-лучей и нейтронов GRaND. Камера нужна для фотографирования, спектрометры — для определения химического состава поверхности. Кроме того, по доплеровскому сдвигу несущей частоты можно контролировать траекторию аппарата, определяя гравитационное поле в окрестностях Весты.
Результаты изучения Весты с близкого расстояния практически полностью подтвердили то, что было известно об астероиде до экспедиции. По форме Веста близка к трёхосному эллипсоиду с полуосями 286, 279 и 223 км, то есть она заметно сплюснута в одном направлении. Причиной сплюснутости, вероятно, является тот самый кратер в южном полушарии астероида, который уже увидели с Земли. Но теперь это, конечно, уже не прежнее смутное пятно, а детально исследованная вмятина поперечником около 500 км — размер сопоставим с размером самого астероида! Кратер получил имя Реясильвия, в честь одной из самых знаменитых весталок — Реи Сильвии, матери Ромула и Рема.
Под Реясильвией (как её правильно склонять, интересно?) обнаружился ещё один кратер сравнимого размера, и вот с его именем ситуация уже не столь ясная. По-английски он называется Veneneia, и в Бюллетене планетной номенклатуры сказано, что это имя одной из первых весталок. В наших новостях его тоже начали не задумываясь называть «Вененейя», или «Вененея», но Гугл такого имени весталки не знает.
Я попытался найти более правильный вариант и обнаружил следующую нестыковку: в английских текстах, похоже, используется два варианта написания имени великой девы — Veneneia и Verenia, а русском — один, причём второй. В русском переводе «Сравнительных жизнеописаний» Плутарха написано, что одну из первых весталок звали Веренией. Иными словами, для названия кратера на Весте выбрано написание имени, не имеющее русского аналога. Придётся опять вводить в язык новое слово и называть кратер «Вененея». Иного выхода нет: астрономические имя Верения занято астероидом!
Впрочем, я отвлёкся. Помимо Реясильвии и этой... Вененеи... на Весте много кратеров меньшего размера, вплоть до десятков километров. Однако значительная часть старых кратеров погребена под веществом, выброшенным в результате двух мегастолкновений. Выбросы также привели к тому, что поверхность Весты имеет очень разную яркость — от почти чёрной (альбедо 0.1) до чуть ли не белой (альбедо 0.67).
Изучение движения аппарата показало, что у Весты действительно есть плотное (железное) ядро диаметром около 200 км, то есть Веста и в самом деле дифференцирована. Минеральный состав поверхности оказался в полном согласии с составом HED-метеоритов. Более того, полученные при помощи Dawn карты свидетельствуют, что вблизи Реясильвии поверхность обогащена диогенитом, что вполне естественно: глубинных пород должно быть много именно там, где произошло столкновение.
В целом история Весты выглядит следующим образом. Она образовалась в первые миллионы лет существования Солнечной системы и провела молодость в расплавленном состоянии за счёт распада радиоактивных алюминия и железа. В период существования «океана магмы» произошло разделение астероида на каменную оболочку и железное ядро. Затем Веста остыла и провела остаток жизни в спокойствии, которое дважды прерывалось сильнейшими столкновениями. Они заметно изменили форму астероида, но не смогли его разрушить. По всей видимости, судьба других дифференцированных протопланет оказалась не столь счастливой, поэтому до наших дней сохранилась лишь одна из них.
Когда читаешь статьи с описанием результатов изучения Весты, возникает впечатление, что ничего особо нового мы при помощи аппарата Dawn не узнали. Подтверждён размер, подтверждено наличие кратера, подтверждён минеральный состав... Спрашивается, стоило ли туда лететь? Но тут важно помнить, что Веста — лишь первая часть экспедиции. Участники проекта сравнивают её с Розеттским камнем. Знания о свойствах этого астероида даны нам на двух языках: на языке фотографий и спектров и на языке непосредственного изучения вещества, бывшего некогда частью Весты. Следующая цель Dawn — Церера, и там возможности для такого сопоставления уже не будет. Про Цереру мы почти всё будем узнавать в первый раз.
Опубликовано 07 августа 2012 года
Если бы голубоглазый демон вдруг взял да и предложил мне: «Выбирай! Хочешь — станешь олимпийским чемпионом, хочешь – нобелевским лауреатом. Если в этой жизни не складывается, биография не позволяет – организуем в параллельной. Всё честь по чести, без примечаний невидимым шрифтом», — я бы долго не раздумывал. В силу равноудалённости от обеих наград я, смею думать, человек беспристрастный. Изведал цену многому. И потому сразу же, без трёх минут на раздумья и совет с женой, выбрал бы олимпийское золото.
Отчего ж так? По деньгам, будем считать, награды равны, да и что деньги, стыдно даже упоминать про деньги. Любой чиновник чуть выше среднего за год собирает больше (я написал «собирает» и прошу обойтись без расширительных толкований). По славе равнять тоже смысла нет. Кто из мужчин стал олимпийским чемпионом Пекинской олимпиады в беге на три тысячи метров с препятствиями (именно эту медаль я бы выбрал у демона)?
А кто стал нобелевским лауреатом по литературе две тысячи восьмого года? Напомню: Бримин Кипрон Кипруто и Жан-Мари Гюстав Леклезио. А теперь честно, без подглядывания в электронных справочниках, ответьте: кто бегун, а кто писатель? И если о бегуне провинциалу позволительно и не знать, на стадионах Великой Гвазды он появляется редко, до сегодняшнего дня и вовсе ни разу, то вот писателя мы, люди самые когда-то читающие, до сих пор вспоминающие о великой роли, предуготовленной русской интеллигенции в мировой битве Добра и Зла (я – обычно после пятой рюмки, правда, последние годы ограничиваюсь тремя, и то с поводами туго), должны знать если не в лицо, то по книгам. У кого что на полках есть? Нобелевского лауреата по литературе? Две тысячи восьмого года? Только правду, одну правду!
То-то.
То есть обольщаться насчет значимости, ценности для потомков и прочую мраморную слизь не буду.
Почему же тогда олимпийская медаль?
А потому, что на виду у всех получена. И правила, как её получить, ясны и понятны. По крайней мере, теоретически. Пробежал быстрее всех – чемпион. Прыгнул выше всех – чемпион. Одолел всех на ринге – чемпион. Всё наглядно, всё неоспоримо. Правда, в век всеобщего соблюдения права троллей на кормление непременно найдутся сторонники того, что медаль неправильная: одного соперника-де дисквалифицировали, другой просто заболел, а у судьи секундомер подкупленный, но троллей я вынесу за скобки. О них в другой раз: теперь, после Норвегии, я по троллям специалист и хочу поведать о них нечто нетривиальное. Но потом.
А вот лауреат в области литературы… Тут убедить человека, что премия вручена достойнейшему, куда сложнее. Думаю, даже невозможно в принципе. Разве что прямо сказать, что Нобелевская премия есть не оценка достижения, а просто подарок: кого люблю, тому дарю. Действительно, разве Алданов, Набоков или Толстой (хотите – Лев Николаевич, хотите – Алексей Николаевич) уступают в литературном отношении, к примеру, Бунину или Солженицыну? Специально беру писателей, которых можно читать без перевода.
А физика, химия... Где уж понять, кто есть кто? Добро ещё, если исследование нашло прикладное применение, как пенициллин, а если речь идёт о теории рулеточной вселенной? О признании обвиняемого, как царицы доказательств? За признание не Нобелевскую премию давали, но тоже изрядно. Не буду касаться того, что формула известна давно, а Вышинский ею лишь руководствовался, и то на практике, в теории же отрицал. Важнее другое: почему «признание» – королева? «Признание» – слово среднего рода!
И потому сетовать на то, что футбол собирает большую телеаудиторию, нежели школьные олимпиады по математике, вряд ли уместно. Обывателю достаточно просто сообразить, кто лучше играет в футбол. Кто больше голов забил, тот и лучше. А с математикой иначе. И понятно, почему такой нелюбовью пользуется счет «ноль-ноль». Действительно, определи, кто лучше!
А очень хочется определять. Подсчитывать. Взвешивать. Первые полетели в космос – молодцы! Наш сорок витков вокруг планеты совершил, американец двадцать пять – наш лучше. Американцы до Луны долетели и вернулись, а мы… Да, это уже не то…
С тех пор, как сравнивать в космосе нам стало нечего, интерес к пилотируемой космонавтике резко упал. Ну, летают, кружатся десятилетиями, а толку? Чем-то это даже стало напоминать мавзолей Ленина: мол, великий эксперимент идёт, очень великий, но никто не говорит, в чём смысл эксперимента.
А ведь от сравнений нас, похоже, действительно потихоньку отучают. Мол, не победа главное, а участие, мы хороши тем, что мы такие, и нечего лезть вперёд, толкаться, давайте отойдём на обочину и полюбуемся цветочками. Не нужно сравнивать пенсии в евро, а пособия в долларах. Мы – другие.
Но вряд ли так уж другие. И на обочине ничего хорошего нас не ждёт. Во-первых, наши обочины не цветочками усеяны, а больше всякой дрянью – банками, бутылками, пакетами. А во-вторых, согласишься на обочину – столкнут куда-нибудь в канаву.
На летней Олимпиаде 1988 года Советский Союз в последний раз победил в медальном зачёте. В девяносто втором году сборная СНГ победила в медальном зачёте в первый и последний раз. Девяносто шестой год — у России второе место. Двухтысячный – опять второе. Четвёртый и восьмой годы – третье. После двенадцатого, думаю, считать перестанут. Мол, не в бенчмарках дело, главное стабильность и порядок, вот лет через двадцать возродимся...
Привычка при виде проблескового маячка жаться к обочине и чуть что прыгать в канаву легко становится доминирующей. Если четверть века назад заявление, что в рейтинге образования Россия не первая, а третья или даже четвёртая страна в мире, было чревато неприятностями, а люди простые могли просто ударить, а уж оскорбить словом обязательно, то теперь скажи, что мы по уровню образования на сорок восьмом месте в Европе, в ответ услышишь «Абхазию посчитали?», и только.
Сам факт деградации удивления не вызывает. Деградирующему кажется, что у него-то как раз полный порядок, это все остальные ума лишились. И ему, бедному, вредят. То соли переложат в суп, то очки спрячут, и это при том, что человек живёт в отдельной квартире один-одинёшенек. Бывает всякое. В Риме двенадцать цезарей один другого выразительнее способствовали превращению былой империи в энергетическую державу. Я тут начал было считать цезарей новых, начиная с Николая Второго. Именно с него, мне кажется, начался распад третьей Римской империи. Начал и… А посчитайте сами — и поймёте мои чувства. Единственное, что даёт лучик на отсрочку, – Маленкова считать, нет?
И потому ну их, цезарей. Цезарю цезарево, а у меня проблема своя.
Утилитарная. Компьютерная.
Тут мы тоже прежде считали усердно и трепетно. Мегабайты и мегагерцы. Двести восемьдесят шестой, триста восемьдесят шестой… Поменяв процессор, нарастив память, запускали SiSoftware Sandra и любовались. Всё было наглядно: у меня «Пень», и я царь горы, у тебя трёшка, да ещё SX, и потому пойди, поиграй в тетрис, среди серьёзных людей тебе не место. А сейчас… Разве что числом ядер меряться? При этом мощность компьютера отнюдь не велика, просто желания подуменьшились. Очень может быть, как и с космическими исследованиями, – нарочно.
Чего сегодня можно желать от компьютера? Хорошей работы и хорошего отдыха. Чаще даже наоборот. А какой нынче отдых? Поболтать, в стрелялку погамиться, киношку трёхмерную посмотреть. Работать мне комфортнее всего на ноутбуке, который купил то ли четыре, то ли пять лет назад. Или шесть.
Все программы привычны и надёжны, и даже старого аккумулятора, если что, хватает минут на десять-пятнадцать – дописать абзац, сохранить текст и отослать копию на отдалённый сервер. Есть десктоп, мощности которого пока хватает на всякие пустяки и забавы. Нетбук, предельно скромный, тоже без дела не валяется. А вот планшетника нет. Недавно я лишился электронной книги (читает ли её кто-нибудь? Или, поняв, что это не планшетник, скинули в мусорный бак, где она и погибла?), с той поры и приглядываюсь: может, и правда, взять планшетник? И книжки читать можно, и кино смотреть. А как забавно фотографировать планшетником!
Но пока выбор не сделал. Я, словно моряк старой выучки, не привык плевать на палубу. То есть касаться пальцами экрана: «Знаем, батюшка: вы пальцами своими, может быть, невесть в какие места наведываетесь, а табак — вещь, требующая чистоты». Хоть восемь раз в день руки мой, а всё равно отпечатки останутся. Мне это некомфортно. А раз некомфортно, стоит подождать, пока в доступном ценовом диапазоне объявятся машины, отзывающиеся не на касание, а на желание. Я только подумаю, а та или иная программа уже начнёт работать. А уж какие программы я придумываю…
Пока, значит, жду. Жду и придумываю…
Опубликовано 08 августа 2012 года
Судя по активности комментариев, моя колонка о споре Уилсона и Докинза не очень-то зацепила читателей КТ. Стоит ли упрямо продолжать ту же тему? Вернее всего, нет, но я рискну. Вот увидите: опора на материал прошлой колонки поможет сделать в этой кое-какие интересные выводы.
Итак, о чём же спорят титаны эволюционной биологии?
О групповом отборе — эволюционной роли различий между группами особей в выживании и размножении.
О родственном отборе — отборе в пользу генов, увеличивающих количество своих копий вне зависимости от того, где они находятся: в организме, на поведение которого они влияют, или в его родственниках.
Пока понятно? Обратите внимание на симметрию:
Уилсон настаивает на важности группового отбора, Докинз считает его несущественным (наблюдаемые феномены можно объяснить, не ссылаясь на него), а ретивые сторонники Докинза утверждают, что тот опроверг групповой отбор;
Докинз настаивает на важности родственного отбора, Уилсон считает его несущественным (наблюдаемые феномены можно объяснить, не ссылаясь на него), а ретивые сторонники Уилсона считают, что тот опроверг родственный отбор;
Докинз рассматривает групповой отбор как родственный (свойства группы он трактует как некоторые из проявлений фенотипа особи, которые зависят от действия эгоистичных генов, подверженных родственному отбору);
Уилсон рассматривает родственный отбор как частный случай группового (он действительно реализуется в группах, но не всяких, а связанных родством).
Некоторые комментаторы предполагают, что сцепившиеся классики просто подогревают интерес к своей области работы, говоря об одном и том же разными словами. Не думаю, что это правда. Мне кажется, в этом споре отражается противостояние двух различных взглядов на эволюцию. Я говорю о восприятии эволюции как соревнования эгоистичных индивидов или соревнования эгоистичных генов.
В прошлой колонке я объяснил, что идея родственного отбора основывается на концепции совокупной приспособленности, приложимой исключительно к гену (точнее — аллелю, но я не буду ломать привычное словоупотребление ради некоторого увеличения корректности текста). С этой точки зрения жизнь — это эволюция генов, которые используют для своего воспроизводства более или менее сложные «транспортные средства» (по Докинзу) — организмы и их группы. Уилсон настаивает на том, что такое объяснение избыточно и концепция совокупной приспособленности для объяснения становления социального поведения не нужна. Раз так, мы можем описывать эволюцию просто как конкуренцию и сотрудничество особей и их групп, влияющее на их выживание и размножение.
А можно ли посмотреть на этот спор с точки зрения принципа дополнительности Нильса Бора? Бор сформулировал его как констатацию квантово-волнового дуализма объектов квантовой механики, но со временем этот принцип получил более широкое толкование. В его широком толковании он заключается в том, что сложный естественный феномен невозможно описать во всей его полноте, пользуясь одним-единственным внутренне непротиворечивым языком. Некая область проявлений этого феномена будет требовать иного, дополнительного языка.
Многие из квантовомеханических явлений можно описать, рассматривая интересующий нас объект и как частицу, и как волну. Есть ситуации, которые можно описать только с использованием корпускулярного подхода, а некоторые — исключительно рассматривая объект как волну.
Я предполагаю, что тот же принцип действует и в нашем случае. В заглавии этой колонки должен стоять союз "и", а не союз «или»! Если я прав, существует круг феноменов, которые успешно объясняются и с точки зрения эгоистичного гена, и с точки зрения эгоистичного индивида. Конечно, таких примеров — большинство.
Почему родители заботятся о детях и зачастую готовы жертвовать своими жизнями ради них? С точки зрения эгоистичных генов — потому, что их потомки несут гены своих родителей. Отбор поддержит поведение, которое будет увеличивать количество копий обеспечивающих его генов. А с точки зрения эгоистичных индивидов не так важно, получил потомок какой-то конкретный ген или нет, ведь отбор в целом способствует тем организмам, которые оставят выжившее потомство. Этот мир населяют потомки тех, кто обеспечил выживание своих детей.
Рассмотрим пример поконкретнее: цитату из ЖЖ квалифицированного биолога и популяризатора, пишущей под ником progenes:
"Так вот, всем рассказываю замечательный пример из жизни эгоистичного гена, который я наблюдала воочию в лабораторных условиях. Передо мной стояла задача наработать в бактериях продукт одного непонятного гена
И тут оказалось, что продукт нужного мне гена токсичен для бактерий, и как только ген начинает работу, все бактерии дохнут.
Это прекрасная иллюстрация эгоистичности гена антибиотика".
Да нет же, уважаемая progenes! Это прекрасная иллюстрация эгоистичности бактерий, с которыми Вы работаете!
Смотрите: в бактерию внедрили два гена. Она помещена в среду, где один из этих генов полезен (ген устойчивости к антибиотику полезен в присутствии этого антибиотика). Второй вначале не работает, но в какой-то момент в ряду поколений по Вашему сигналу включается и начинает вредить. Гены (с этой точки зрения) — всего лишь некоторые из приспособлений бактерий к среде (их «информационные органы», если хотите). Если у бактериальных клеток хватает времени, чтобы реорганизовать собственный генотип (возможно, тут допустима аналогия с экспериментами Дж. Кэйрнса), некоторым из них удаётся сохранить полезный ген и выключить вредный. Конечно, отбор тут же поддерживает этих индивидов.
По мнению progenes, мы увидели следствие «стремления» гена устойчивости продолжить самокопирование. Так рассуждать можно? Да! Но мне кажется более логичным учесть, что сохранил активность тот ген, который способствовал выживанию индивида, и описать всю коллизию как следствие отбора индивидов, а не генов.
Итак, во многих случаях мы можем объяснять эволюцию, трактуя её и как отбор генов, нацеленный на их более эффективное копирование, и как отбор особей, нацеленный на их более эффективное размножение. Но для выяснения отношения между двумя подходами особый интерес представляют случаи, которые можно объяснить только с одной точки зрения. Поэтому давайте найдём примеры, относящиеся к двум группам:
отбор поддерживает повышение эффективности копирования гена, несмотря на то что это не способствует (или даже вредит) размножению особей;
отбор поддерживает повышение эффективности размножения особей, несмотря на то что это не способствует (или даже вредит) копированию их генов.
Эти ситуации кажутся вам гипотетическими? Не торопитесь!
Пример из первой группы — мейотический дрейф. Поясняю.
У большинства организмов половые клетки образуются вследствие мейоза — клеточного деления, сокращающего генетический материал вдвое (подробнее — в колонке о чудесах полового размножения). В типичном случае каждая родительская клетка имеет пару гомологичных (соответствующих друг другу) генов — один от матери, другой от отца. Какой из них при мейозе попадет в конкретную половую клетку — дело случая. Обычно такая вероятность очень близка к 50 процентам. Но некоторые гены способны нарушать равновесное распределение и преимущественно попадать в половые клетки. Такое нарушение называется мейотическим дрейфом (или мейотическим драйвом).
Так вот, отбор благоприятствует генам мейотического дрейфа. В отсутствие компенсирующих его эффектов гены дрейфа будут размножаться в популяции всё больше и больше — даже если это не приносит их обладателям никакой выгоды. Иногда это может даже привести к вымиранию популяции! Раз так, отбор в отношении других генов будет способствовать таким их эффектам, которые могли бы заблокировать мейотический дрейф.
Приведу пример. У стебельчатоглазых мух распространён ген мейотического дрейфа, который приводит к тому, что у самцов в половые клетки преимущественно попадает женская половая хромосома, X-хромосома (у этих мух тот же механизм определения пола, что у людей). Половых клеток с Y-хромосомой меньше, и потомство таких самцов состоит преимущественно из самок. Если бы гены мейотического дрейфа добились полной победы, самцы бы исчезли совсем. Но у них есть гены, которые, во-первых, могут сдерживать мейотический дрейф и, во-вторых, вызывают удлинение стебельков, на которых сидят глаза (подробнее в заметке Я.Р. Галимова здесь).
Знаете, чему удивляется эта стебельчатоглазая муха (Teleopsis dalmanni)? Мейотическому дрейфу!
В потомстве «длинностебельковых» самцов оказывается относительно больше новых самцов. Для популяции с избытком самок это выгодно. Поэтому половой отбор начинает поддерживать самок, предпочитающих «длинностебельковых» самцов. В результате устанавливается равновесие. Длину стебельков в популяции увеличивает половой отбор (предпочтения самок) и повышение доли недостающих самцов в потомстве «длинностебельковых» особей. Обратный эффект оказывает повышение смертности уродцев с глазами, разнесёнными по сторонам...
Пример феномена из второй группы — сам мейоз. С точки зрения эгоистичного гена невозможно понять широкое распространение способа размножения, при котором потомство получает не все гены родителя (репликаторы, по Докинзу), а лишь их случайную половину. Цитирую Докинза («Расширенный фенотип»):
"При бесполом размножении ставки равные и максимальные: у всех репликаторов одни и те же стопроцентные шансы очутиться в каждом из произведённых совместными усилиями потомков. Если же размножение половое, то шансы каждого репликатора вдвое скромнее, однако куртуазный обряд, именуемый мейозом, — «гавот» Гамильтона довольно эффективно обеспечивает всем аллелям равенство возможностей в получении прибыли от совместного репродуктивного предприятия. Другой вопрос, разумеется, в том, почему гавот хромосом столь аристократически учтив. Вопрос чрезвычайной важности, но я трусливо уклонюсь от него. Это один из тех вопросов об эволюции генетических систем, над которыми и более светлые умы бились без особого успеха , один из тех вопросов, которые побудили Уильямса написать, что «в эволюционной биологии намечается нечто вроде кризиса». Я не знаю, почему мейоз таков, каков он есть…".
Зато на языке воспроизводства особей можно объяснить пользу от полового размножения с мейозом. Чтобы не зарываться в непростую тему, сошлюсь на два примера: статьи Александра Маркова (2009) и Елены Наймарк (2011). Подчеркну, что описанные в этих экспериментах опыты доказали именно пользу полового размножения с мейозом, а не раздельнополости как таковой. Гермафродиты с перекрёстным оплодотворением были бы в описанных ситуациях не менее успешны.
Ой, как стремительно исчерпывается разумно допустимый объём колонки! А знаете, ради чего я рассказывал о том, что в неё поместилось? Ради «подводки» к обсуждению многоуровневого отбора у зелёных лягушек. Что же, в этот раз не судьба...
Опубликовано 10 августа 2012 года
Есть в Ульяновской области Ульяновский же район, а в районе издавалась некогда и, кажется, издаётся сейчас газета «Родина Ильича». Счастливая нехватка громких районных событий в последние годы застоя вызывала иногда желание несколько преувеличить значимость того, что всё-таки происходило. Вскоре после того как я, окончив школу, уехал из Поволжья, газета опубликовала заметку о том, как сильно повлиял на выбор жизненного пути мною и моими одноклассниками радиокружок.
Кружок был действительно замечательный. Он даже привёл меня к высшему спортивному достижению: у меня однажды было третье место по области по радиоориентированию (участников было четыре, и я финишировал последним, но третий участник прошёл базы в неправильном порядке). Но в дальнейшей моей карьере я никаких дел с радио иметь не собирался, и это нарушало гармонию заметки, другие герои которой — мои сокружковцы — дружно шли на радиофак Ульяновского политеха. Газета сочла, что это неправильно, и написала, что я тоже не предал кружковских пристрастий и избрал стезю радиоастронома. Я впервые в жизни возмутился неаккуратности журналистов и уехал в Свердловск, намереваясь посвятить себя изучению звёздных скоплений.
И представьте себе — газета оказалась права! Со скоплениями как-то не сложилось, и мой жизненный путь капитально свернул в сторону межзвёздной среды, основной объём информации о которой принесла радиоастрономия. И хотя я всё ещё не научился самостоятельно писать заявки на радиотелескопы и назвать меня наблюдателем нельзя, но работаю я теперь главным образом с радиоданными.
Безусловным отцом радиоастрономии считается американский инженер Карл Янский. В 1930 году компания «Белл», в которой он работал, поручила ему разобраться с природой помех, мешающих трансатлантической радиосвязи. Янский построил специальную антенну-"карусель" на колёсах от «Форда-Т» и после длительных наблюдений в 1932 году выделил помехи трёх видов, первые два из которых он связал с близкими и далёкими грозами. Помехи третьего вида на длине волны 14,5 метров исходили (как выяснил Янский) из участка Млечного Пути в направлении созвездия Стрельца: их источник заведомо находился не только за пределами Земли, но и за пределами Солнечной системы.
Сначала наблюдения Янского почти никакого внимания к себе не привлекли. Ну фонит там что-то в центре Галактики, но что с этим делать? У астрономов в то время не было никаких стимулов увлечься неожиданным открытием: не было людей, технически готовых к созданию приёмников космического радиоизлучения, да и сама возможность существования такого излучения была неочевидной. Астрономия — это звёзды, звёзды светят в оптике, а о существовании межзвёздной среды в 1930-е годы было известно крайне мало (из-за отсутствия радиотелескопов!). Сам Янский пытался продолжить наблюдения, но с точки зрения начальства его задача была решена, и потому Янскому пришлось заняться другой работой. В общем, вплоть до конца войны, как это в астрономии случалось не однажды, главным (если не единственным) движителем нового направления был любитель — Гроте Рёбер, создатель первой полноповоротной антенны-"тарелки" и автор первого радиообзора Млечного пути.
Но развитие радиотехники, в том числе (или даже в первую очередь) военной, не позволило забыть о космических радиоволнах. В 1942 году расследование прорыва немецких крейсеров через Ла-Манш выявило, что источником помех для британских радаров были не только немецкие передатчики, но и Солнце. Попутно выяснилось, что радионаблюдения могут служить одним из индикаторов солнечной активности.
В конце 1940-х годов несколько групп при помощи высвобождающегося военного радиолокационного оборудования начали регулярные наблюдения и других внеземных источников, впрочем, без каких-то особых научных надежд, скорее, просто из любопытства. О скромном уровне ожиданий можно судить по первой системе обозначения космических радиоисточников — название созвездия и буква латинского алфавита. Например, яркий источник в созвездии Кассиопеи, открытый в 1948 году, получил имя Cas A. Считалось, что букв алфавита для радионеба вполне хватит.
Вероятно, одним из переломных моментов стало открытие излучения водорода на длине волны 21 см, существование которого было предсказано в 1944 году. Яну Оорту нужно было чем-то занять студента Хендрика ван де Хулста, и он предложил ему почитать о работах Рёбера и подумать, нет ли в радиодиапазоне спектральных линий. Если бы вдруг нашлась хоть одна, это было бы очень важно для радиоастрономии, ибо непрерывный спектр малоинформативен, а вот линия — это сразу и плотность, и температура, и, самое главное, скорость. Оорта в первую очередь интересовало именно движение вещества в Галактике. («Оорт первый взглянул на звёздное небо и заметил, что Галактика вращается» (с) г. Проницательный.) Ван де Хулст обнаружил, что линия такая действительно есть, она генерируется при изменении ориентации спинов протона и электрона в атоме водорода, но его прогноз по возможностям её наблюдения был безрадостным.
Более оптимистическими оказались расчёты И.С. Шкловского — одного из пионеров отечественной радиоастрономии, опубликованные в 1948 году. Именно эти расчёты вдохновили на проведение наблюдений американцев Юэна и Парселла, которые ловили излучение водорода при помощи устройства, которое меньше всего похоже на классический телескоп. Устройство оказалось многофункциональным: во время наблюдений оно ловило сигналы из космоса, в дождь заливало лабораторию водой, а зимой успешно использовалось студентами для метания снежков. Тем не менее открытие было сделано, и благодаря ему «обычные» астрономы наконец-то начали осознавать гигантские возможности, которые открылись благодаря проникновению в радиодиапазон.
Для моей области интересов более важным оказалось другое предсказание Шкловского — о том, что источником спектральных линий в радиодиапазоне могут быть и некоторые молекулы. Первой обнаруженной молекулярной линией стала линия гидроксила (ОН) на длине волны 18 см; потом, по мере совершенствования техники, доступными стали и более коротковолновые межзвёздные линии: сантиметровые (вода, аммиак), миллиметровые (оксид углерода) и многие другие. И это только мои узкие интересы, а ведь есть ещё реликтовое излучение, радионаблюдения активных ядер галактик, квазаров, пульсаров, остатков сверхновых, зон ионизованного водорода… Наконец, поиски, не побоюсь этого слова, внеземных цивилизаций!
Современная радиоастрономия, конечно, ушла очень далеко от «карусели» Янского. Остался в прошлом пятисотдолларовый рупор Юэна и Парселла. Телескопы радиодиапазона не только по стоимости, но и по фотогеничности догнали и перегнали своих оптических собратьев. Сколько вы знаете художественных фильмов про оптические телескопы? А вот про радиоинструменты я с ходу могу назвать два: «Тарелка» и «Контакт».
К сожалению, Янский не успел узнать, что его случайное открытие стало первым шагом к кардинальному изменению картины мироздания. Он умер от болезни сердца в 1950 году, когда ему было всего 44 года. Но его имя — в отличие от имён многих первопроходцев — не забыто. Оно стало названием для внесистемной единицы измерения потока: один янский равен 10-26 ватт на герц на квадратный метр. Потоки в радиоастрономии очень невелики, и потому удобно иметь единицу, в которой можно было бы избавиться от десяти в сильно отрицательной степени.
Кстати, спешите убедиться лично! Жители Москвы и Подмосковья могут отпраздновать 80-летие радиоастрономии и полюбоваться действующими телескопами в субботу, 11 августа, на Пущинской радиоастрономической обсерватории, которая проводит День открытых дверей. Не успеете 11 августа — не расстраивайтесь. У коллег из Пущино, как и у нас, это регулярное мероприятие. Поскольку Янский опубликовал свои окончательные выводы в 1933 году, отпраздновать 80-летие радиоастрономии тоже можно будет позже.