Огарок во тьме. Моя жизнь в науке

Макромутации (мутации, вносящие значительные изменения) действительно происходят. Нет принципиальных препятствий для того, чтобы макромутация встраивалась в генофонд как норма, хотя это случается редко. Принципиальное мое возражение касается допущения, что макромутация способна породить совершенно новый, сложный, работающий орган или систему, состоящую из множества частей, сочетание которых не могло бы возникнуть случайно, – например, глаз с его сетчаткой, хрусталиком, фокусирующими мышцами, механизмами регуляции диафрагмы и всем прочим. Но у меня нет принципиальных возражений против того, что анаблепсы, рыбы-четы-рехглазки, могли обрести два дополнительных глаза за одну макромутацию. Скорее всего, так и случилось – это прелестный пример эволюции по типу удлиненного DC-8 посредством гомеозисной мутации. Эмбриональные механизмы немутировавшего предка уже “знали”, как создать глаз. Но ни один такой глаз и вообще любой глаз позвоночных не мог бы появиться из ничего за один мутационный шаг: такая эволюция по типу “747” была бы недопустимо чудесной. Структура глаза позвоночных должна была строиться постепенно, шаг за шагом.
Кстати, здесь лежит и ответ на часто повторяемое нелепое заявление, восходящее к Стивену Гулду, что Дарвин, как градуалист, возражал бы против “пунктирной” эволюции. Дарвин был градуалистом только в том смысле, что не признавал макромутаций по типу “747”. Дарвин, конечно, не пользовался авиационной терминологией, однако природа его возражений сводилась к тому, чтобы исключать лишь макромутации по типу “747”, но не по типу удлиненного DC-8.
Интересным примером для обсуждения могла бы послужить эволюция языка. Могла ли способность говорить возникнуть за одну макромутацию? Как я упоминал на стр. 336, основное качественное отличие человеческого языка от общения всех остальных животных – синтаксис, способность иерархически вкладывать придаточные предложения, предложные дополнения и прочее. Прием в программировании, открывающий эти возможности, – по крайней мере, в компьютерных языках, но, предположительно, и в человеческом – рекурсивная подпрограмма. Подпрограмма – фрагмент кода, который при вызове запоминает, откуда его вызвали, и возвращается туда же, завершив исполнение. Рекурсивная подпрограмма обладает дополнительной способностью вызывать сама себя и затем возвращаться к внешней (более глобальной) версии себя же. Я подробно описывал это в книге “Неутолимая любознательность”, поэтому здесь ограничусь краткой схемой, приведенной ниже.
Это предложение составила компьютерная программа моего авторства: она способна генерировать бесконечное количество идеально правильных с грамматической точки зрения (пусть и лишенных смысла) предложений, которые любой носитель языка признает синтаксически верными.
 
Прилагательное существительное
 
(прилагательного существительного
 
(которое наречно наречно глаголило
 
(в существительном (существительного (которое глаголило)))))
 
наречно глаголило.
 
Я структурировал это предложение при помощи скобок и шрифта, который уменьшается с глубиной вложения. Обратите внимание, как придаточные предложения вкладываются внутрь главного, а не прикрепляются к его концу.
Не требуется особых усилий, чтобы написать программу, способную генерировать сколько угодно таких вот грамматически корректных (пусть и не несущих семантической нагрузки) предложений. Но только если ваш язык программирования допускает рекурсивные подпрограммы. Такую программу, к примеру, нельзя было написать на “Фортране”, первом языке программирования, созданном в компании IBM (или на любом из его современников). Я написал свою версию на языке, который лишь ненамного моложе, – на “Алголе-60”; такую программу легко можно было бы составить и на любом более современном языке программирования, созданном после пришествия “макромутации” рекурсивных подпрограмм.
Похоже, человеческий мозг располагает неким аналогом рекурсивных подпрограмм, и нельзя исключать, что такое свойство могло возникнуть за одну мутацию, которую, пожалуй, следует называть макромутацией. Есть даже некоторые данные в пользу того, что в этом мог участвовать конкретный ген под названием FoxPi — те редкие люди, у которых он мутировал, не способны связно говорить. Еще более показательно, что это одна из немногих областей генома, по которым люди отличаются от всех остальных больших человекообразных обезьян. Но данные по гену FoxPi неясны и противоречивы, поэтому я не буду вдаваться в подробности. Причина, в силу которой я готов рассмотреть макромутацию в этом случае, – логическая. Как нельзя получить половину сегмента тела, так нет и средних состояний между рекурсивной и нерекурсивной подпрограммами. Языки программирования либо допускают рекурсию, либо нет. Не бывает рекурсии наполовину. Это компьютерный прием по принципу “все или ничего”. И когда этот прием освоен, тут же становится возможным иерархический синтаксис со многими уровнями вложенности, способный порождать бесконечно расширяющиеся предложения. Макромутация выглядит сложной и смахивает на “747”, но на самом деле не такова. Это простое добавление к программе – мутация по типу удлиненного DC-8, благодаря которой порождается колоссальная, безудержно возрастающая сложность, возникающая как эмерджентное свойство. “Эмерджентное” – важное слово.
 
Если в какой-то момент родился человек-мутант с неожиданной способностью к истинно иерархическому синтаксису, встает вопрос: с кем бы он мог разговаривать? Не было бы ему ужасно одиноко? Если бы гипотетический “ген рекурсии” был доминантным, это бы значило, что его экспрессия состоялась бы у первой особи с мутацией и у 50 % ее потомства. Жила ли на свете Первая семья владеющих языком? Важно ли, что ген FoxPz на самом деле оказывается доминантным? Вместе с тем даже если у одного родителя и половины детей было общее программное обеспечение для синтаксиса, трудно представить, как бы они сразу же начали им пользоваться.
Я еще раз упомяну возможность, о которой говорил в книге “Неутолимая любознательность”: это рекурсивное программное обеспечение могло применяться для неких доязыковых целей, например, планирования охоты на антилопу или битвы с соседним племенем. У гепарда в каждой стадии охоты есть ряд поисковых операций, вызываемых подпрограммами. Каждая из подпрограмм прекращается по “правилу остановки”, которое сигнализирует возврат к той точке вышестоящей программы, откуда была вызвана подпрограмма. Может быть, такое программное обеспечение, построенное на подпрограммах, проложило путь языковому синтаксису и не хватало лишь последней макромутации, которая позволила подпрограмме вызывать самое себя, – то есть рекурсии?
Пониманием иерархически организованной грамматики, а также многих других лингвистических принципов мы в основном обязаны гению Ноама Хомского. Хомский считает, что человеческие дети, в отличие от детенышей любых других видов, рождаются с генетически встроенным в мозг аппаратом для усвоения языка. Конечно, ребенок должен все равно выучить язык своего племени или народа, но это дается ему так легко именно потому, что он всего лишь дополняет подробностями то, что его мозг уже “знает” о языке, – ребенок пользуется наследственной языковой машиной. Теории, в которых наследственность играет важную роль, у современных интеллектуалов обычно ассоциируются с правым политическим уклоном (хотя так было не всегда), а Хомский происходит, мягко говоря, из противоположного края политического спектра. Эта нестыковка иногда кажется наблюдателям парадоксальной. Но позиция Хомского относительно наследственности в данном случае совершенно оправданна и, более того, интересна. Происхождение языка может представлять собой редкий пример теории эволюции через “обнадеживающих уродов”.
Могло существовать множество эмбриональных мутаций (пусть и не столь выдающихся, как обнадеживающие уроды, положившие начало сегментации или, возможно, языку), которые не давали своим первым обладателям кардинальных преимуществ в выживании, но открывали шлюзы для будущей эволюции. И вот мы возвращаемся к эволюции способности к эволюции. Формулируя это название на Лос-Аламосской конференции, я старался указать на естественный отбор высшего порядка, который мы замечаем, оглядываясь назад. Такое новшество – неважно, улучшает ли оно напрямую шансы индивида на выживание в краткосрочной перспективе или нет, – ведет к множественным эволюционным разветвлениям, и в итоге потомки того индивида наследуют землю. Основным примером я привел сегментацию, как яркий пример годится и язык, но есть и другие. Ранние приспособления, позволившие рыбам выйти из воды и населить сушу, не только дали этим первопроходцам новый источник пищи или новый способ избежать морских хищников. Рыбы освоили новые среды обитания – не только для своего индивидуального выживания, но и для тех филогенетических ветвей, что расцветут в будущие эпохи. Дарвиновский отбор благоприятствует приспособлениям, которые помогают индивидам выживать, – но может существовать и недарвиновский отбор высшего порядка (или дарвиновский в размытом и, вероятно, путаном смысле), отбор линий наследования по признаку способности к эволюции. Об этом я говорил в своей лекции “Эволюция способности к эволюции” на конференции в Лос-Аламосе, проиллюстрировав доклад компьютерными биоморфами и новыми перспективами эволюции, открывшимися перед ними, когда я переписал программу, включив новые гены сегментации и симметрию в различных плоскостях.