Знак Вопроса 1998 № 02 Приложение: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Заманчивее всего в этих компьютерных экспериментах следующее: ученые по собственному усмотрению могут менять законы, царящие в виртуальном мире. Если на Земле жизнь зародилась раз (и навсегда?), то в компьютере она может возникать сколько угодно раз.

Эндрю Парджеллис и его коллеги надеются, что вскоре ученым удастся сформулировать общие законы эволюции. Однако показать, каким же образом на Земле некогда зародилась жизнь, они сумеют еще не скоро.

ЗАКОНЫ ТЬЕРРЫ. Следующий шаг в познании законов компьютерной жизни сделал не столь давно Томас Рэй, работающий над подобной проблемой в Гарвардском университете. Подобно коллегам, он заинтересовался «искусственной жизнью» еще в 80-е годы во время учебы в университете.

Десять лет спустя, в 1990 году, он создал мир, где борьба за выживание и страсть к размножению — основные законы эволюции — существуют лишь в виде электрических импульсов. И тем не менее в компьютере образовалась легкая экосистема, которую создатель назвал Tiierra, что в переводе с испанского означает «земля», «территория».

«Тьерра находится в «виртуальном компьютере», который, собственно, представляет собой второй компьютер, как бы сложенный в реально существующий, — поясняет Рэй суть работы своей программы. — Только таким образом можно безопасно «проигрывать» сценарии эволюции. А то ведь, неровен час, электронные создания, подобно компьютерным вирусам, могут разбежаться по информационной сети и отловить их будет делом весьма нелегким»…

Блок памяти своего «виртуального компьютера» Рэй назвал Soup — в честь «первородного бульона», из которого, по общему мнению (см. выше), и зародилась жизнь на Земле. В этот «бульон» Рэй время от времени запускает цифровые программы — организмы Тьерры.

Кстати, чтобы компактно смоделировать самопродуцирующиеся программы, Рэю пришлось разработать специальный машинный код, во многом напоминающий генетический код человека. В итоге число элементарных инструкций для управления всеми процессами в Тьерре удалось свести к 32. По существу родился элементарный «алфавит жизни»!

Еще одна важная жизненная особенность Тьерры позаимствована из молекулярной биологии и основана на принципе взаимодействия протеинов внутри клетки. Скажем, протеин А не знает, где искать протеин В, зато несет на своей поверхности некую структуру, именуемую шаблоном, являющуюся дополнением к структуре протеина В. При случайном столкновении они тотчас сцепляются, и протеины вступают во взаимодействие.

В электронном мире такое действие реализуется с помощью «адресации по маркеру». Т-маркер представляет собой серию из 4 инструкций, каждая из которых может иметь значение 0 или 1. Организм, помеченный, положим, последовательностью 1100, не может приступить к повторению себя, пока не найдет соседа с маркером ООП.

Рэй считает, что в этом заключается важнейшее из его нововведений: маркеры являются аналогом сенсорного аппарата, и что самое замечательное — организм продолжает функционировать, даже если маркер изменяется, мутирует.

Именно мутации являются движущей силой эволюционного развития исходного организма и источником формообразования. Они на Тьерре двух сортов: одни имитируют воздействие космического излучения, другие — ошибки при самовоспроизведении организмов.

Мутации первого типа изменяют значение бита памяти с 1 на О или наоборот — один раз на каждые 10 тыс. выполненных инструкций. Мутации второго типа изменяют значение бита один раз на 2,5 тыс. копируемых инструкций. Ошибки репликации существенно разнообразят дочерние организмы.

Эквивалентом энергии на Тьерре служит компьютерное время. Оно выделяется каждой программе дозатором «по справедливости» — в зависимости от числа инструкций, которые ей надо выполнить для репликации. Если организм не укладывается в отпущенное время, его шансы на дальнейшее существование уменьшаются…

Тем не менее каждый организм стремится воспроизвести себя как можно большее число раз. «Организмы» Тьерры имитируют бесполое размножение бактерий и вирусов: каждая программа воспроизводит дочернюю с возможно большей точностью. Однако в дело вмешиваются мутации, и последующие поколения меняются. Кроме того, существует еще одна возможность разнообразить потомство. Рэй называет такую способность «sloppi reproduction», что можно перевести примерно как «небрежное размножение». По сути, исследователь пытается внедрить в свою Тьерру хотя бы примитивную сексуальность, существующую и в нашем мире, когда бактерии охотно поглощают фрагменты ДНК своих погибших соплеменниц, обеспечивая себе генетическую рекомбинацию, повышающую шансы на выживание.

Ну и наконец, волей-неволей пришлось ввести на Тьерре смерть, или, как называет этот процесс Рэй, «прополку». Эта отслеживающая программа изымает самых «старых» и «уродливых» обитателей Т-мира — тех, что чаще всего ошибаются при выполнении инструкций.

Впрочем, некоторым тьеррианцам может и повезти — они набредают на источник живой воды в виде двух сложнейших инструкций. Однако если организму удается выполнить их, он «омолаживается», продлевая себе жизнь. Но бессмертия на Тьерре, как и в нашем мире, нет.

Присматривая за своим миром с помощью дисплея, Рэй с удивлением увидел, как на Тьерре появляются все новые организмы, которых не было при запуске системы. Одни из организмов принялись увеличивать свои размеры. Но их, как и динозавров на Земле, ждал печальный конец — достигнув предела, они вымирали, будучи не в силах бороться с компактными, быстро размножающимися конкурентами. Зато другие принялись откровенно паразитировать, подменяя своими кодами коды «хозяина». Нашлись и жулики, отнимавшие энергию у соседей и за счет этого размножавшиеся быстрее…

Подводя итоги выполненной работы, Рэй считает, что сделанное на Тьерре можно сравнить с экспериментом, некогда воспроизведенным природой. «Эволюция от единственного несложного предка, дающего широкое разнообразие форм потомства, чрезвычайно важна. Ни один из этих потомков не был встроен в систему. Я утверждаю, что Тьерра — не имитация жизни, как обычно делается в аналогичных системах — это синтез жизни».

В дальнейшем Рэй, наверное, попытается ввести на территорию Тьерры многоклеточные организмы, потом хищников, даст этому миру понятия секса и «инструкцию смерти». Не для того, разумеется, чтобы несущий ее организм кончал жизнь самоубийством, — это свойственно лишь людям, но чтобы усложнить процедуру «прополки», сделать ее столь же разнообразной, как в настоящей жизни.

В общем, система развивается, и когда-нибудь, возможно, встанет вопрос о создании столь сложных, разумных организмов, какими являемся мы сами…

СОТВОРЕНИЕ АДАМА. Когда Богу надоело жить спокойно, он создал человека. С тех пор его ошибку повторяли не раз. Вспомните хотя бы папу Карло…

Сегодня поумневшие творцы все свои идеи воплощают на экранах компьютеров. Это лучше хотя бы уже потому, что машинные монстры яблок без спроса не рвут, золотые ключики ищут только по команде, а если что не так, тут же могут быть уничтожены нажатием пары клавиш…

«Ничто в научном определении жизни не дает нам права думать, что она основана исключительно на углеродной химии, — говорит по этому поводу Крис Лэнгстон. — Мы пробуем создать альтернативные живые формы. «Искусственная жизнь» — это жизнь, сотворенная человеком. Но сотворенная лучше и быстрее, нежели природой».

Нынче Лэнгстон — директор программы искусственной жизни Института Санта-фе ат Нью-Мексика, о его успехах регулярно информирует даже столь престижный журнал, как «Нейчур». И все-таки виртуального Адама в ближайшем будущем не предвидится. Как мы уже говорили, создание компьютерных организмов находится где-то на клеточном уровне и ограничивается пока созданием невиданных в действительности чудищ.

Однако прок от научных исследований уже есть. На основе подпрограммы «Стая», к примеру, калифорнийский компьютерщик Крейг Рейнольдо разработал бихейвиоральную анимацию. За столь причудливым термином скрывается возможность создания компьютерных мультфильмов, каждый персонаж которых обладает такой степенью свободы, что даже может сам определять свои будущие действия. С помощью этой программы уже делались фильмы «Бэтмен возвращается», «Скалолаз» и другие.

Кстати сказать, подробности об этой программы вы можете узнать сами, обратившись по электронному адресу www. santafe.edu/projects/swarm/. Вы можете даже поучаствовать в проекте «искусственная жизнь», заглянув на страничку www. santafe.edu/~cgl/, где и поныне работает компьютерный семинар по искусственной жизни.

Так что, глядишь, общими усилиями мы сотворим не только нового Адама, но и очередного Газонокосильщика, перед которым творения Стивена Кинга покажутся просто допотопными бабушкиными, простите, дедушкиными сказками.

ГИДРОКОСМОС НА СУШЕ. Больше всего барокомплекс Института медико-биологических проблем напоминает подлодку, некстати задремавшую во время океанского отлива. Вот и оказалась, бедняга, на суше.

Я с некоторым трудом переношу ногу через высокий комингс (или по-сухопутному — порог) и протискиваюсь через узкий люк, прикрываемый массивной, в палец толщиной, заслонкой внутрь. Уф, тут не разгуляешься! Два лежака, стол, кое-какая аппаратура, шлюз, через который внутрь подают еду и воду, — вот и вся спартанская обстановка отсека. За стальной переборкой еще один такой же отсек.

В таких вот условиях проводят порою долгие месяцы акванавты-испытатели. Зачем и кому необходимо их мученичество?