Статья: Творчество выдающихся ученых, вдохновленных идеями Чарльза Дарвина

Вспоминая о событиях 1960-х годов, Дж.Холланд пишет о том, как идея рекомбинации (перетасовки генов) «перекочевала» в методы компьютерного программирования: «В те годы я занимался математическим анализом адаптации и пришел к убеждению, что рекомбинация групп генов при спаривании является важнейшим фактором эволюции. К середине 60 -х годов я разработал метод программирования - генетический алгоритм - который хорошо подходил для эволюционного процесса, обусловленного как спариванием, так и мутациями. На протяжении следующего десятилетия я пытался расширить сферу применения генетических алгоритмов путем построения генетического кода, который мог бы представлять структуру любой компьютерной программы» [33, с.32].

Примечательно, что в статье Дж.Холланда [33] содержится фотография пчелиной орхидеи, исследованной Ч.Дарвином, с надписью: «Цветок, напоминающий пчелу-самку, опыляется пчелами-самцами, пытающимися спариваться с ним. Механизмы, сходные с естественным отбором, по утверждению автора, могут порождать компьютерные программы (так называемые генетические алгоритмы), способные решать такие сложные задачи, как конструирование турбины реактивного двигателя или сетей связи» [33, с.33].

Джордж Люгер в книге «Искусственный интеллект» [34] сообщает, что с помощью генетических алгоритмов машине удалось открыть третий закон Кеплера. Согласно данному закону планетных движений, квадраты периодов обращений планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от Солнца, то есть как кубы больших полуосей орбит планет. Данный закон был открыт немецким астрономом Иоганном Кеплером (1571 -1630) при обобщении набора данных о движении планет, включавших значения периодов их обращений вокруг нашего светила и размеров главных полуосей орбит. Когда машина, оснащенная генетическим алгоритмом, получила этот набор данных, она смогла найти математическую формулу, выражающую указанный закон Кеплера [34, с.504-505].

Р.Нельсон и С.Уинтер: перенос идей Дарвина в экономическую науку

В свое время американский экономист Торстейн Веблен (1857-1929) обратил внимание на то, что экономическая наука его времени не впитала в себя достижений эволюционной теории и, следовательно, отстает в своем развитии от других научных дисциплин. Причину этого он видел в том, что в экономической науке не сформулирована теоретическая концепция, 377 позволяющая описывать и обобщать эмпирические факты так же, как это делается в науках биологического цикла. В статье, впервые опубликованной в 1898 г., Т.Веблен говорит [35]: «Наука может по праву гордиться достижениями последних поколений экономистов -классиков. Однако и их работы не вполне удовлетворяют требованиям эволюционной науки, причем не потому, что эти ученые не смогли предложить теорию процесса или причинно-следственных связей, лежащих в основе развития, а потому, что они сформулировали основы своей теории в понятиях, чуждых эволюционному образу мышления» [35, с.13]. «Экономика, - поясняет автор, - пока не встала на исходные позиции и точку зрения, необходимые эволюционной науке. Экономисты не располагали соответствующими материалами, и ничего, что могло бы подтолкнуть развитие событий в таком направлении, не произошло» [35, с.29].

В 1982 г. американские ученые Ричард Нельсон и Сидни Уинтер предложили экономическую теорию, которая исправляла ситуацию, проанализированную Т.Вебленом. Р.Нельсон и С.Уинтер рассмотрели «рутины» - рутинные способы действий, характерные для той или иной организации (фирмы). Рутины подобны генам. Генетическая информация, содержащаяся в хромосомах, сохраняется в течение длительного времени, пока внезапные и непредвиденные мутации не внесут изменений в исходный код. Аналогично, рутинные (привычные, стандартные) способы производства поддерживаются, пока не появятся новые технологии, отдельные части которых заявляют о своем рождении также неожиданно. В концепции Р.Нельсона и С.Уинтера отмечается, что фирмы, конкурирующие друг с другом за финансовый успех, стимулируют экономический рост, который представляет собой эволюционный процесс, имеющий дарвиновский характер. Изменения рутин подобны биологическим вариациям, явления гибели одних фирм и появления других обусловлены отбором, эквивалентным естественному отбору Ч.Дарвина.

Алекс Месуди в книге «Культурная эволюция» [36] пишет о формировании эволюционной экономики: «Формальная эволюционная теория экономики появилась лишь в 1982 году - вышла книга Ричарда Нельсона и Сидни Уинтера «Эволюционная теория экономических изменений». В этой книге Нельсон и Уинтер изложили свое видение серьезных недостатков общепринятой экономической теории и ее моделей, после чего представили эволюционную теорию экономических изменений, устранявшую эти недостатки» [36, с.297]. «Эволюционная экономика, - поясняет автор, - занимается моделированием экономических изменений как дарвиновского процесса, при котором фирмы проходят отбор на рынке, а поведенческие шаблоны передаются от индивида к индивиду внутри компаний» [36, с.296].

Г.Стикс в статье «Наука о пузырях и крахах» [37] напоминает, что экономические рассуждения Томаса Мальтуса подсказали Ч.Дарвину идею борьбы за существование, и сегодня применение механизма естественного отбора в экономике - неизбежный процесс взаимного обмена идеями между биологией и экономической наукой. «...Введение идеи дарвиновского естественного отбора в модели экономического поведения, - говорит Г.Стикс, - позволит получить полезные представления о том, как работают рынки, и давать более точные прогнозы того, как поведут себя участники рынка, будь то отдельные люди или организации. Подобные идеи приходили в голову экономистам и раньше. Так, экономист Торстейн Веблен (Thorstein Veblen) еще в 1898 г. полагал, что экономика должна быть эволюционистской наукой. А Томас Роберт Мальтус своими размышлениями о «борьбе за существование» оказал огромное влияние собственно на Дарвина. Как теория естественного отбора постулирует, что некоторые организмы наиболее способны к выживанию в определенной экологической нише, так гипотеза адаптивных рынков рассматривает различных игроков на рынке, от банков до паевых инвестиционных фондов, как «виды», конкурирующие за финансовый успех» [37, с.44-45].

Дональд Кэмпбелл: перенос идей Дарвина в теорию познания (эпистемологию)

Дональд Кэмпбелл (1916-1996) - американский психолог и социолог, внесший важный вклад в теорию развития науки. Анализируя ключевые особенности научного познания (творчества) и сопоставляя их с механизмами биологической эволюции, он пришел к выводу, что между прогрессом науки и эволюцией живой природы много общего. Настолько много, что развитие научного знания можно рассматривать как продолжение последовательного (длящегося миллионы лет) процесса, благодаря которому увеличивается степень адаптации организмов, возрастает сложность и разнообразие популяций и видов. Свои представления о природе научного поиска Д.Кэмпбелл изложил в статье под названием «Эволюционная эпистемология», впервые опубликованной в 1974 г.

Живые существа являются носителями информации (генетической, хранимой в хромосомах, иммунологической, содержащейся в сетях иммунных клеток, нейронной, хранимой структурами мозга). Развитие цивилизации и науки привело к тому, что информация, важная для жизнедеятельности человека, стала храниться в текстах (на различных носителях: от глиняных табличек и папирусных свертков до современных книг). Память ненадежна и способна забывать однажды запечатленные сведения, тогда как книжные, журнальные и иные тексты радикально увеличивают объем информации, которую мы можем долго хранить для дальнейшего использования. Другими словами, миллионы текстов, созданных человеком за десятки тысяч лет, - продолжение того, как природа хранит информацию в генах, иммунных клетках и нейронах животных.

Живая природа развивается методом проб и ошибок. На протяжении миллионов лет она создает огромное число организмов, которых проверяет (испытывает) на степень приспособленности к внешним условиям. Она систематически «перелопачивает» колоссальную массу имеющихся вариантов и возможностей решения (эволюционного решения). Именно такое «блуждание по дебрям возможностей», полномасштабный поиск и анализ всех вариантов периодически приводит ее к «изобретению» новых видов и разновидностей.

Но в науке человек поступает точно так же! Ученые в своих лабораториях, используя тот же метод проб и ошибок, ставят эксперимент за экспериментом, пока не обнаружат нечто новое. Кроме того, различные гипотезы, выдвигаемые для объяснения результатов экспериментов, также проходят стадию проб и ошибок. Верные идеи сохраняются, неверные - элиминируются. То есть скрининг на основе метода проб и ошибок используется на двух уровнях исследований: 1) на уровне постановки экспериментов и 2) на уровне генерации гипотез для объяснения определенных научных результатов. Обратив внимание на аналогию между широкомасштабным поиском, осуществляемым живой природой, и процессом проб и ошибок, который характеризует экспериментальную и теоретическую деятельность, Д.Кэмпбелл стал убеждаться в справедливости дарвиновского взгляда на науку. В статье «Эволюционная эпистемология» [38] он пишет о пробах и ошибках, сопровождающих работу ученых -экспериментаторов и теоретиков: «На одном конце шкалы - экспериментатор, исследующий вслепую, который в рамках возможностей данного лабораторного оборудования пробует варьировать каждый параметр и перебирает все сочетания, какие может придумать, не обращая внимания на теорию» [38, с.118]. Автор продолжает: «На противоположном этому слепому лабораторному исследованию конце шкалы расположена точка зрения на естественный отбор научных теорий, когда в режиме проб и ошибок математические и логические модели соревнуются друг с другом в адекватности решения эмпирических головоломок...» [38, с.118].

Понимая, что механизмом образования новых видов и разновидностей являются случайные наследственные изменения (вариации), повышающие жизнеспособность организмов, Д.Кэмпбелл по аналогии приходит к заключению, что одним из источников прогресса науки являются случайные (непреднамеренные, незапланированные) научные открытия. Такие находки часто делаются по принципу «серендипити»: искал одно - нашел другое. О существовании случайных открытий известно давно, и Д.Кэмпбелл ссылается в данном случае на Эрнста Маха (1838-1916), австрийского физика и науковеда, изучавшего такие открытия. Д.Кэмпбелл [38] говорит: «Когда в 1895 г. Э.Мах был приглашен вернуться в Венский университет, чтобы вступить в только что основанную должность профессора по специальности «История и теория индуктивных наук», для своего первого торжественного выступления он выбрал именно эту тему: «На открытие новых, не известных до сих пор областей фактов могут натолкнуть лишь случайные обстоятельства.» [38, с.109].

Известно, что в дикой природе главное требование, предъявляемое к животным, - их соответствие постоянно меняющимся условиям внешней среды, их способность адаптироваться и выживать в этой среде (спасаться от крупных хищников, терпеть нехватку питательных ресурсов). То есть внешняя среда отбирает особи, которые умеют существовать в таких условиях и оставлять потомство. А чему должны соответствовать идеи и гипотезы, конкурирующие друг с другом по степени плодотворности? Д.Кэмпбелл отмечает, что они должны соответствовать физической реальности (истине), а поскольку истина устанавливается с помощью экспериментов, гипотезы отбираются экспериментальными данными. Эмпирические данные - это фильтр, отбирающий одни идеи и бракующий другие. Как указывает Д.Кэмпбелл, «экспериментальные данные создают экологии или ниши, к которым теории адаптируются, то есть которые производят отбор теорий» [38, с.119].

Представления Д.Кэмпбелла можно резюмировать его высказыванием, которым, по сути дела, он начинает свою статью «Эволюционная эпистемология» [38]: «.. .Эволюция - даже в ее биологических аспектах - есть процесс познания, и парадигма естественного отбора как модель прироста такого знания может быть распространена и на другие виды эпистемич еской (познавательной) деятельности, такие, как обучение, мышление и наука. Господствующие философские традиции пренебрегали такой эпистемологией» [38, с.92]. «Метод познания, - подчеркивает автор, - хорошо знакомая нам дарвиновская процедура «проб и ошибок» [38, с.124].

Здесь уместно привести точку зрения американского физика Стивена Вайнберга, создателя теории, объединившей электромагнетизм и слабые ядерные взаимодействия и получившего в 1979 г. за эту теорию Нобелевскую премию. В книге «Открытие субатомных частиц» [39] С.Вайнберг относит открытие радиоактивности, сделанное Анри Беккерелем в 1896 г., к категории случайных, но утверждает, что таких непредвиденных находок в истории науки мало. Ученый пишет: «В истории науки число научных открытий, сделанных случайно, не так велико, как многие думают. Однако не вызывает сомнений случайный характер одного из величайших открытий, сделанных физиками двадцатого столетия, - открытия радиоактивности» [39, с.152].

Мы не согласны с тем, что случайные открытия - редкость в научном исследовании. На самом деле в эмпирической (экспериментальной) науке их достаточно много, в чем легко убедиться при анализе материалов, освещающих генезис (историю) важных экспериментальных результатов. Ниже мы приводим таблицу, в которой представлены открытия в области физики, сделанные непреднамеренно (случайно, по принципу «серендипити») и удостоенные Нобелевской премии.