Знак Вопроса 1998 № 02 Приложение — страница 6 из 13

Так что, получается, доверять особо сообщениям наших военных чинов уже не приходится. Хотя бы потому, что уж если такие заряды были у американцев, то наверняка тайна их создания за 30 лет стала известна и нам. Если бы даже собственные научные умы подкачали, то разведка бы сработала, как это было уже в истории создания обычной атомной бомбы.

В общем, исходя из всего вышесказанного, получается, что картина с ядерными мини-зарядами отнюдь не столь оптимистична, как то постарались обрисовать наши официальные чины. Кстати, в комментарии к тому телепоказу представитель Минатома России Георгий Кауров открыто признал, что аналогичные заряды производились и в России, хотя их «никогда не упаковывали ни в какие чемоданчики». Это чуть позднее подтвердил в своем выступлении по радио России и сам министр Виктор Михайлов. Так что нас с вами, похоже, попытались выставить «пешками в большой игре». Именно так назвал свой очередной детектив с теми же главными героями тот же Данил Корецкий…

УДИВИТЕЛЬНОЕ РЯДОМ

ЖИЗНЬ БЕЗ ТВОРЦА,
или
Можно ли вырастить человека в компьютере?

Помнится, в сентябре 1987 года более чем 150 специалистов, собравшихся на конгресс в Лос-Аламосе (США), дали начало новому научному направлению — искусственной, или компьютерной, жизни. По существу она представляет собой разновидность компьютерного моделирования, позволяющую лучше понять некоторые аспекты окружающей нас жизни. Теперь вот, говорят, компьютерщики решили воссоздать виртуально даже процесс сотворения мира и жизни в нем. Так ли это?

Иван Смирнов, г. Москва


КАК СТАТЬ БОГОМ? По аналогии с биологическим термином in vitro, что в переводе с латыни означает «в стекле», опыты с новой жизнью получили название in silico, то есть «в силициуме», в кремнии, который, как известно, является основой многих элементов микроэлектроники.

Основателем нового научного направления считают Кристофера Гейла Лэнгстона, который, начиная с 80-х годов, вел первые опыты по компьютерному моделированию в Лос-Аламосской национальной лаборатории в рамках своей докторской диссертации.

Однако прежде чем его приняли в столь престижное научное учреждение и позволили работать над докторской диссертацией, Лэнгстону пришлось пережить немало приключений и треволнений. Родился он в 1948 году в Бостоне и с детства производил на окружающих впечатление человека, у которого не все дома: вместо того чтобы бегать на спортивной площадке, он часами просиживал у компьютера, предпочитая занятия программированием всякому другому время провождению.

Поступив в университет Аризоны, он продолжал свои занятия и вскоре нащупал тему, которая стала делом всей его жизни. Тут надо сказать доброе слово об известном кибернетике Джоне фон Неймане. Когда молодой компьютерщик рассказал ему о заумной идее создать жизнь в недрах компьютера, великий ученый серьезно отнесся к идее молодого энтузиаста, понял суть его работы и благословил на продолжение исследований.

В итоге примитивные картинки на экране дисплея, с которыми начинал работать Лэнгстон, через несколько десятков поколений превратились в самых различных существ, которые помогают понять процессы, над познанием которых ученые бились десятилетиями. В том числе и над такими «вечными» проблемами, как зарождение жизни на нашей планете.


КАК ВАРИЛСЯ «СУПЧИК»? Как только в руки биологам попал компьютер, они перестали заниматься одним лишь изучением живых существ, а сами взялись творить их. Подобно богам, ученые порождают новые, на сей раз виртуальные миры — населяют их искусственными организмами и наблюдают за тем, с какой изобретательностью их творения борются за место под неестественным солнцем, пресекая любые происки конкурентов.

Эндрю Парджеллис, исследователь из лаборатории Белла, сделал новый шаг в моделировании эволюционных процессов. Он доказывал, что искусственная жизнь может зародиться сама собой без участия человека-творца. В мире битов и байтов единственной реальностью являются компьютерные программы. В принципе программа, которая путем копирования транслирует себя с одного участка памяти на другой, отвечает важнейшему критерию, по какому мы отличаем живую материю от неживой: она размножается.

Впрочем, за этим искусственным организмом, естественно, скрывается гений программиста, который умеет расположить нужные команды в правильной очередности.

Тогда Эндрю Парджеллису захотелось узнать, а не может ли подобная — то есть наделенная репродуктивной способностью — программа возникнуть совершенно спонтанно? Он решил смоделировать процесс зарождения жизни на Земле: как известно, жизнь на планете возникла около четырех миллиардов лет назад из так называемого «первородного супа», хаотической смеси аминокислот.

Конечно, если судить строго формально, то и на этот раз без участия человека все-таки не удалось обойтись: ведь свой цифровой «первородный суп» Парджеллис «помешивал» вручную. Состояла же смесь из 16 различных команд. Инструкции эти как бы соответствовали 20 аминокислотам, ингредиентам земного «первородного супа», без которых жизнь никогда не возникла бы.

Итак, команды были заложены в компьютер. Теперь над составлением программы трудился Его Величество Случай. По всему объему памяти ЭВМ беспрестанно пробегали цепочки команд. Время от времени операционная система «освежала память»: выбраковывала старые программы и заменяла их новыми. Кроме того, операционная система моделировала мутации, то есть случайные изменения кода программы.

Хитрости эволюции и впрямь принесли свои плоды. Из безжизненного программного кода зародилась цепочка команд, которая размножалась словно амеба и очень быстро заполняла своими отпрысками все свободные участки памяти.

Эксперименты повторялись — этот цифровой организм поначалу оказывался весьма несовершенным и лишь со временем взрослел. Зачастую в цепочку команд внедрялись совершенно ненужные приказания: они затрудняли размножение программы или вообще пресекали его. Однако виртуальная эволюция не стояла на месте: мутация и естественный отбор делали свое дело и со временем искореняли негативные качества, заложенные в программу.

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…