[Читальный зал, Научно-популярное, Биотехнологии, Мозг] Как на Земле появился Homo Sapiens Sapiens
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Появление на нашей планете человеческого разума – загадка, ответ на которую ищут уже не одну тысячу лет. Современные представления о процессе возникновения разума очень напоминают мне знаменитый алгоритм из Южного Парка.
Где Фаза 1 – это набор данных (из археологии, сравнительной физиологии, анатомии, молекулярной биологии и т.д.), а Фаза 3 – это «конечный продукт», т.е. мы с вами. При этом Фаза 2, в полном соответствии с алгоритмом, состоит в том, чтобы «как можно быстрее перейти к Фазе 3». Лично меня этот алгоритм не вполне устраивает, и в данном исследовании я хочу задержаться именно на Фазе 2. Так как каждую проблему надо анализировать, а каждый тезис – доказывать, под катом будет много букв.
Перейти к Фазе 2.
Описание проблемы
В дальнейшем для краткости я буду понимать под «появлением/возникновением разума» именно появление разума у современных людей.
Основная проблема с изучением процесса появления разума на Земле – это отсутствие достоверных данных о далеком прошлом. Это можно сравнить со сборкой пазла из кусочков, высыпанных из коробки. У нас нет (и, скорее всего, никогда не будет) картинки, на которую мы могли бы опираться, и мы даже не знаем, все ли кусочки пазла имеются в нашем распоряжении. С одной стороны, это сильно затрудняет поиск истины, с другой – делает этот процесс захватывающим и интригующим.
Чем не устраивает текущее положение дел
Когда пытаешься проследить историю возникновения разума, то постоянно натыкаешься на большие белые пятна, и максимум, на что можно рассчитывать – это хронология появления артефактов и датировка костных останков. То есть ответы на вопросы «Что? Где? Когда?». Эти данные, безусловно, важны, однако они не дают ответа на вопросы «Как? Почему? Вследствие чего?», которые представляют наибольший интерес.
Ответы на эти вопросы тем более сложно найти, если учитывать известные механизмы генетической передачи информации и естественного отбора. Как замечательно выразился Б.Ф. Поршнев: «Всё то, что в книгах было написано о происхождении человека,… уже тем одним плохо, что недостаточно сложно» [1], с. 12. Все, что можно откопать в литературе – это догадки, основанные на том или ином наборе известных данных. Однако ни одна и этих моделей не дает ответы на естественные вопросы:
- Как именно появился разум?
- Почему он появился именно в этот период, а не раньше или позже?
- Почему он появился только у одного вида?
- Мог ли он появиться у других видов, и в какой форме?
- И на многие другие.
Поиску ответов на эти вопросы и посвящена данная статья.
Описание текущей модели
«Исход из Африки»
Гипотеза африканского происхождения человека (или «теория моноцентризма») на сегодняшний день является доминирующей. Согласно ей, сначала в каком-то районе Африки появилось маленькое племя разумных людей, а потом они размножились, разошлись по разным континентам, и – вуаля! – мы сегодня имеем человеческую цивилизацию. При этом история эволюции людей как вида отслеживается по костям (черепам и скелетам), и предполагается, что эволюция сознания (разума) взаимно-однозначно связана с эволюцией скелета/черепа.
Правда, палеоантропологи признают, что «анатомическая идентичность» древнего скелета еще не означает «разумную идентичность», и наиболее надежный признак того, что найденный скелет принадлежит именно Homo Sapiens Sapiens – это наличие рядом с костями «человеческих» орудий труда или рисунков. Тут следует упомянуть, что скелеты (или кусочки костей), «анатомически идентичные» или очень близкие к современным людям, иногда имеют возраст в несколько сотен тысяч или даже миллионов лет, тогда как датировка по орудиям труда или (наскальным) рисункам обычно гораздо ближе к современности.
Палеоархеология, палеогенетика и миграции древних людей
В основе любой модели антропогенеза лежат данные палеоархеологии. Представители этой науки добывают древние артефакты (костные останки, предметы материальной культуры и т.д.), и определяют время их происхождения. Благодаря им мы можем, опираясь на материальные свидетельства, построить временной ряд наступления тех или иных событий и изменений в истории.
Палеогенетика (или археогенетика) – изучает историю человечества, анализируя древние биологические образцы (ДНК, извлеченная из костей и зубов) и изменения в геномах современных людей. На основе полученных данных можно сделать выводы о смешении разных популяций и примерном времени, когда это произошло. Также палеогенетика, основываясь на скорости мутаций в генах, позволяет примерно оценить, когда и где появилась та или иная популяция людей.
Обобщенные данные палеоархеологии и палеогенетики позволили примерно представить картину миграций древних людей из Африки (см., например, статью «On the origin of modern humans: Asian perspectives»):
Изображение из статьи
Из всех этих данных нас будут интересовать два момента: (а) появление современных Homo Sapiens примерно 200 тысяч лет назад (что связывают с «митохондриальной Евой») и (б) «верхнепалеолитическая революция» которая произошла примерно 40-50 тысяч лет назад.
Митохондриальная Ева
Как, наверное, знают многие читатели, анализ митохондриальной ДНК (мтДНК) современных людей дал довольно неожиданный результат: у всех нас мтДНК происходит от одной-единственной самки, которая жила примерно 200 тысяч лет назад. Ее принято называть «митохондральной Евой». Как подчеркивают ученые, это не значит, что мы все происходим от нее – у первобытных Homo Sapiens могли быть разные отцы и матери (вплоть до скрещивания с неандертальцами и денисовцами). Однако сегодня все женщины являются потомками «Евы» по материнской линии. Может, ее наследницы были более сексуально привлекательны, может, они обладали повышенной выживаемостью или плодовитостью – мы не знаем. Но в конечном счете именно «дочери Евы» вытеснили всех остальных самок из человеческой популяции.
Логический вывод (или, по крайней мере, предположение), который мы можем сделать из этого факта: 75-50 тысяч лет назад уже многие (но не обяательно все) представители Homo Sapiens имели в своей Х-хромосоме участок, доставшийся им от «митохондриальной Евы». Это – важный момент, который нам пригодится в дальнейшем в наших рассуждениях.
Верхнепалеолитическая революция
Другой важный для нас момент – это наступление «верхнепалеолитической революции». Приведу цитату из Википедии:
«Считается, что люди современного анатомического облика (Homo sapiens sapiens) появились около 200 000 лет назад в Африке. Однако их внешний вид не стал причиной изменения их образа жизни по сравнению с эректусами и неандертальцами. Люди по-прежнему использовали все те же грубые каменные орудия.»
Об этом же говорит в своей монографии Б.Ф. Поршнев: «Сложившуюся в связи с этим ситуацию весьма тщательно рассмотрел советский антрополог М. И. Урысон. Он признаёт за аксиому, что человека отличает изготовление и использование орудий, но показывает невозможность связать появление этого признака с какими бы то ни было существенными анатомическими изменениями. Ни прямохождение, ни строение верхних и нижних конечностей, ни зубная система, ни объём и форма мозговой полости черепа не засвидетельствовали этого сравнительно анатомического барьера, или рубикона.» [1], с.35.
Вернемся к Википедии: «Около 50 000 лет назад древняя каменная индустрия изменилась. Вместо одной-двух археологических культур, сходных на всех континентах, появилось множество разнообразных культур и артефактов. Сначала в Африке, а затем и в других регионах кроме каменных появились изделия из кости и рога, а также значительно увеличилось количество произведений древнего искусства. Судя по находкам в южноафриканской пещере Бломбос, в эту эпоху люди научились ловить рыбу. В течение последующих 3—4 тысяч лет новые технологии распространились и в Европе.»
То есть с момента появления (200 тысяч лет назад) люди 150 тысяч лет жили ни шатко, ни валко, и вдруг – 50 тысяч лет назад – им попала вожжа под набедренную повязку, и они резко начали создавать новые технологии, рисовать и ловить рыбу. Я считаю, что это – материальное проявление скачка в уровне разумности людей.
Палеоантропологи никак не объясняют причины этого скачка – просто отмечают сам факт и считают, что человеку, наконец, приспичило заняться развитием материальной культуры – вот он и занялся. А разумным он, «конечно же», был и до того. Ибо уже имел современный скелет и череп, и даже ген FOXP2, отвечающий за модуляцию голосовых мышц. То есть уже давным-давно мог думать и говорить как мы с вами. Железная логика.
Судить о разумности существа по форме его черепа и скелету – все равно, что судить о мощности компьютера и его софте по размерам корпуса и форме материнской платы.
Проблемы теории антропогенеза
Я думаю, что перечисленных выше фактов достаточно для того, чтобы сформулировать проблемы, с которыми де-факто имеет дело теория антропогенеза, и связанные с ними вопросы, требующие четкого ответа.
Пространство и время
Самая первая и очевидная из проблем – это пространство-время. Дело в том, что 50 тысяч лет назад – очень близко к нашему времени. Люди к этому моменту были уже рассредоточены по довольно обширным площадям, и, если мы вдруг скажем, что человеческий разум появился именно в эту эпоху, то нам надо будет объяснить, а как же, черт побери, одно и то же свойство («разум») вдруг появилось на таких огромных площадях, в столь разных условиях обитания и притом в популяциях, практически не взаимодействующих друг с другом. Эта проблема очевидна и возникает сразу же, как только мы выдвигаем такое «крамольное» предположение. Поэтому те ученые, которые придерживались подобной теории, просто говорили о «самозарождении» разума во многих местах одновременно (т.н. «теория полицентризма» ).
Одно время теории моноцентризма (происхождение людей в одном месте) и полицентризма «боролись» практически на равных, апеллируя к разным археологическим данным, но, с появлением генетического анализа, доказавшего единые корни всех людей, полицентристов забили как мамонтов перестали принимать во внимание. Моноцентристы же, памятуя о недопустимости «слишком быстрого» развития разума, стараются всячески растянуть процесс его эволюции (желательно – до нескольких миллионов лет). В эту «копилку» обычно складывают факты нахождения частей скелетов, «анатомически идентичных» современному человеку и имеющих возраст в сотни тысяч или миллионы лет. Туда же кладут камешки и кости, на которых имеется пара-тройка царапин, которые интерпретируются как «первобытное искусство». Как правило, такие находки чаще всего родом из Африки, что подтверждает торжество исторического материализма «африканские корни» человечества.
Эволюция vs революция
Следуя всесильному, потому что верному эволюционному учению, биологи стараются увидеть эволюцию во всем, с чем сталкиваются. Во многих случаях такой подход оправдан и дает положительные результаты, однако в случае с появлением Homo Sapiens Sapiens все не так уж и гладко. Здесь я хочу привести ряд цитат из книги Поршнева [1]. Этот выдающийся ученый посвятил многие годы изучению происхождения человека и прекрасно знал как фактический материал, так и болевые точки современных ему теорий.
с. 40:
«Итак, все попытки добиться от палеолитических каменных орудий ответа на вопрос об основном отличии человека от животных построены на желании видеть в древних каменных орудиях своего рода скорлупу, раздавив которую мы найдем понятие «труд», которое в свою очередь — скорлупа, скрывающая суть дела, ум, психику человека. Однако, чем больше акцентируется «коренное отличие» человека от животных, тем более туманными становятся механизм и непосредственные причины перехода от одного к другому.»
с.43-44:
«Главный логический инструмент эволюционизма в вопросах психологии (и социологии) — категория, которую можно выразить словами «помаленьку», «понемножку», «постепенно», «мало-помалу». Помаленьку усложнялась и обогащалась высшая нервная деятельность, мало-помалу разрастался головной мозг, понемножку обогащалась предметно-орудийная и ориентировочно-обследовательская деятельность, постепенно укреплялись стадные отношения и расширялась внутривидовая сигнализация. Так по крайней мере шло дело внутри отряда приматов, который сам тоже понемногу поднялся над другими млекопитающими.
Если вглядеться, увидим, что тут скрыты представления о неких «логических квантах» или предельно малых долях: «немного», «мало» и т. д. Раз так, уместно задуматься: разве чудо перестанет быть чудом от того, что предстанет как несчётное множество чудес, пусть «совсем маленьких»? Ведь это разложение не на элементы, а на ступени лестницы.
Теологи это давно поняли, вот почему они перестали спорить с эволюционистами. Да, говорят они, человек создан богом из обезьяны (неодушевлённой материи), и то, что в мысли бога — вневременный миг, «день творения», то на земных часах и календарях можно мерить несчётным числом делений. Создатель вполне мог творить человека так, как описывает эволюционная теория. Слепцы, продолжают теологи, вы думаете, что своими измерениями переходных ступеней вы посрамили чудо, а вы теперь поклонились ему несчётное число раз вместо того, чтобы поклониться один раз.»
с.44:
«Мы не потому за пропасть, что хотим с ней навеки примириться.… Но мы открытыми глазами смотрим на тот факт, что переход от зоологического уровня к человеческому ещё не объяснён.»
Здесь автор книги делает акцент на том, что переход от «не-разумности» к «разумности», во-первых не объяснен (на момент написания книги), а во-вторых – что этот переход был не плавно-постепенным (понемногу-помаленьку), а скачкообразным, «прыжком через пропасть».
И далее:
«В советских учебниках и обобщающих книгах мы находим микст из того и другого: и качественный рубеж, отделяющий человека… от обезьяны,… и иллюзию эволюционного описания того, как «последняя обезьяна» доросла до роковой точки, а «первый человек» постепенно двигался от этой обезьяньей точки дальше. Это лишь иллюстрирует, что обе позиции действительно сходятся в одну. Самое главное всё равно остаётся вне поля зрения: почему произошёл переход. Это разочаровывает и заставляет искать новые пути.»
Последняя фраза актуальна и сегодня, спустя 50 лет после публикации первого издания книги.
Чтобы попытаться найти «новый путь», я хочу для начала определить, а что же мы, собственно, ищем. То есть попытаюсь дать свое определение того, что есть «разум».
Что есть «разум»?
У биологов нет точного определения этого «свойства организма», пользуясь которым можно было бы, глядя на живое существо, сказать, разумно оно или нет. Философы стараются дать такое определение («высший тип мыслительной деятельности»), которое бы было применимо только к человеку и неприменимо к животным. Я же хочу дать такое определение исследуемого свойства, которое можно было бы объяснить компьютеру, т.е. перевести на алгоритмический язык и сделать количественно измеряемым (хотя бы в принципе). Неплохо будет, если это определение позволит «измерять разум» также и у животных и искусственных систем.
Чтобы описание было единым для разных систем, я буду пользоваться структурными единицами, характерными для компьютеров – ОЗУ, ПЗУ, процессор (его архитектура, набор команд), устройства ввода (первичные сенсоры), BIOS и firmware (набор программ, изначально заложенных в ПЗУ). В искусственных системах параметры этих структур определяются заводами-изготовителями. В биологических системах подобный «хардвер» определяется генами и формируется в процессе роста организма.
В этой метафоре жизненный опыт можно описать как базу данных, накопленных в процессе взаимодействия с окружающим миром, и алгоритмы (правила), сформулированные в результате обработки этих данных.
Очевидно, что «разум», чем бы он ни был, полностью является результатом работы «встроенного железа». Сегодня это должно быть столь же очевидно, как и то, что поведение мощного ПК отличается от поведения калькулятора не потому, что ПК подключен к Интернету и может общаться с тысячами себе подобных или потому, что у него есть речевой ввод-вывод, а потому, что, при единых принципах функционирования, ПК обладает гораздо более мощным процессором, бóльшим объемом ОЗУ и ПЗУ, и, соответственно, способен выполнять намного более сложные программы.
Давайте попробуем разобраться, как «качество разума» («степень разумности») связано с перечисленными выше структурными единицами (ОЗУ, ПЗУ и т.д.) и их параметрами.
«Софт и железо» разума
Если попытаться выделить наиболее типичные процессы «разумного мышления», по можно выделить следующие:
- восприятие,
- абстрагирование,
- запоминание и извлечение из памяти,
- установление ассоциативных связей,
- принятие решений на основе поступающей и накопленной информации.
Каждый из них связан со своими «встроенными алгоритмами» и определенными требованиями к «хардверу».
Итак, восприятие. Это – поток первичных сигналов от сенсоров. Мы не будем останавливаться на механизмах первичной фильтрации, сжатии данных и очистке от шума, т.к. для наших рассуждений это не имеет значения. Поэтому мы будем считать, что первичные сенсоры (зрение, слух и т.д.) выдают на выходе достаточно «чистые» сигналы, готовые к дальнейшей обработке.
Абстрагирование – более сложный этап. На нем происходит замена всей совокупности первичных сигналов на «внутреннее представление». То есть картинка «вкусной» или «невкусной» ягоды (содержащая, условно говоря, миллионы бит) заменяется на «внутренний образ» «вкусной»/«невкусной» еды, который может содержать (опять же условно) только один или несколько десятков или сотен бит. Мы можем сказать, что абстрагирование – это сопоставление определенному потоку сигналов некоторого комплексного вектора «телесного состояния», который содержит информацию как о внешней среде, так и об ощущениях организма, соответствующих этому состоянию среды. Не забываем, что перекодирование «поток сигналов -> вектор состояния» осуществляется исключительно на уровне «хардвера». Этот процесс мы можем сравнить с формированием весов автокодировщика. Как и восприятие, абстрагирование – достаточно универсальный биологический механизм и работает у многих организмов.
Запоминание – собственно передача сформированного вектора состояния в кратковременную память (ОЗУ), а затем – в долговременную память (ПЗУ). Здесь следует отметить, что структура «хранилища данных» в существенной мере оптимизирована под структуру соответствующих векторов состояний. То есть наиболее эффективно (с наименьшими затратами энергии) организм будет запоминать те векторы состояний, под которые оптимизирована его память. Соответственно, механизмы извлечения данных из памяти должны быть оптимизированы для работы с типичными векторами, чтобы можно было быстро и легко извлекать запомненную информацию и пользоваться ней.
Очевидно, что оптимизация (повышение эффективности) механизмов абстрагирования и запоминания/вспоминания в процессе эволюции шла параллельно, и они хорошо согласованы друг с другом.
Судя по всему, у животных эти механизмы оптимизировались в направлении повышения выживаемости. То есть они позволяют весьма эффективно кодировать и запоминать прежде всего жизненно важные состояния и ситуации. Например, встреча с хищником, полезная/вредная пища, укрытия и места кормежки, и т.д., и т.п. Легко представить, что, в полном соответствии с принципом естественного отбора, особи с более эффективной работой подобных механизмов получали преимущество для выживания, что способствовало генетическому закреплению этих качеств.
И, наконец, установление ассоциативных связей. Во многих случаях работа этого механизма сводится к формированию условных рефлексов (зажегся свет – выделился желудочный сок), т.е. передаче обработки ассоциаций на «аппаратный уровень», так как «телесный процессор» (т.е. тело в целом) обладает большой мощностью и может решать множество задач с минимальными затратами энергии. Для выживания в дикой природе такой подход во многих случаях вполне оправдан. Если ты охотишься или спасаешься от хищника, у тебя нет времени на рассуждения – решения должны приниматься максимально быстро, «на автомате».
Если же какие-то ситуации встречаются достаточно часто на протяжении длительного времени, (тысячи или миллионы лет), то соответствующие алгоритмы переносятся еще на уровень ниже и становятся «жестко» генетически запрограммированными. Животному гораздо проще научиться рыть норы и делать гнезда, отращивать шерсть, увеличивать запасы жира на зиму, научиться менять окраску в соответствии с временами года или мигрировать в другие края, чем задумываться о необходимости постройки жилища, которое бы свело на нет изменения во внешней среде.
Отличия, отличия...
Теперь мы можем сформулировать отличия человеческого разума от разума животных (см. таблицу). Здесь признаки, описывающие животных, приводятся для «естественных» условий существования, т.е. в дикой природе, в отсутствии взаимодействия с человеком.
Еще один важный признак, который мы пока что не упоминали – это «автоматическое» освоение речи у новорожденных. Этот процесс целиком и полностью осуществляется «внутренним железом» и, следовательно, целиком и полностью определяется генетически заложенными механизмами.
Мы уникальны – но почему?
На первый взгляд, отличия «механизмов разума» человека от таковых у других животных не столь уж и принципиальны. Ну, есть у нас память, которая в десятки, тысячи или миллионы раз больше по объему, чем у тех же обезьян, – ну и что? Ну можем мы оперировать совершенно абстрактными понятиями, которые никаким боком не влезут в ум животного – так и что из того? И что странного в том, что человеческие детеныши с рождения впитывают абстрактную информацию, словно губки?
Да ничего странного, Карл. Если только ты не задаешься вопросом – а каким образом эти свойства появились у диких животных, которыми, по сути, были Homo Sapiens двести тысяч лет назад? Как именно существа, которые только и могли, что собирать корни-ягоды и худо-бедно обтесывать булыжники, получили разум, позволяющий им создавать космические корабли, строить атомные станции и заглядывать вглубь микромира и в самые дальние уголки Вселенной? И самый главный вопрос – какие именно условия внешней среды действовали на Homo Sapiens, что они были вынуждены выработать свой суперразум, и почему эти же условия не действовали на других животных, которые обитали в тех же местах?
Здесь я использую простейшую логику: если в природе есть какой-то фактор, давление которого вынуждает меняться какой-то один вид, то тот же фактор действует и на другие виды, пусть и в меньшей степени. В результате распределение видов по степени адаптации к этому фактору будет «достаточно непрерывным». То есть, если всем холодно, то кто-то лучше научится сохранять температуру тела (например, отрастив мех или увеличив жировую прослойку), кто-то – хуже, а кто-то вообще будет впадать в зимнюю спячку в пещере или научится промерзать насквозь без вреда для здоровья. То же самое справедливо по отношению к скорости бега, способности распознавать запахи и т.д. И если мы вдруг обнаруживаем фактор, по которому один-единственный вид имеет гигантское преимущество перед другими, то впору остановиться и сказать: «А какого черта?».
Чтобы проблема возникновения разума стала более явной, хочу обратить внимание читателей, что разум – это не биологический феномен, а информационный. И совершенно очевидно, что в естественном окружении диких приматов не было и нет факторов, создающих давление естественного отбора в направлении повышения скорости и эффективности переработки информации. Иначе мы бы сегодня видели горилл, добывающих огонь трением, или шимпанзе, ловящих рыбу удочкой.
А как мог бы возникнуть разум?
Может, утверждение о том, что в природе отсутствуют условия для эволюционного появления человеческого разума, слишком опрометчивое? Чтобы понять, так это или нет, давайте попробуем сформулировать условия, в которых давление естественного отбора «подталкивало» бы к появлению разума.
Для этого еще раз вспомним, что разум – это следствие существования «хардвера». Без процессора с необходимой архитектурой, без ОЗУ и ПЗУ, оптимизированных для работы с соответствующим форматом данных и имеющих большой объем, без BIOS и firmware, «подогнанных» под решаемые задачи, «человеческое» сознание просто невозможно. То, что мы понимаем под «разумом» — это результат работы всего этого «железа». Причем его структура заложена в генах.
Все было бы легко и просто, если бы накопленный опыт и знания родителей непосредственно передавались потомкам. На этом предположении была построена теория Энгельса о роли труда в превращении обезьяны в человека. Однако сегодня мы знаем, что это не так, и что механизмы появления новых качеств обязательно должны быть обоснованы с точки зрения генетики. По этой же причине я считаю неадекватными теории, «объясняющие» появление разума социальными причинами (типа «хотелось общаться побольше, так как люди – социальные животные»). Все подобные теории объясняют появление разума на уровне «что-то как-то где-то», и самый главный аргумент в них – «но сегодня же мы имеем то, что имеем, значит, оно как-то возникло!» Подобные объяснения, возможно, и вполне приемлемы для гуманитариев, но не для инженеров.
Поэтому самым первым и естественным предположением будет идея случайной мутации: когда-то в стаде первобытных Homo Sapiens появился мутант (или мутантка), у которого (которой) совершенно случайно появился такой геном, который породил весь необходимый набор «хардвера» – целиком и сразу. Этот мутант сумел выжить и дать потомство, причем, благодаря своему выдающемуся интеллекту, его потомки обладали повышенной выживаемостью, и стали плодиться и размножаться. И в результате появились Homo Sapiens Sapiens.
Как вариант этой модели можно рассматривать концепцию «накопления мутаций», когда у одного мутанта появился необходимый «центральный процессор», у его потомка – увеличился объем ОЗУ, у его потомка – расширилось ПЗУ, и т.д., пока не появился весь набор требуемого «железа». Недостаток этого варианта – здесь мы должны объяснить, почему, собственно, происходило накопление требуемых мутаций, почему они были взаимно-согласованы и почему они при этом не терялись «за ненадобностью», как это часто бывает.
Все человечество – от одного мутанта? Не думаю
С точки зрения палеоантропологии, наиболее «удобная» модель – это происхождение человечества от одного-единственного мутанта, о которой мы говорили выше. Случайные мутации вполне могут происходить и даже закрепляться в потомстве, здесь нет никаких противоречий с принципом эволюции. Причем мутации могут быть самого различного толка – «как бог на душу положит». Вся прелесть здесь – в том, что ничего не надо объяснять, достаточно просто приговаривать, что «а вот так вот оно само получилось».
В принципе, можно было бы согласиться, что и структура центрального процессора, и большой объем абстрактной памяти – следствие одной-единственной случайной мутации (например, в каком-то одном гене). Но вот с врожденным механизмом освоения речи возникает проблема: это не просто какой-то статический параметр (типа объема ОЗУ), а программа, активно действующая с момента «запуска системы». И для формирования и генетического закрепления этой программы должно поддерживаться длительное и непрерывное давление естественного отбора (десятки тысяч лет? миллионы лет? – явно не пара десятков веков). Причем для того, чтобы эта программа эффективно закреплялась, новорожденный уже должен находиться в окружении говорящих взрослых. То есть возникает проблема «курицы и яйца».
Вероятность самопроизвольного появления такой программы в результате случайной мутации, а не в результате длительного и жесткого естественного отбора, исключительно мала. Я считаю, что такая вероятность вообще строго равна нулю. Поэтому я отклоняю гипотезу о появлении разума в результате естественной «разовой» мутации.
Его Величество Естественный Отбор
Так как мы хотим оставаться на позициях научного (не обязательно марксистско-ленинского) материализма, наша задача – попытаться построить такую цепочку причинно-следственных связей, которая, с одной стороны, учитывала бы материальные процессы передачи и корректировки генетической информации (мутации, половой отбор и т.д.), а с другой – влияние внешней среды на эти процессы.
В рамках этой модели мы будем считать, что «направленное» изменение генома происходит под давлением факторов внешней среды. Эти факторы могут быть как физические (температура, скорость движения, звуки и т.д.), так и биологические (предпочтения, отдаваемые при выборе полового партнера). И чем сильнее давление факторов естественного отбора, тем быстрее происходит трансформация генома.
В первом случае действует преимущественно принцип «изменись или умри», а во втором – «изменись или не будет потомства». Наша цель – понять, какими должны быть факторы внешней среды (дикой природы), чтобы они стимулировали появление разума, способного создавать космические корабли, компьютеры и атомные реакторы.
Естественный отбор «по выживаемости»
Начнем с центрального процессора, BIOS и firmware. Эти три компонента должны идти в неразрывной связке и быть очень хорошо согласованы друг с другом. Их эволюция должна происходить в следующих направлениях:
- повышение быстродействия,
- повышение скорости принятия решений на основании данных, поступающих в реальном времени,
- повышение эффективности алгоритмов абстрагирования и кодирования информации,
- повышение эффективности извлечения информации из памяти.
В естественных условиях первые два требования могут соответствовать ситуации, когда существо сталкивается с быстро меняющейся сложной обстановкой – например, скачет по ветвям деревьев, как гиббон, спасаясь от хищников или следуя за сородичами. Те, кто не успевает или ошибается, – падают вниз и разбиваются или достаются хищникам.
Но 200 тысяч лет назад Homo Sapiens уже не скакали по веткам, а жили на земле. Их структура тела оптимизирована для двуногой ходьбы, а следовательно, и нервная система (включая мозг) – тоже. Поэтому, даже если у их предков и был центральный процессор, обеспечивающий требуемое для эффективной брахиации быстродействие, то при переходе к обитанию на равнинах он наверняка был утрачен «за ненадобностью» вместе с анатомическими особенностями, характерными для древесного образа жизни.
Теперь об алгоритмах абстрагирования. При обитании в неизменных или очень медленно меняющихся (скажем, за сотни или тысячи лет) условиях, потребности в глубоком абстрагировании нет. Эта потребность возникает, когда существо в течение жизни неоднократно меняет среду своего обитания (например, перемещается с одного континента на другой), и при каждой смене обстановки должно быстро понять, кто есть враг, а кто — нет, какая пища съедобна, а какая – вредна или опасна и т.д. Но миграция древних людей была очень медленной (примерно 400 метров в год [2]), и занимала не считанные дни или месяцы, а годы и десятилетия. Необходимости в удержании в памяти «того, что было» в совершенно других условиях и выделении в нем общих свойств с «тем, что есть» здесь и сейчас просто не возникало.
Изменения в окружающей среде были столь малы и постепенны, что к ним вполне можно был успеть адаптироваться, задействуя существующие механизмы. Соответственно, не было необходимости и в алгоритмической поддержке этих функций. Поэтому же и память вполне могла оставаться «телесно-ориентированной», а не оптимизироваться для хранения абстрактных свойств объектов.
Естественный отбор по половому партнеру
Здесь все еще проще. Нигде в дикой природе не происходит половой отбор или поиск партнера по «степени разумности». По внешним признакам, по запаху, по брачным мелодиям – сколько угодно. Но мы не найдем такой вид (кроме человека), у которого бы один половой партнер оценивал другого по способности накапливать информацию и эффективно ее обрабатывать. Да и у людей в основном мужчины «любят глазами», а женщины – «ушами».
Сказанное выше относится и к увеличению объема памяти и ее перестройке для хранения абстрактной информации – для движения в этом направлении в среде обитания приматов нет никакого давления естественного отбора.
Чтобы проблему решить, надо ее сначала понять
Пожалуй, мы уже собрали достаточно информации, чтобы сформулировать основные проблемы в теории антропогенеза. Давайте перечислим их в явном виде.
- Теория антропогенеза игнорирует информационный аспект эволюции разума. Прогресс разумности Homo Sapiens описывается post factum, просто констатируя этапы усложнения орудий труда. Движущие силы этого процесса не привязываются к объективным внешним условиям, присутствующим в природе.
- Внимательный анализ условий обитания древних Homo Sapiens показывает, что там отсутствовали причины появления разума, способного познавать Вселенную и создавать космические корабли и атомные реакторы. Теория антропогенеза игнорирует эту проблему.
- Теория антропогенеза не описывает процесс появления генетически запрограммированного механизма освоения речи, в частности, какие движущие силы естественного отбора действовали в этом направлении и как долго.
Подчеркнем, что речь здесь не идет о строении речевого аппарата и генов, связанных с управлением речевыми мышцами, а именно об информационном аспекте – способности устанавливать взаимосвязи между акустическими сигналами с одной стороны и процессами и/или свойствами объектов внешнего мира – с другой. Эта способность начинает действовать практически с момента рождения (или даже еще в утробе матери) и не является социально обусловленной.
- Теория антропогенеза не объясняет причины верхнепалеолитической революции, в ходе которой, по-видимому, и появился Homo Sapiens Sapiens.
Если не мы, то кто же??
Итак, похоже, наше исследование привело нас к тому, что мы (Homo Sapiens Sapiens) не должны были появиться в результате эволюции. Забавно. То есть все другие виды тихонько себе эволюционировали в полной гармонией с Природой, а мы откуда-то свалились примерно 50 тысяч лет назад. Причем сразу во многих местах и практически одновременно. Ой-ей, что-то тут не годится. Надо подумать.
Так как мы не рассматриваем варианты с вмешательством высших сил или инопланетян, наша задача – найти такой вариант развития событий, при котором конечный результат (появление Homo Sapiens Sapiens) обусловлен чисто земными процессами, которые имели (или могли иметь) место в биосфере 200-50 тысяч лет назад.
Для начала давайте сформулируем критерии естественного отбора, которые могли бы привести к появлению «хардвера», необходимого для функционирования разума.
- Повышение скорости обработки поступающей информации. Чем выше эта скорость, тем больше должно быть шансов на выживание.
- Повышение глубины абстрагирования информации. При столкновении с новыми условиями обитания шансы выжить должны быть больше у тех особей, которые быстрее смогут вычленить наиболее общие признаки у полезных и вредных продуктов питания, опасных и безопасных существ, быстрее адаптироваться к сигналам опасности в данной местности и т.д. Чтобы это направление отбора работало достаточно эффективно, существа должны часто (например, раз в полгода) менять условия обитания, причем эти условия должны значительно отличаться.
- Адаптация механизмов памяти к хранению абстрактных данных. Лучше выживать должны те особи, которые быстрее и надежнее запоминают абстрактные свойства объектов и процессов.
- Генетически заложенные механизмы установления взаимосвязей между акустическими сигналами и выделенной абстрактной информацией. Лучше выживать или иметь больше шансов на оставление потомства должны те особи, которые быстрее обучаются понимать сложные взаимосвязи между акустическими сигналами и поведением других особей. Причем эта способность должны быть крайне важной для выживания или оставления потомства.
Фактически, здесь мы говорим о причинах появления речи, однако надо иметь в виду, что речь не обязательна для функционирования разума. Но у людей разум и речь тесно связаны.
Мы уже отмечали, что эти условия не характерны для среды обитания древних людей. А для кого они могут быть характерны? Ответ очевиден – для птиц!
Птицы имели в запасе миллионы лет для эволюции и оттачивания до совершенства всех перечисленных выше функций. К тому же, поскольку они не могли иметь большой мозг, они отработали настолько эффективные алгоритмы построения и работы нервной системы, что их центральный процессор, отвечая всем перечисленным выше требованиям, занимает микроскопический объем.
Горизонтальный перенос – наше все
И теперь я хочу сформулировать самое спорное утверждение, лежащее в основе всей моей модели:
Появление разума у людей связано с горизонтальным переносом генов, определяющих принципы организации нервной системы, от птиц к Homo Sapiens.
Я понимаю, что при первом прочтении этот тезис может вызывать реакцию отторжения: «Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда».
Но давайте немного успокоимся и подумаем – а что, если это таки произошло? Противоречит ли оно каким-либо известным нам законам Природы? Нет. Может ли это («чисто теоретически») произойти? Да. Каким образом? Давайте подумаем.
В этой статье, например, указывается, что в геноме человека присутствуют гены, полученные от бактерий. Авторы статьи пришли к выводу, что горизонтальный перенос генов «… происходил и продолжает происходить в ранее неожиданных масштабах у многоклеточных животных и, вероятно, способствовал биохимическому разнообразию в ходе эволюции животных.»
В другом исследовании в геномах восьми животных, внешне не связанных друг с другом, были обнаружены участки одинакового генетического кода. Учёные обвинили в этом поксвирусы.
Наши предки (правда, довольно давно) позаимствовали у вирусов белки, когда-то служившие для построения оболочки вируса.
Сегодня можно найти большое число статей, посвященных горизонтальному переносу генов между разными видами. Нас же интересует перенос генетической информации между двумя многоклеточными организмами. Здесь я хочу привести цитату из довольно интересной статьи, посвященной горизонтальному переносу у животных:
«Recent evidence shows that HT of TEs (including non-LTR retrotransposons) is much more widespread and frequent than previously believed, affecting a broad range of organisms through numerous potential vectors.»
«Недавние результаты показывают, что горизонтальный перенос транспозонов (включая ретротранспозоны, не содержащие длинные концевые повторы) гораздо более распространен и встречается чаще, чем считалось ранее, распространяясь на широкий круг организмов через множество потенциальных переносчиков.»
Я не хочу глубоко погружаться в эту тему, т.к., во-первых, я в ней не специалист, а во-вторых, это может далеко увести нас от основной линии исследования. Если кратко (и очень приблизительно), я понимаю возможный механизм переноса генов между организмами так:
- Ретровирус внедряется в геном организма А.
- Ретровирус захватывает какой-то генетический код из А.
- Ретровирус с захваченным кодом выделяется в окружающую среду (например, со слизью или испражнениями).
- Ретровирус с захваченным кодом попадает в организм В и встраивается в его геном.
- Захваченный код из организма А попадает в геном организма В и, «если повезет», начинает там активно работать.
- Организм В начинает проявлять свойства/качества, присущие организму А, связанные с кодом, привнесенным ретровирусом.
Очевидно, что для того, чтобы в результате этого процесса организм В приобрел что-то полезное, должен выполниться ряд условий:
- Как минимум, должен произойти захват генетического кода из А.
- Код из А должен быть «приемлем» для организма В. Если, например, вирус захватит у птиц код повышенной пористости и легкости костей, то человек с такими костями долго не проживет, если вообще сможет нормально родиться. И вообще, в подавляющем большинстве случаев «что для русского хорошо, то для немца – смерть».
- Вирус должен встроиться в организме В в такое место в ДНК, чтобы там информация из А начала активно использоваться (а не пропускалась как информационный мусор) и при этом ничему не вредила.
Само собой, вероятность такого переноса крайне мала, но не обязательно равна нулю. А если мы имеем пандемию, связанную с вирусом, способным перетаскивать информацию между организмами, то, учитывая большое число заражений (или повторение пандемий на протяжении тысяч лет), такой перенос может произойти в десятках, сотнях или даже тысячах случаев.
Как это было: собираем пазл
Все началось с Евы
Я считаю, что теперь у нас есть достаточно кусочков пазла, чтобы попытаться собрать общую картину, хотя и наверняка весьма «дырявую».
Начнем с митохондриальной Евы. Она появилась примерно 200 тысяч лет назад, и ее наследницы довольно активно стали размножаться, занимая все большую и большую женскую часть популяции Homo Sapiens. Пока что ни «дочери Евы», ни их отпрыски не были по-современному разумны – это были такие же дикие полуобезьяны, какими были в то время неандертальцы. Может, неандертальцы даже были умнее и сообразительнее.
Во время первых (после появления митохондриальной Евы) миграций Homo Sapiens, которые, как мы помним, начались более 100 тысяч лет назад, потомки Евы, которые тогда уже составляли достаточно большую часть путешественников, расселялись по новым территориям. По ходу дела они скрещивались с местными племенами и, по мере возможности и способностей, обменивались с ними навыками изготовления каменных орудий. Опять же, большой разницы по уровню разума между пришлыми Homo Sapiens и аборигенами не было.
«Птичий вирус»
И вот, где-то 75-70 тысяч лет назад в природе появился новый штамм вируса. Какой это был вирус – ретровирус или зараза с более хитрым названием и алгоритмом работы, мы не знаем. Может, и никогда не узнаем. Поэтому я здесь буду просто называть его «птичий вирус». Почему «птичий»? Потому, что он мог эффективно заражать птиц и разноситься ими, попутно, по мере возможности, заражая всех, кто подвернется под крыло.
Для моих рассуждений важно лишь предположение, что птичий вирус обладал способностью к горизонтальному переносу генетического материала.
Учитывая очень низкий уровень социальной ответственности наших диких предков и не менее низкий уровень здравоохранения в первобытных племенах, никто тогда масок не носил и не соблюдал личную гигиену и социальную дистанцию. Короче — руки с мылом не мыли, спали навалом и жрали все подряд прямо с земли и с ветки. Вместе с птичьими (и не только птичьими) соплями и какашками, оставляемыми теми, кто мимо проходил или пролетал. И, естественно, вместе с птичьим вирусом в этих соплях и какашках. Что, не менее естественно, приводило к пандемии по траектории птичьей миграции.
Пандемии птичьего вируса были либо ежегодными, либо циклическими (например, раз в 50-100 лет), в зависимости от механизма его круговорота в биосфере. Весьма вероятно, что первичным очагом заражения, из которого пандемия распространялась по всему миру, была Африка. Сам вирус циркулировал в биосфере несколько тысяч (или десятков тысяч) лет. Дожил ли он до наших дней и сохранил ли свои свойства – неизвестно. Скорее всего – не дожил или утратил способность к горизонтальному переносу.
И здесь вступает в действие закон больших чисел.
Если долго мучиться, что-нибудь получится...
Даже при очень низкой вероятности переноса генетического материала от птиц к людям, но при огромном (многие сотни тысяч и миллионы) числе заражений, которые имели место на протяжении тысяч лет, рано или поздно происходил успешный горизонтальный перенос «птичьих генов».
Разумеется, вирус не выбирал, какой участок генома захватить у птички и кому из двуногих и куда его вставить в ДНК. Все происходило совершенно случайно. Но, как мы помним, «успешный» перенос генов, при котором они активно включаются в работу, возможен лишь при определенных условиях. Одно из важных (если не важнейшее) условие – «допустимость» работы нового кода на новом месте.
Давайте немного задержимся на этом условии. «Допустимость» изменения кода, определяющего работу или конструкцию органа означает, что новый код не нарушает роль органа в организме (или, по крайней мере, не изменяет резко его роль). Если вдруг мозг начнет выделять желчь или почка начнет расти до размеров печени, это закончится катастрофой. Скорее всего, такой организм умрет еще в утробе или вскоре после рождения. То есть, если по своей природе орган имеет устоявшуюся конструкцию и функционал, их резкое изменение ни к чему хорошему не приведет.
Нервы – всему голова
Однако у нас, как и у всех позвоночных, есть исключительно пластичный орган, который не имеет определенной «формы», функция которого жестко не фиксирована и который постоянно меняется на протяжении всей жизни. Это нервная система. Соответственно, перенос генетической информации, кодирующей алгоритм построения нервной системы, может пройти совершенно незаметно для организма, с точки зрения которого «практически ничего не произошло». Эффект от такой коррекции проявится только после рождения, когда новые программы, закодированные в новой структуре связей и принципах функционирования нейронов, начнут проявляться во взаимодействии с внешним миром.
Например, теперь у новорожденного человеческого детеныша может появиться «генетический императив», повелевающий запоминать и автоматически анализировать звуковое окружение – так же, как это делает певчая птичка, гены которой теперь встроены в ДНК ребенка. И если для птицы этот императив – результат миллионолетнего естественного отбора, то для новоявленного Homo Sapiens Sapiens – совершенно в буквальном смысле «дар небес».
И опять Ева
Так при чем же тут митохондриальная Ева? Дело в том, что новый генетический код не может начать эффективно работать, не попав на «правильное место». Для этого окружающие его гены уже должны быть ориентированы на те же функции, что и новый код. Ну какой смысл в гене, усиливающем способности к анализу и запоминанию звуков, в окружении генов, кодирующих плотность костей или рост зубов?
Поэтому добавление, условно говоря, «генов разума», было эффективно только для генома, в котором было место для встраивания подобных генов. То есть был участок, кодирующий структуру нервной системы, в который мог втиснуться птичий вирус и куда он мог вставить принесенные с собой птичьи гены.
Я предполагаю, что только геном митохондриальной Евы обладал такой удачной «посадочной площадкой». И поэтому только некоторые ее потомки смогли стать Homo Sapiens Sapiens. У всех остальных даже не было шанса. Ничего личного – просто так получилось.
Ну и что это нам дало?
Особенности нервной системы птиц – высокая скорость работы с данными, эффективная обработка визуальной информации, адаптация к звуковому окружению с момента рождения, абстрагирование информации. Все это «вбито» в их хардвер и оптимизировано до предела. Причем сами инструкции, кодирующие эти свойства, могут быть достаточно простыми – подобно тому, как простые инструкции, определяющие поведение клеточных автоматов, могут приводить к весьма сложному поведению коллектива автоматов.
Перенос этих инструкций в геном Homo Sapiens и их закрепление в ДНК и сделало нас «царями природы».
Таким образом, когда начались «пандемии разума», то тут, то там стали появляться отдельные особи Homo Sapiens Sapiens. Это не обязательно приводило к устойчивому развитию разумно-человеческой популяции. Так, «...«высокая» культура, при которой делались бусы из ракушек, появилась в Африке около 72 тысяч лет назад, но просуществовала недолго – около 1000 лет, а потом исчезла. И снова появилась около 65 тысяч лет назад»[2]. Однако примерно 50 тысяч лет назад количество, наконец, перешло в качество, и процесс стал необратимым. Это положило начало верхнепалеолитической революции, и появление космических кораблей и атомных реакторов стало лишь вопросом времени.
Перенос «птичьих генов» в геном человека привел к появлению речи, а также, вследствие гораздо большего объема мозга, дал нам намного большие объемы кратковременной и долговременной памяти – мы просто можем выделить для этого гораздо больше ресурсов, чем птицы. Также не стоит исключать возможность того, что комбинация человеческих и птичьих алгоритмов обработки и хранения информации привела к появлению качественно новых механизмов, которых не было ни у тех, ни у других.
Подводим итоги
Давайте кратко подведем итоги нашего исследования.
Никакая палео… логия или… номика не даст нам ответ на вопрос «Когда же и как именно появился человеческий разум?» Все, что мы можем – формулировать гипотезы и пытаться их доказать или опровергнуть. И моя гипотеза – лишь попытака максимально учесть все известные факты, а не отбрасывать какие-то из них в угоду своим воззрениям.
«Полная» модель, описывающая «эволюционное» появление Homo Sapiens Sapiens, должна явным образом описывать следующее:
- Какие факторы в дикой природе стимулировали появление данных качеств разума у Homo Sapiens:
- повышение скорости обработки информации;
- увеличение глубины абстрагирования информации;
- увеличение объема памяти, оптимизированной для работы с абстрактной информацией.
- Причины появления речи и механизм генетического закрепления освоения речи у новорожденных.
- Причины верхнепалеолитической революции.
Мы можем констатировать, что ни одна из существующих моделей антропогенеза не дает ответа на поставленные выше вопросы. Как правило, «объяснение» сводится просто к перечислению известных фактов и проведению аналогий с феноменами, наблюдаемыми в современной дикой природе и у первобытных племен. К тому же, все без исключения модели происхождения Homo Sapiens Sapiens игнорируют информационный аспект феномена разума.
Краткая хронология событий
Очень примерно хронологию событий можно представить следующим образом:
- 200 тыс. лет назад – появление «митохондриальной Евы». Размножение ее генотипа по популяции первобытных Homo Sapiens.
- 120 тысяч лет назад – очередная волна миграции из Африки в Евразию. Скрещивание с местными особями.
- 75 тысяч лет назад – появление «птичьего вируса», способного осуществлять горизонтальный перенос генетического материала.
- 75-50 тысяч лет назад – «пандемии разума». Появление среди «потомков Евы» первых Homo Sapiens Sapiens, закрепление «генов разума» в их ДНК. Появление «очагов разума» в разных местах обитания Homo Sapiens.
- 50 тысяч лет назад – верхнепалеолитическая революция: Homo Sapiens Sapiens, взяв за основу технологии своих предков и соседей, начали их активно развивать и совершенствовать. Начался отбор половых партнеров по «степени разумности» и отделение Homo Sapiens Sapiens от Homo Sapiens.
Краткое описание модели появления Homo Sapiens Sapiens
Предлагаемая мной модель может быть описана следующим образом:
- «Разум» – это прежде всего информационный феномен. Он связан с обработкой абстрактных (не привязанных к конкретным сенсорным сигналам) данных и базируется на способности запоминать и использовать очень большой объем абстрактных данных. Описание разума должно производиться в терминах и категориях, связанных с обработкой информации, и не должно быть привязано исключительно к человеку.
- В дикой природе отсутствуют какие-либо факторы, которые могли бы создать давление естественного отбора в сторону развития разума у древних Homo Sapiens.
- Речь не была причиной появления разума, а появилась в результате его возникновения (или, по крайней мере, одновременно с ним).
- Согласно моему предположению, разум у людей появился не вследствие эволюции, а в результате стечения ряда случайных событий:
- Появление в Африке в каком-то из племен Homo Sapiens митохондриальной Евы, от которой многим ее наследницам (и, возможно, наследникам) достался геном, допускающий горизонтальный перенос генов в участок, кодирующий структуру нервных связей. Это соответствует концепции моноцентризма и «исхода из Африки».
- Появление вируса, который был способен заражать как птиц, так и людей, и осуществлять горизонтальный перенос генетической информации между ними.
- Горизонтальный перенос вирусом участка генома, соответствующего кодированию структуры нервной системы, от птиц к людям.
- В результате пандемий этого вируса (которые могли периодически возникать в результате миграции птиц) появилось большое количество людей, у которых принцип обработки информации в нервной системе был аналогичен птицам.
- Скорее всего, новые Homo Sapiens Sapiens первоначально рождались у потомков «митохондриальной Евы», благополучно переживших горизонтальный перенос «птичьего гена», и у которых имелся участок ДНК, кодирующий структуру организации нервной системы, пригодный для встраивания этого гена. Они появлялись в разных местах земного шара, которые были охвачены пандемией, в результате чего появились множественные очаги «перехода к Homo Sapiens Sapiens». Это соответствует концепции полицентризма.
- Пандемии вируса-переносчика «птичьего гена» происходили примерно 75-50 тысяч лет назад и, возможно, несколько позже. Homo Sapiens Sapiens, появившиеся в результате этих пандемий, положили начало верхнепалеолитической революции. Со временем вирус либо исчез из биосферы, либо утратил свою способность к переносу птичьего гена, либо все потенциальные реципиенты для этого переноса были исчерпаны. После этого новые Homo Sapiens Sapiens появлялись исключительно в результате размножения, а не заражения.
- Новый принцип обработки информации в нервной системе привел к появлению у людей механизма абстрактного мышления и генетически заложенного механизма освоения речи. Появление большого объема памяти, необходимого для эффективной работы разума, явилось следствием гораздо большего объема мозга у людей, чем у птиц.
- Носители «птичьего гена», продолжая оставаться тем же биологическим видом, что и их предшественники (т.е. выглядящими так же, как и они, и способными давать при скрещивании с ними плодовитое потомство), тем не менее, достаточно быстро начали отдаляться от своих неразумных сородичей и формировать замкнутые группы с себе подобными. Это привело к отделению Homo Sapiens Sapiens от Homo Sapiens по признаку разумности. Также это привело к закреплению «птичьего гена» в геноме Homo Sapiens Sapiens и положило начало социальному отбору, который действовал так же, как и естественный половой отбор.
Ссылки
1. Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории (проблемы палеопсихологии) — Под ред. Б. А. Диленко. — М.: «ФЭРИ-В», 2006. — 640 с.
2. Марков А.В. Видео лекции «Происхождение и эволюция человека»: rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2451554
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Читальный зал, Научно-популярное, Будущее здесь] “Мир после капитала” Альберта Венгера (часть 4/7) (перевод)
- [Научно-популярное, Транспорт] Карбюраторы мотоциклетного типа с постоянным разрежением у распылителя
- [Научно-популярное, Здоровье] «Безумное» прошлое — история психиатрии
- [Сетевые технологии, Беспроводные технологии, Разработка систем связи, Научно-популярное, Космонавтика] Всё о проекте «Спутниковый интернет Starlink». Часть 13. Спутниковая задержка в сети и методы доступа к радиочастотному
- [Прототипирование, Читальный зал, Облачные сервисы, 3D-принтеры, Будущее здесь] Как 3D-печать меняет мир (перевод)
- [Научно-популярное, Звук, Мозг, Здоровье] «На одной волне с мозгом»: что можно услышать и увидеть — согласно подсказкам из поп-культуры
- [Сетевые технологии, Беспроводные технологии, Разработка систем связи, Научно-популярное, Космонавтика] Всё о проекте «Спутниковый интернет Starlink». Часть 12. Starlink и проблемы космического мусора
- [GTD, Читальный зал] Стоицизм в IT: почему древняя философия захватила Кремниевую долину?
- [Биотехнологии, Искусственный интеллект, Здоровье, Будущее здесь, Инженерные системы] Врачи готовятся к имплантации первого в мире человеческого бионического глаза
- [Биотехнологии] «Биотехнологическая безопасность» — новая кафедра в МГТУ им. Н.Э. Баумана
Теги для поиска: #_chitalnyj_zal (Читальный зал), #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_biotehnologii (Биотехнологии), #_mozg (Мозг), #_mozg (мозг), #_problema_pojavlenija_razuma (проблема появления разума), #_gorizontalnyj_perenos_genov (горизонтальный перенос генов), #_chitalnyj_zal (
Читальный зал
), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
), #_biotehnologii (
Биотехнологии
), #_mozg (
Мозг
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 17:19
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
Появление на нашей планете человеческого разума – загадка, ответ на которую ищут уже не одну тысячу лет. Современные представления о процессе возникновения разума очень напоминают мне знаменитый алгоритм из Южного Парка.  Где Фаза 1 – это набор данных (из археологии, сравнительной физиологии, анатомии, молекулярной биологии и т.д.), а Фаза 3 – это «конечный продукт», т.е. мы с вами. При этом Фаза 2, в полном соответствии с алгоритмом, состоит в том, чтобы «как можно быстрее перейти к Фазе 3». Лично меня этот алгоритм не вполне устраивает, и в данном исследовании я хочу задержаться именно на Фазе 2. Так как каждую проблему надо анализировать, а каждый тезис – доказывать, под катом будет много букв. Перейти к Фазе 2. Описание проблемы В дальнейшем для краткости я буду понимать под «появлением/возникновением разума» именно появление разума у современных людей. Основная проблема с изучением процесса появления разума на Земле – это отсутствие достоверных данных о далеком прошлом. Это можно сравнить со сборкой пазла из кусочков, высыпанных из коробки. У нас нет (и, скорее всего, никогда не будет) картинки, на которую мы могли бы опираться, и мы даже не знаем, все ли кусочки пазла имеются в нашем распоряжении. С одной стороны, это сильно затрудняет поиск истины, с другой – делает этот процесс захватывающим и интригующим. Чем не устраивает текущее положение дел Когда пытаешься проследить историю возникновения разума, то постоянно натыкаешься на большие белые пятна, и максимум, на что можно рассчитывать – это хронология появления артефактов и датировка костных останков. То есть ответы на вопросы «Что? Где? Когда?». Эти данные, безусловно, важны, однако они не дают ответа на вопросы «Как? Почему? Вследствие чего?», которые представляют наибольший интерес. Ответы на эти вопросы тем более сложно найти, если учитывать известные механизмы генетической передачи информации и естественного отбора. Как замечательно выразился Б.Ф. Поршнев: «Всё то, что в книгах было написано о происхождении человека,… уже тем одним плохо, что недостаточно сложно» [1], с. 12. Все, что можно откопать в литературе – это догадки, основанные на том или ином наборе известных данных. Однако ни одна и этих моделей не дает ответы на естественные вопросы:
Поиску ответов на эти вопросы и посвящена данная статья. Описание текущей модели «Исход из Африки» Гипотеза африканского происхождения человека (или «теория моноцентризма») на сегодняшний день является доминирующей. Согласно ей, сначала в каком-то районе Африки появилось маленькое племя разумных людей, а потом они размножились, разошлись по разным континентам, и – вуаля! – мы сегодня имеем человеческую цивилизацию. При этом история эволюции людей как вида отслеживается по костям (черепам и скелетам), и предполагается, что эволюция сознания (разума) взаимно-однозначно связана с эволюцией скелета/черепа. Правда, палеоантропологи признают, что «анатомическая идентичность» древнего скелета еще не означает «разумную идентичность», и наиболее надежный признак того, что найденный скелет принадлежит именно Homo Sapiens Sapiens – это наличие рядом с костями «человеческих» орудий труда или рисунков. Тут следует упомянуть, что скелеты (или кусочки костей), «анатомически идентичные» или очень близкие к современным людям, иногда имеют возраст в несколько сотен тысяч или даже миллионов лет, тогда как датировка по орудиям труда или (наскальным) рисункам обычно гораздо ближе к современности. Палеоархеология, палеогенетика и миграции древних людей В основе любой модели антропогенеза лежат данные палеоархеологии. Представители этой науки добывают древние артефакты (костные останки, предметы материальной культуры и т.д.), и определяют время их происхождения. Благодаря им мы можем, опираясь на материальные свидетельства, построить временной ряд наступления тех или иных событий и изменений в истории. Палеогенетика (или археогенетика) – изучает историю человечества, анализируя древние биологические образцы (ДНК, извлеченная из костей и зубов) и изменения в геномах современных людей. На основе полученных данных можно сделать выводы о смешении разных популяций и примерном времени, когда это произошло. Также палеогенетика, основываясь на скорости мутаций в генах, позволяет примерно оценить, когда и где появилась та или иная популяция людей. Обобщенные данные палеоархеологии и палеогенетики позволили примерно представить картину миграций древних людей из Африки (см., например, статью «On the origin of modern humans: Asian perspectives»):  Изображение из статьи Из всех этих данных нас будут интересовать два момента: (а) появление современных Homo Sapiens примерно 200 тысяч лет назад (что связывают с «митохондриальной Евой») и (б) «верхнепалеолитическая революция» которая произошла примерно 40-50 тысяч лет назад. Митохондриальная Ева Как, наверное, знают многие читатели, анализ митохондриальной ДНК (мтДНК) современных людей дал довольно неожиданный результат: у всех нас мтДНК происходит от одной-единственной самки, которая жила примерно 200 тысяч лет назад. Ее принято называть «митохондральной Евой». Как подчеркивают ученые, это не значит, что мы все происходим от нее – у первобытных Homo Sapiens могли быть разные отцы и матери (вплоть до скрещивания с неандертальцами и денисовцами). Однако сегодня все женщины являются потомками «Евы» по материнской линии. Может, ее наследницы были более сексуально привлекательны, может, они обладали повышенной выживаемостью или плодовитостью – мы не знаем. Но в конечном счете именно «дочери Евы» вытеснили всех остальных самок из человеческой популяции. Логический вывод (или, по крайней мере, предположение), который мы можем сделать из этого факта: 75-50 тысяч лет назад уже многие (но не обяательно все) представители Homo Sapiens имели в своей Х-хромосоме участок, доставшийся им от «митохондриальной Евы». Это – важный момент, который нам пригодится в дальнейшем в наших рассуждениях. Верхнепалеолитическая революция Другой важный для нас момент – это наступление «верхнепалеолитической революции». Приведу цитату из Википедии: «Считается, что люди современного анатомического облика (Homo sapiens sapiens) появились около 200 000 лет назад в Африке. Однако их внешний вид не стал причиной изменения их образа жизни по сравнению с эректусами и неандертальцами. Люди по-прежнему использовали все те же грубые каменные орудия.» Об этом же говорит в своей монографии Б.Ф. Поршнев: «Сложившуюся в связи с этим ситуацию весьма тщательно рассмотрел советский антрополог М. И. Урысон. Он признаёт за аксиому, что человека отличает изготовление и использование орудий, но показывает невозможность связать появление этого признака с какими бы то ни было существенными анатомическими изменениями. Ни прямохождение, ни строение верхних и нижних конечностей, ни зубная система, ни объём и форма мозговой полости черепа не засвидетельствовали этого сравнительно анатомического барьера, или рубикона.» [1], с.35. Вернемся к Википедии: «Около 50 000 лет назад древняя каменная индустрия изменилась. Вместо одной-двух археологических культур, сходных на всех континентах, появилось множество разнообразных культур и артефактов. Сначала в Африке, а затем и в других регионах кроме каменных появились изделия из кости и рога, а также значительно увеличилось количество произведений древнего искусства. Судя по находкам в южноафриканской пещере Бломбос, в эту эпоху люди научились ловить рыбу. В течение последующих 3—4 тысяч лет новые технологии распространились и в Европе.» То есть с момента появления (200 тысяч лет назад) люди 150 тысяч лет жили ни шатко, ни валко, и вдруг – 50 тысяч лет назад – им попала вожжа под набедренную повязку, и они резко начали создавать новые технологии, рисовать и ловить рыбу. Я считаю, что это – материальное проявление скачка в уровне разумности людей. Палеоантропологи никак не объясняют причины этого скачка – просто отмечают сам факт и считают, что человеку, наконец, приспичило заняться развитием материальной культуры – вот он и занялся. А разумным он, «конечно же», был и до того. Ибо уже имел современный скелет и череп, и даже ген FOXP2, отвечающий за модуляцию голосовых мышц. То есть уже давным-давно мог думать и говорить как мы с вами. Железная логика. Судить о разумности существа по форме его черепа и скелету – все равно, что судить о мощности компьютера и его софте по размерам корпуса и форме материнской платы. Проблемы теории антропогенеза Я думаю, что перечисленных выше фактов достаточно для того, чтобы сформулировать проблемы, с которыми де-факто имеет дело теория антропогенеза, и связанные с ними вопросы, требующие четкого ответа. Пространство и время Самая первая и очевидная из проблем – это пространство-время. Дело в том, что 50 тысяч лет назад – очень близко к нашему времени. Люди к этому моменту были уже рассредоточены по довольно обширным площадям, и, если мы вдруг скажем, что человеческий разум появился именно в эту эпоху, то нам надо будет объяснить, а как же, черт побери, одно и то же свойство («разум») вдруг появилось на таких огромных площадях, в столь разных условиях обитания и притом в популяциях, практически не взаимодействующих друг с другом. Эта проблема очевидна и возникает сразу же, как только мы выдвигаем такое «крамольное» предположение. Поэтому те ученые, которые придерживались подобной теории, просто говорили о «самозарождении» разума во многих местах одновременно (т.н. «теория полицентризма» ). Одно время теории моноцентризма (происхождение людей в одном месте) и полицентризма «боролись» практически на равных, апеллируя к разным археологическим данным, но, с появлением генетического анализа, доказавшего единые корни всех людей, полицентристов забили как мамонтов перестали принимать во внимание. Моноцентристы же, памятуя о недопустимости «слишком быстрого» развития разума, стараются всячески растянуть процесс его эволюции (желательно – до нескольких миллионов лет). В эту «копилку» обычно складывают факты нахождения частей скелетов, «анатомически идентичных» современному человеку и имеющих возраст в сотни тысяч или миллионы лет. Туда же кладут камешки и кости, на которых имеется пара-тройка царапин, которые интерпретируются как «первобытное искусство». Как правило, такие находки чаще всего родом из Африки, что подтверждает торжество исторического материализма «африканские корни» человечества. Эволюция vs революция Следуя всесильному, потому что верному эволюционному учению, биологи стараются увидеть эволюцию во всем, с чем сталкиваются. Во многих случаях такой подход оправдан и дает положительные результаты, однако в случае с появлением Homo Sapiens Sapiens все не так уж и гладко. Здесь я хочу привести ряд цитат из книги Поршнева [1]. Этот выдающийся ученый посвятил многие годы изучению происхождения человека и прекрасно знал как фактический материал, так и болевые точки современных ему теорий. с. 40: «Итак, все попытки добиться от палеолитических каменных орудий ответа на вопрос об основном отличии человека от животных построены на желании видеть в древних каменных орудиях своего рода скорлупу, раздавив которую мы найдем понятие «труд», которое в свою очередь — скорлупа, скрывающая суть дела, ум, психику человека. Однако, чем больше акцентируется «коренное отличие» человека от животных, тем более туманными становятся механизм и непосредственные причины перехода от одного к другому.» с.43-44: «Главный логический инструмент эволюционизма в вопросах психологии (и социологии) — категория, которую можно выразить словами «помаленьку», «понемножку», «постепенно», «мало-помалу». Помаленьку усложнялась и обогащалась высшая нервная деятельность, мало-помалу разрастался головной мозг, понемножку обогащалась предметно-орудийная и ориентировочно-обследовательская деятельность, постепенно укреплялись стадные отношения и расширялась внутривидовая сигнализация. Так по крайней мере шло дело внутри отряда приматов, который сам тоже понемногу поднялся над другими млекопитающими. Если вглядеться, увидим, что тут скрыты представления о неких «логических квантах» или предельно малых долях: «немного», «мало» и т. д. Раз так, уместно задуматься: разве чудо перестанет быть чудом от того, что предстанет как несчётное множество чудес, пусть «совсем маленьких»? Ведь это разложение не на элементы, а на ступени лестницы. Теологи это давно поняли, вот почему они перестали спорить с эволюционистами. Да, говорят они, человек создан богом из обезьяны (неодушевлённой материи), и то, что в мысли бога — вневременный миг, «день творения», то на земных часах и календарях можно мерить несчётным числом делений. Создатель вполне мог творить человека так, как описывает эволюционная теория. Слепцы, продолжают теологи, вы думаете, что своими измерениями переходных ступеней вы посрамили чудо, а вы теперь поклонились ему несчётное число раз вместо того, чтобы поклониться один раз.» с.44: «Мы не потому за пропасть, что хотим с ней навеки примириться.… Но мы открытыми глазами смотрим на тот факт, что переход от зоологического уровня к человеческому ещё не объяснён.» Здесь автор книги делает акцент на том, что переход от «не-разумности» к «разумности», во-первых не объяснен (на момент написания книги), а во-вторых – что этот переход был не плавно-постепенным (понемногу-помаленьку), а скачкообразным, «прыжком через пропасть». И далее: «В советских учебниках и обобщающих книгах мы находим микст из того и другого: и качественный рубеж, отделяющий человека… от обезьяны,… и иллюзию эволюционного описания того, как «последняя обезьяна» доросла до роковой точки, а «первый человек» постепенно двигался от этой обезьяньей точки дальше. Это лишь иллюстрирует, что обе позиции действительно сходятся в одну. Самое главное всё равно остаётся вне поля зрения: почему произошёл переход. Это разочаровывает и заставляет искать новые пути.» Последняя фраза актуальна и сегодня, спустя 50 лет после публикации первого издания книги. Чтобы попытаться найти «новый путь», я хочу для начала определить, а что же мы, собственно, ищем. То есть попытаюсь дать свое определение того, что есть «разум». Что есть «разум»? У биологов нет точного определения этого «свойства организма», пользуясь которым можно было бы, глядя на живое существо, сказать, разумно оно или нет. Философы стараются дать такое определение («высший тип мыслительной деятельности»), которое бы было применимо только к человеку и неприменимо к животным. Я же хочу дать такое определение исследуемого свойства, которое можно было бы объяснить компьютеру, т.е. перевести на алгоритмический язык и сделать количественно измеряемым (хотя бы в принципе). Неплохо будет, если это определение позволит «измерять разум» также и у животных и искусственных систем. Чтобы описание было единым для разных систем, я буду пользоваться структурными единицами, характерными для компьютеров – ОЗУ, ПЗУ, процессор (его архитектура, набор команд), устройства ввода (первичные сенсоры), BIOS и firmware (набор программ, изначально заложенных в ПЗУ). В искусственных системах параметры этих структур определяются заводами-изготовителями. В биологических системах подобный «хардвер» определяется генами и формируется в процессе роста организма. В этой метафоре жизненный опыт можно описать как базу данных, накопленных в процессе взаимодействия с окружающим миром, и алгоритмы (правила), сформулированные в результате обработки этих данных. Очевидно, что «разум», чем бы он ни был, полностью является результатом работы «встроенного железа». Сегодня это должно быть столь же очевидно, как и то, что поведение мощного ПК отличается от поведения калькулятора не потому, что ПК подключен к Интернету и может общаться с тысячами себе подобных или потому, что у него есть речевой ввод-вывод, а потому, что, при единых принципах функционирования, ПК обладает гораздо более мощным процессором, бóльшим объемом ОЗУ и ПЗУ, и, соответственно, способен выполнять намного более сложные программы. Давайте попробуем разобраться, как «качество разума» («степень разумности») связано с перечисленными выше структурными единицами (ОЗУ, ПЗУ и т.д.) и их параметрами. «Софт и железо» разума Если попытаться выделить наиболее типичные процессы «разумного мышления», по можно выделить следующие:
Каждый из них связан со своими «встроенными алгоритмами» и определенными требованиями к «хардверу». Итак, восприятие. Это – поток первичных сигналов от сенсоров. Мы не будем останавливаться на механизмах первичной фильтрации, сжатии данных и очистке от шума, т.к. для наших рассуждений это не имеет значения. Поэтому мы будем считать, что первичные сенсоры (зрение, слух и т.д.) выдают на выходе достаточно «чистые» сигналы, готовые к дальнейшей обработке. Абстрагирование – более сложный этап. На нем происходит замена всей совокупности первичных сигналов на «внутреннее представление». То есть картинка «вкусной» или «невкусной» ягоды (содержащая, условно говоря, миллионы бит) заменяется на «внутренний образ» «вкусной»/«невкусной» еды, который может содержать (опять же условно) только один или несколько десятков или сотен бит. Мы можем сказать, что абстрагирование – это сопоставление определенному потоку сигналов некоторого комплексного вектора «телесного состояния», который содержит информацию как о внешней среде, так и об ощущениях организма, соответствующих этому состоянию среды. Не забываем, что перекодирование «поток сигналов -> вектор состояния» осуществляется исключительно на уровне «хардвера». Этот процесс мы можем сравнить с формированием весов автокодировщика. Как и восприятие, абстрагирование – достаточно универсальный биологический механизм и работает у многих организмов. Запоминание – собственно передача сформированного вектора состояния в кратковременную память (ОЗУ), а затем – в долговременную память (ПЗУ). Здесь следует отметить, что структура «хранилища данных» в существенной мере оптимизирована под структуру соответствующих векторов состояний. То есть наиболее эффективно (с наименьшими затратами энергии) организм будет запоминать те векторы состояний, под которые оптимизирована его память. Соответственно, механизмы извлечения данных из памяти должны быть оптимизированы для работы с типичными векторами, чтобы можно было быстро и легко извлекать запомненную информацию и пользоваться ней. Очевидно, что оптимизация (повышение эффективности) механизмов абстрагирования и запоминания/вспоминания в процессе эволюции шла параллельно, и они хорошо согласованы друг с другом. Судя по всему, у животных эти механизмы оптимизировались в направлении повышения выживаемости. То есть они позволяют весьма эффективно кодировать и запоминать прежде всего жизненно важные состояния и ситуации. Например, встреча с хищником, полезная/вредная пища, укрытия и места кормежки, и т.д., и т.п. Легко представить, что, в полном соответствии с принципом естественного отбора, особи с более эффективной работой подобных механизмов получали преимущество для выживания, что способствовало генетическому закреплению этих качеств. И, наконец, установление ассоциативных связей. Во многих случаях работа этого механизма сводится к формированию условных рефлексов (зажегся свет – выделился желудочный сок), т.е. передаче обработки ассоциаций на «аппаратный уровень», так как «телесный процессор» (т.е. тело в целом) обладает большой мощностью и может решать множество задач с минимальными затратами энергии. Для выживания в дикой природе такой подход во многих случаях вполне оправдан. Если ты охотишься или спасаешься от хищника, у тебя нет времени на рассуждения – решения должны приниматься максимально быстро, «на автомате». Если же какие-то ситуации встречаются достаточно часто на протяжении длительного времени, (тысячи или миллионы лет), то соответствующие алгоритмы переносятся еще на уровень ниже и становятся «жестко» генетически запрограммированными. Животному гораздо проще научиться рыть норы и делать гнезда, отращивать шерсть, увеличивать запасы жира на зиму, научиться менять окраску в соответствии с временами года или мигрировать в другие края, чем задумываться о необходимости постройки жилища, которое бы свело на нет изменения во внешней среде. Отличия, отличия... Теперь мы можем сформулировать отличия человеческого разума от разума животных (см. таблицу). Здесь признаки, описывающие животных, приводятся для «естественных» условий существования, т.е. в дикой природе, в отсутствии взаимодействия с человеком.  Еще один важный признак, который мы пока что не упоминали – это «автоматическое» освоение речи у новорожденных. Этот процесс целиком и полностью осуществляется «внутренним железом» и, следовательно, целиком и полностью определяется генетически заложенными механизмами. Мы уникальны – но почему? На первый взгляд, отличия «механизмов разума» человека от таковых у других животных не столь уж и принципиальны. Ну, есть у нас память, которая в десятки, тысячи или миллионы раз больше по объему, чем у тех же обезьян, – ну и что? Ну можем мы оперировать совершенно абстрактными понятиями, которые никаким боком не влезут в ум животного – так и что из того? И что странного в том, что человеческие детеныши с рождения впитывают абстрактную информацию, словно губки? Да ничего странного, Карл. Если только ты не задаешься вопросом – а каким образом эти свойства появились у диких животных, которыми, по сути, были Homo Sapiens двести тысяч лет назад? Как именно существа, которые только и могли, что собирать корни-ягоды и худо-бедно обтесывать булыжники, получили разум, позволяющий им создавать космические корабли, строить атомные станции и заглядывать вглубь микромира и в самые дальние уголки Вселенной? И самый главный вопрос – какие именно условия внешней среды действовали на Homo Sapiens, что они были вынуждены выработать свой суперразум, и почему эти же условия не действовали на других животных, которые обитали в тех же местах? Здесь я использую простейшую логику: если в природе есть какой-то фактор, давление которого вынуждает меняться какой-то один вид, то тот же фактор действует и на другие виды, пусть и в меньшей степени. В результате распределение видов по степени адаптации к этому фактору будет «достаточно непрерывным». То есть, если всем холодно, то кто-то лучше научится сохранять температуру тела (например, отрастив мех или увеличив жировую прослойку), кто-то – хуже, а кто-то вообще будет впадать в зимнюю спячку в пещере или научится промерзать насквозь без вреда для здоровья. То же самое справедливо по отношению к скорости бега, способности распознавать запахи и т.д. И если мы вдруг обнаруживаем фактор, по которому один-единственный вид имеет гигантское преимущество перед другими, то впору остановиться и сказать: «А какого черта?». Чтобы проблема возникновения разума стала более явной, хочу обратить внимание читателей, что разум – это не биологический феномен, а информационный. И совершенно очевидно, что в естественном окружении диких приматов не было и нет факторов, создающих давление естественного отбора в направлении повышения скорости и эффективности переработки информации. Иначе мы бы сегодня видели горилл, добывающих огонь трением, или шимпанзе, ловящих рыбу удочкой. А как мог бы возникнуть разум? Может, утверждение о том, что в природе отсутствуют условия для эволюционного появления человеческого разума, слишком опрометчивое? Чтобы понять, так это или нет, давайте попробуем сформулировать условия, в которых давление естественного отбора «подталкивало» бы к появлению разума. Для этого еще раз вспомним, что разум – это следствие существования «хардвера». Без процессора с необходимой архитектурой, без ОЗУ и ПЗУ, оптимизированных для работы с соответствующим форматом данных и имеющих большой объем, без BIOS и firmware, «подогнанных» под решаемые задачи, «человеческое» сознание просто невозможно. То, что мы понимаем под «разумом» — это результат работы всего этого «железа». Причем его структура заложена в генах. Все было бы легко и просто, если бы накопленный опыт и знания родителей непосредственно передавались потомкам. На этом предположении была построена теория Энгельса о роли труда в превращении обезьяны в человека. Однако сегодня мы знаем, что это не так, и что механизмы появления новых качеств обязательно должны быть обоснованы с точки зрения генетики. По этой же причине я считаю неадекватными теории, «объясняющие» появление разума социальными причинами (типа «хотелось общаться побольше, так как люди – социальные животные»). Все подобные теории объясняют появление разума на уровне «что-то как-то где-то», и самый главный аргумент в них – «но сегодня же мы имеем то, что имеем, значит, оно как-то возникло!» Подобные объяснения, возможно, и вполне приемлемы для гуманитариев, но не для инженеров. Поэтому самым первым и естественным предположением будет идея случайной мутации: когда-то в стаде первобытных Homo Sapiens появился мутант (или мутантка), у которого (которой) совершенно случайно появился такой геном, который породил весь необходимый набор «хардвера» – целиком и сразу. Этот мутант сумел выжить и дать потомство, причем, благодаря своему выдающемуся интеллекту, его потомки обладали повышенной выживаемостью, и стали плодиться и размножаться. И в результате появились Homo Sapiens Sapiens. Как вариант этой модели можно рассматривать концепцию «накопления мутаций», когда у одного мутанта появился необходимый «центральный процессор», у его потомка – увеличился объем ОЗУ, у его потомка – расширилось ПЗУ, и т.д., пока не появился весь набор требуемого «железа». Недостаток этого варианта – здесь мы должны объяснить, почему, собственно, происходило накопление требуемых мутаций, почему они были взаимно-согласованы и почему они при этом не терялись «за ненадобностью», как это часто бывает. Все человечество – от одного мутанта? Не думаю С точки зрения палеоантропологии, наиболее «удобная» модель – это происхождение человечества от одного-единственного мутанта, о которой мы говорили выше. Случайные мутации вполне могут происходить и даже закрепляться в потомстве, здесь нет никаких противоречий с принципом эволюции. Причем мутации могут быть самого различного толка – «как бог на душу положит». Вся прелесть здесь – в том, что ничего не надо объяснять, достаточно просто приговаривать, что «а вот так вот оно само получилось». В принципе, можно было бы согласиться, что и структура центрального процессора, и большой объем абстрактной памяти – следствие одной-единственной случайной мутации (например, в каком-то одном гене). Но вот с врожденным механизмом освоения речи возникает проблема: это не просто какой-то статический параметр (типа объема ОЗУ), а программа, активно действующая с момента «запуска системы». И для формирования и генетического закрепления этой программы должно поддерживаться длительное и непрерывное давление естественного отбора (десятки тысяч лет? миллионы лет? – явно не пара десятков веков). Причем для того, чтобы эта программа эффективно закреплялась, новорожденный уже должен находиться в окружении говорящих взрослых. То есть возникает проблема «курицы и яйца». Вероятность самопроизвольного появления такой программы в результате случайной мутации, а не в результате длительного и жесткого естественного отбора, исключительно мала. Я считаю, что такая вероятность вообще строго равна нулю. Поэтому я отклоняю гипотезу о появлении разума в результате естественной «разовой» мутации. Его Величество Естественный Отбор Так как мы хотим оставаться на позициях научного (не обязательно марксистско-ленинского) материализма, наша задача – попытаться построить такую цепочку причинно-следственных связей, которая, с одной стороны, учитывала бы материальные процессы передачи и корректировки генетической информации (мутации, половой отбор и т.д.), а с другой – влияние внешней среды на эти процессы. В рамках этой модели мы будем считать, что «направленное» изменение генома происходит под давлением факторов внешней среды. Эти факторы могут быть как физические (температура, скорость движения, звуки и т.д.), так и биологические (предпочтения, отдаваемые при выборе полового партнера). И чем сильнее давление факторов естественного отбора, тем быстрее происходит трансформация генома. В первом случае действует преимущественно принцип «изменись или умри», а во втором – «изменись или не будет потомства». Наша цель – понять, какими должны быть факторы внешней среды (дикой природы), чтобы они стимулировали появление разума, способного создавать космические корабли, компьютеры и атомные реакторы. Естественный отбор «по выживаемости» Начнем с центрального процессора, BIOS и firmware. Эти три компонента должны идти в неразрывной связке и быть очень хорошо согласованы друг с другом. Их эволюция должна происходить в следующих направлениях:
В естественных условиях первые два требования могут соответствовать ситуации, когда существо сталкивается с быстро меняющейся сложной обстановкой – например, скачет по ветвям деревьев, как гиббон, спасаясь от хищников или следуя за сородичами. Те, кто не успевает или ошибается, – падают вниз и разбиваются или достаются хищникам. Но 200 тысяч лет назад Homo Sapiens уже не скакали по веткам, а жили на земле. Их структура тела оптимизирована для двуногой ходьбы, а следовательно, и нервная система (включая мозг) – тоже. Поэтому, даже если у их предков и был центральный процессор, обеспечивающий требуемое для эффективной брахиации быстродействие, то при переходе к обитанию на равнинах он наверняка был утрачен «за ненадобностью» вместе с анатомическими особенностями, характерными для древесного образа жизни. Теперь об алгоритмах абстрагирования. При обитании в неизменных или очень медленно меняющихся (скажем, за сотни или тысячи лет) условиях, потребности в глубоком абстрагировании нет. Эта потребность возникает, когда существо в течение жизни неоднократно меняет среду своего обитания (например, перемещается с одного континента на другой), и при каждой смене обстановки должно быстро понять, кто есть враг, а кто — нет, какая пища съедобна, а какая – вредна или опасна и т.д. Но миграция древних людей была очень медленной (примерно 400 метров в год [2]), и занимала не считанные дни или месяцы, а годы и десятилетия. Необходимости в удержании в памяти «того, что было» в совершенно других условиях и выделении в нем общих свойств с «тем, что есть» здесь и сейчас просто не возникало. Изменения в окружающей среде были столь малы и постепенны, что к ним вполне можно был успеть адаптироваться, задействуя существующие механизмы. Соответственно, не было необходимости и в алгоритмической поддержке этих функций. Поэтому же и память вполне могла оставаться «телесно-ориентированной», а не оптимизироваться для хранения абстрактных свойств объектов. Естественный отбор по половому партнеру Здесь все еще проще. Нигде в дикой природе не происходит половой отбор или поиск партнера по «степени разумности». По внешним признакам, по запаху, по брачным мелодиям – сколько угодно. Но мы не найдем такой вид (кроме человека), у которого бы один половой партнер оценивал другого по способности накапливать информацию и эффективно ее обрабатывать. Да и у людей в основном мужчины «любят глазами», а женщины – «ушами». Сказанное выше относится и к увеличению объема памяти и ее перестройке для хранения абстрактной информации – для движения в этом направлении в среде обитания приматов нет никакого давления естественного отбора. Чтобы проблему решить, надо ее сначала понять Пожалуй, мы уже собрали достаточно информации, чтобы сформулировать основные проблемы в теории антропогенеза. Давайте перечислим их в явном виде.
Если не мы, то кто же?? Итак, похоже, наше исследование привело нас к тому, что мы (Homo Sapiens Sapiens) не должны были появиться в результате эволюции. Забавно. То есть все другие виды тихонько себе эволюционировали в полной гармонией с Природой, а мы откуда-то свалились примерно 50 тысяч лет назад. Причем сразу во многих местах и практически одновременно. Ой-ей, что-то тут не годится. Надо подумать. Так как мы не рассматриваем варианты с вмешательством высших сил или инопланетян, наша задача – найти такой вариант развития событий, при котором конечный результат (появление Homo Sapiens Sapiens) обусловлен чисто земными процессами, которые имели (или могли иметь) место в биосфере 200-50 тысяч лет назад. Для начала давайте сформулируем критерии естественного отбора, которые могли бы привести к появлению «хардвера», необходимого для функционирования разума.
Фактически, здесь мы говорим о причинах появления речи, однако надо иметь в виду, что речь не обязательна для функционирования разума. Но у людей разум и речь тесно связаны. Мы уже отмечали, что эти условия не характерны для среды обитания древних людей. А для кого они могут быть характерны? Ответ очевиден – для птиц! Птицы имели в запасе миллионы лет для эволюции и оттачивания до совершенства всех перечисленных выше функций. К тому же, поскольку они не могли иметь большой мозг, они отработали настолько эффективные алгоритмы построения и работы нервной системы, что их центральный процессор, отвечая всем перечисленным выше требованиям, занимает микроскопический объем. Горизонтальный перенос – наше все И теперь я хочу сформулировать самое спорное утверждение, лежащее в основе всей моей модели: Появление разума у людей связано с горизонтальным переносом генов, определяющих принципы организации нервной системы, от птиц к Homo Sapiens. Я понимаю, что при первом прочтении этот тезис может вызывать реакцию отторжения: «Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда». Но давайте немного успокоимся и подумаем – а что, если это таки произошло? Противоречит ли оно каким-либо известным нам законам Природы? Нет. Может ли это («чисто теоретически») произойти? Да. Каким образом? Давайте подумаем. В этой статье, например, указывается, что в геноме человека присутствуют гены, полученные от бактерий. Авторы статьи пришли к выводу, что горизонтальный перенос генов «… происходил и продолжает происходить в ранее неожиданных масштабах у многоклеточных животных и, вероятно, способствовал биохимическому разнообразию в ходе эволюции животных.» В другом исследовании в геномах восьми животных, внешне не связанных друг с другом, были обнаружены участки одинакового генетического кода. Учёные обвинили в этом поксвирусы. Наши предки (правда, довольно давно) позаимствовали у вирусов белки, когда-то служившие для построения оболочки вируса. Сегодня можно найти большое число статей, посвященных горизонтальному переносу генов между разными видами. Нас же интересует перенос генетической информации между двумя многоклеточными организмами. Здесь я хочу привести цитату из довольно интересной статьи, посвященной горизонтальному переносу у животных: «Recent evidence shows that HT of TEs (including non-LTR retrotransposons) is much more widespread and frequent than previously believed, affecting a broad range of organisms through numerous potential vectors.»
«Недавние результаты показывают, что горизонтальный перенос транспозонов (включая ретротранспозоны, не содержащие длинные концевые повторы) гораздо более распространен и встречается чаще, чем считалось ранее, распространяясь на широкий круг организмов через множество потенциальных переносчиков.» Я не хочу глубоко погружаться в эту тему, т.к., во-первых, я в ней не специалист, а во-вторых, это может далеко увести нас от основной линии исследования. Если кратко (и очень приблизительно), я понимаю возможный механизм переноса генов между организмами так:
Очевидно, что для того, чтобы в результате этого процесса организм В приобрел что-то полезное, должен выполниться ряд условий:
Само собой, вероятность такого переноса крайне мала, но не обязательно равна нулю. А если мы имеем пандемию, связанную с вирусом, способным перетаскивать информацию между организмами, то, учитывая большое число заражений (или повторение пандемий на протяжении тысяч лет), такой перенос может произойти в десятках, сотнях или даже тысячах случаев. Как это было: собираем пазл Все началось с Евы Я считаю, что теперь у нас есть достаточно кусочков пазла, чтобы попытаться собрать общую картину, хотя и наверняка весьма «дырявую». Начнем с митохондриальной Евы. Она появилась примерно 200 тысяч лет назад, и ее наследницы довольно активно стали размножаться, занимая все большую и большую женскую часть популяции Homo Sapiens. Пока что ни «дочери Евы», ни их отпрыски не были по-современному разумны – это были такие же дикие полуобезьяны, какими были в то время неандертальцы. Может, неандертальцы даже были умнее и сообразительнее. Во время первых (после появления митохондриальной Евы) миграций Homo Sapiens, которые, как мы помним, начались более 100 тысяч лет назад, потомки Евы, которые тогда уже составляли достаточно большую часть путешественников, расселялись по новым территориям. По ходу дела они скрещивались с местными племенами и, по мере возможности и способностей, обменивались с ними навыками изготовления каменных орудий. Опять же, большой разницы по уровню разума между пришлыми Homo Sapiens и аборигенами не было. «Птичий вирус» И вот, где-то 75-70 тысяч лет назад в природе появился новый штамм вируса. Какой это был вирус – ретровирус или зараза с более хитрым названием и алгоритмом работы, мы не знаем. Может, и никогда не узнаем. Поэтому я здесь буду просто называть его «птичий вирус». Почему «птичий»? Потому, что он мог эффективно заражать птиц и разноситься ими, попутно, по мере возможности, заражая всех, кто подвернется под крыло. Для моих рассуждений важно лишь предположение, что птичий вирус обладал способностью к горизонтальному переносу генетического материала. Учитывая очень низкий уровень социальной ответственности наших диких предков и не менее низкий уровень здравоохранения в первобытных племенах, никто тогда масок не носил и не соблюдал личную гигиену и социальную дистанцию. Короче — руки с мылом не мыли, спали навалом и жрали все подряд прямо с земли и с ветки. Вместе с птичьими (и не только птичьими) соплями и какашками, оставляемыми теми, кто мимо проходил или пролетал. И, естественно, вместе с птичьим вирусом в этих соплях и какашках. Что, не менее естественно, приводило к пандемии по траектории птичьей миграции. Пандемии птичьего вируса были либо ежегодными, либо циклическими (например, раз в 50-100 лет), в зависимости от механизма его круговорота в биосфере. Весьма вероятно, что первичным очагом заражения, из которого пандемия распространялась по всему миру, была Африка. Сам вирус циркулировал в биосфере несколько тысяч (или десятков тысяч) лет. Дожил ли он до наших дней и сохранил ли свои свойства – неизвестно. Скорее всего – не дожил или утратил способность к горизонтальному переносу. И здесь вступает в действие закон больших чисел. Если долго мучиться, что-нибудь получится... Даже при очень низкой вероятности переноса генетического материала от птиц к людям, но при огромном (многие сотни тысяч и миллионы) числе заражений, которые имели место на протяжении тысяч лет, рано или поздно происходил успешный горизонтальный перенос «птичьих генов». Разумеется, вирус не выбирал, какой участок генома захватить у птички и кому из двуногих и куда его вставить в ДНК. Все происходило совершенно случайно. Но, как мы помним, «успешный» перенос генов, при котором они активно включаются в работу, возможен лишь при определенных условиях. Одно из важных (если не важнейшее) условие – «допустимость» работы нового кода на новом месте. Давайте немного задержимся на этом условии. «Допустимость» изменения кода, определяющего работу или конструкцию органа означает, что новый код не нарушает роль органа в организме (или, по крайней мере, не изменяет резко его роль). Если вдруг мозг начнет выделять желчь или почка начнет расти до размеров печени, это закончится катастрофой. Скорее всего, такой организм умрет еще в утробе или вскоре после рождения. То есть, если по своей природе орган имеет устоявшуюся конструкцию и функционал, их резкое изменение ни к чему хорошему не приведет. Нервы – всему голова Однако у нас, как и у всех позвоночных, есть исключительно пластичный орган, который не имеет определенной «формы», функция которого жестко не фиксирована и который постоянно меняется на протяжении всей жизни. Это нервная система. Соответственно, перенос генетической информации, кодирующей алгоритм построения нервной системы, может пройти совершенно незаметно для организма, с точки зрения которого «практически ничего не произошло». Эффект от такой коррекции проявится только после рождения, когда новые программы, закодированные в новой структуре связей и принципах функционирования нейронов, начнут проявляться во взаимодействии с внешним миром. Например, теперь у новорожденного человеческого детеныша может появиться «генетический императив», повелевающий запоминать и автоматически анализировать звуковое окружение – так же, как это делает певчая птичка, гены которой теперь встроены в ДНК ребенка. И если для птицы этот императив – результат миллионолетнего естественного отбора, то для новоявленного Homo Sapiens Sapiens – совершенно в буквальном смысле «дар небес». И опять Ева Так при чем же тут митохондриальная Ева? Дело в том, что новый генетический код не может начать эффективно работать, не попав на «правильное место». Для этого окружающие его гены уже должны быть ориентированы на те же функции, что и новый код. Ну какой смысл в гене, усиливающем способности к анализу и запоминанию звуков, в окружении генов, кодирующих плотность костей или рост зубов? Поэтому добавление, условно говоря, «генов разума», было эффективно только для генома, в котором было место для встраивания подобных генов. То есть был участок, кодирующий структуру нервной системы, в который мог втиснуться птичий вирус и куда он мог вставить принесенные с собой птичьи гены. Я предполагаю, что только геном митохондриальной Евы обладал такой удачной «посадочной площадкой». И поэтому только некоторые ее потомки смогли стать Homo Sapiens Sapiens. У всех остальных даже не было шанса. Ничего личного – просто так получилось. Ну и что это нам дало? Особенности нервной системы птиц – высокая скорость работы с данными, эффективная обработка визуальной информации, адаптация к звуковому окружению с момента рождения, абстрагирование информации. Все это «вбито» в их хардвер и оптимизировано до предела. Причем сами инструкции, кодирующие эти свойства, могут быть достаточно простыми – подобно тому, как простые инструкции, определяющие поведение клеточных автоматов, могут приводить к весьма сложному поведению коллектива автоматов. Перенос этих инструкций в геном Homo Sapiens и их закрепление в ДНК и сделало нас «царями природы». Таким образом, когда начались «пандемии разума», то тут, то там стали появляться отдельные особи Homo Sapiens Sapiens. Это не обязательно приводило к устойчивому развитию разумно-человеческой популяции. Так, «...«высокая» культура, при которой делались бусы из ракушек, появилась в Африке около 72 тысяч лет назад, но просуществовала недолго – около 1000 лет, а потом исчезла. И снова появилась около 65 тысяч лет назад»[2]. Однако примерно 50 тысяч лет назад количество, наконец, перешло в качество, и процесс стал необратимым. Это положило начало верхнепалеолитической революции, и появление космических кораблей и атомных реакторов стало лишь вопросом времени. Перенос «птичьих генов» в геном человека привел к появлению речи, а также, вследствие гораздо большего объема мозга, дал нам намного большие объемы кратковременной и долговременной памяти – мы просто можем выделить для этого гораздо больше ресурсов, чем птицы. Также не стоит исключать возможность того, что комбинация человеческих и птичьих алгоритмов обработки и хранения информации привела к появлению качественно новых механизмов, которых не было ни у тех, ни у других. Подводим итоги Давайте кратко подведем итоги нашего исследования. Никакая палео… логия или… номика не даст нам ответ на вопрос «Когда же и как именно появился человеческий разум?» Все, что мы можем – формулировать гипотезы и пытаться их доказать или опровергнуть. И моя гипотеза – лишь попытака максимально учесть все известные факты, а не отбрасывать какие-то из них в угоду своим воззрениям. «Полная» модель, описывающая «эволюционное» появление Homo Sapiens Sapiens, должна явным образом описывать следующее:
Мы можем констатировать, что ни одна из существующих моделей антропогенеза не дает ответа на поставленные выше вопросы. Как правило, «объяснение» сводится просто к перечислению известных фактов и проведению аналогий с феноменами, наблюдаемыми в современной дикой природе и у первобытных племен. К тому же, все без исключения модели происхождения Homo Sapiens Sapiens игнорируют информационный аспект феномена разума. Краткая хронология событий Очень примерно хронологию событий можно представить следующим образом:
Краткое описание модели появления Homo Sapiens Sapiens Предлагаемая мной модель может быть описана следующим образом:
Ссылки 1. Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории (проблемы палеопсихологии) — Под ред. Б. А. Диленко. — М.: «ФЭРИ-В», 2006. — 640 с. 2. Марков А.В. Видео лекции «Происхождение и эволюция человека»: rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2451554 =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Читальный зал ), #_nauchnopopuljarnoe ( Научно-популярное ), #_biotehnologii ( Биотехнологии ), #_mozg ( Мозг ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 17:19
Часовой пояс: UTC + 5