<<

стр. 2
(всего 2)

СОДЕРЖАНИЕ

го случая – прямых), возможность прогнозирования алгоритмом A ( t ) будущего поведения целевой
функции Q ( X ) в такой ситуации отсутствует по определению.
Кроме того, нулевая память поисковой переменной X однозначно определяет и характер поиска:
он также по определению не может обладать преемственностью её последовательных значений. Тем
самым для данного варианта поиска сразу же отсекается использование всей группы регулярных алго-
ритмов, существенным образом зависящих от информации о предыдущих значениях как поисковой пе-
ременной, так и оптимизируемой функции. И как следствие – на первый план выходит дополнительная
ей группа алгоритмов, активно эксплуатирующая идею случайности. В рассматриваемом варианте по-
иск представляет собой так называемый «случайный наброс», который является неотъемлемым элемен-
том любого алгоритма «глобального» поиска. Именно такой наброс поисковых точек в допустимую об-
ласть значений переменной X позволяет в принципе достигнуть глобального экстремума оптимизируе-
мой функции Q ( X ) . Как следствие этого факта, можно утверждать, что память поискового алгоритма
нулевой глубины реализует свойство «вероятностной» глобальности поиска, в то время как рассмот-
ренные выше память единичной глубины реализует свойство локальности поиска, а память, глубина


– 133 –
которой превышает единицу, – комбинацию свойств локальности + «регулярной» глобальности (сте-
пень эффективности которой прямо связана с величиной глубины памяти) поиска.
Таким образом, поскольку последовательные значения X не обладают преемственностью, и ис-
пользование для селекции результатов поиска сравнения значений Q ( X ) на смежных (хотя бы двух)
шагах исключено, то и «вести себя» алгоритм случайного поискового наброса – как элемент контура
оптимизации – теоретически может лишь одним из четырех альтернативных способов:
1) либо подчиняясь внешним влияниям на алгоритм A со стороны целевой функции Q ( X ) , кото-
рые должны поступать на него в ходе поискового процесса;
2) либо подчиняясь каким-то иным внешним влияниям на алгоритм A , не являющимся оценками
целевой функции и замыкающими контур оптимизации лишь формально, но которые могут поступать
на него в ходе поискового процесса (если, конечно, в принципе существует субъект, который может их
задавать);
3) либо в соответствии с некоторой комбинацией первых двух альтернатив;
4) либо реализуя чисто гипотетическую ситуацию, когда налицо только процесс каких-то измене-
ний переменной X , а влияния на алгоритм A в ходе этого процесса вообще отсутствуют как таковые;
тем самым этот алгоритм может функционировать только согласно некоторой, заранее обусловленной и
отраженной в его структуре (случайной или даже регулярной) схеме, которая никак не связана с оценкой
результатов его деятельности со стороны внешних по отношению к нему факторов (оценок целевой
функции или иных влияний извне) – т.е. алгоритм A вырождается в способ организации программного
поведения соответствующей системы.
Первая альтернатива приводит к представлению о первом варианте алгоритма поисковой оптимиза-
ции с нулевой глубиной памяти (?=0). Он должен содержать две необходимые составляющие:
первая – это генератор поисковой переменной X , реализующий такие её изменения (в области ?
допустимых её значений), которые обычно называют «случайным набросом» поисковых точек в
допустимую область;
вторая – это селектор ? получаемого результата, опирающийся на единственный доступный пара-
метр алгоритма, который может выступать в данной роли – систему целевых требований H ( X ) и
G ( X ) ; то есть выход поисковой переменной X за пределы допустимой для неё области ? может
трактоваться как пересечение ею «порога» селекции, с последующим исключением (элиминирова-
нием) данного поискового действия из протокола процесса оптимизации.
Таким образом, если полагать понятия «случайного поискового наброса» и «слепого поиска» в дос-
таточной степени близкими, практически синонимами, то можно утверждать, что наименование «слепо-
го поиска» наилучшим образом подходит к алгоритмам первой альтернативы (см. табл. .4.1). Нужно
лишь отметить, что упомянутый выше «протокол» обычно ведут при технических приложениях подоб-
ных методов, а как это может выглядеть в природе? Ниже этот вопрос будет кратко рассмотрен.
Вторая же альтернатива базируется на понятии «внешнего дополнения» (введенном применительно
к сложным системам Стаффордом Биром), которое по самому определению находится вне рамок рас-
сматриваемой поисковой системы и по отношению к последней, в определенном смысле, эквивалентно
«сверхъестественному влиянию». «Внешнему дополнению» достаточно принимать лишь два значения –
«удача» либо «ошибка». Тогда необходимые составляющие поискового алгоритма, который здесь сле-
дует обозначить как A , выглядят следующим образом (второй вариант поискового алгоритма с нулевой
глубиной памяти (?=0)):
первая – та же, что и в варианте первой альтернативы: генератор поисковой переменной X , реали-
зующий её случайные изменения – «случайный наброс»;
вторая – это селектор ? получаемого результата, реализуемый здесь «внешним дополнением»; то
есть любые значения поисковой переменной X , в момент генерации которых внешнее дополнение
дает сигнал «ошибка», будут расцениваться как неудачные и исключаться из протокола процесса
«полуоптимизации» (название которой отражает очевидное: отсутствие в данном варианте естест-
венного замыкания классического контура оптимизации – собственной внутрисистемной целевой
функции), а при сигнале «удача» – расцениваться именно как удачные и включаться в такой прото-
кол (см. рис. .4.1б).
Таким образом, для «полуоптимизационных» алгоритмов второй альтернативы можно предложить
наименование «слепых блужданий», не смешивая их с ранее введенным (для первой альтернативы) по-
нятием «слепого поиска» (см. табл. 4.1). Отмечу, что и здесь остается тот же вопрос: как может выгля-
деть подобный «протокол» не в технических приложениях, а в природе?

– 134 –
Третья альтернатива, формирующаяся как комбинация первых двух, представляет собой механизм,
который при должной настройке может обладать наилучшими характеристиками его составляющих, и,
тем самым, отражать более сложную моделируемую на его основе ситуацию, чем это доступно каждой
из его составляющих в отдельности.
Наконец, четвертая альтернатива была отвергнута ранее как предельно вырожденная, делающая
рассматриваемый процесс генерации флуктуаций X вообще «неоптимизационным», что полностью вы-
водит нас за рамки проблематики настоящей работы.
4.3.5. Место МПиО в классификаторе поисковых методов оптимизации
Приведенная выше, в пункте 4.3.4, аргументация показывает, что термин МПиО может относиться
только к одному типу (в худшем случае – его относят сразу к нескольким) из следующих четырех фор-
мально определенных классов методов случайной поисковой оптимизации. Это:
1) «слепые блуждания (с селекцией посредством внешнего дополнения)», с нулевой глубиной памя-
ти (?=0) алгоритма A поисковой «полуоптимизации»;
2) «слепой поиск (с селекцией посредством целевых ограничений)», с нулевой глубиной памяти (?=0)
алгоритма A поисковой оптимизации;
3) «простейший случайный поиск», с единичной глубиной памяти (?=1) алгоритма A поисковой оп-
тимизации;
4) «адаптивный случайный поиск», с глубиной памяти алгоритма A поисковой оптимизации, боль-
шей единицы (?>1).
К сожалению, результаты анализа, проведенного в подразделе 4.2, свидетельствуют о том, что на
практике реализуется именно «худший случай»: различные (а иногда даже одни и те же) авторы приме-
няют это понятие в самых разных смыслах, т.е. во всех четырех вышеперечисленных вариантах. Конеч-
но, большинство (как показывает анализ) авторов всё же воспринимают и используют термин «МПиО»
как «слепой поиск» по варианту № 2 (см. табл. 4.1). И с этой позицией нельзя не согласиться. Ведь в
данном варианте МПиО решает главную задачу – нахождение «вероятностно-глобального» экстремума
оптимизируемой функции, и притом, как это интуитивно и ожидается – простейшими средствами (прав-
да, чем проще алгоритм, тем – в среднем – больше поисковых шагов для достижения цели ему потребу-
ется). Но большинством в науке ничего не решается. Даже единичное использование этого термина в
расширительной трактовке (о чем читатель может и не знать, по умолчанию предполагая его популяр-
ную узкую трактовку), – т.е. как аналога более сильных методов (локальной) оптимизации: такого, как
«простейший случайный поиск», или даже как универсальный и весьма эффективный локально–
«регулярно-глобальный» «адаптивный случайный поиск», – вносит большую путаницу в представления
научной общественности о тех процессах, для описания и моделирования которых подобный метод и
привлекается. В частности, это можно продемонстрировать на примере, рассмотренном в следующем
подразделе.
Здесь же лишь сформулирую, как основной вывод настоящего раздела работы, свою точку зрения
на перспективы применения термина МПиО: из-за многозначности вкладываемого в него смысла от
использования этого термина либо следует отказаться вообще, заменяя его использованием нужного
из четырех вышеперечисленных терминов, либо при его использовании следует в каждом случае явно
указывать, какой именно оптимизационный процесс (прежде всего – с какой глубиной памяти) под-
разумевается.




– 135 –
«Наука в своем подъеме и даже, как я покажу, человечество в сво-
ем марше в настоящий момент топчутся на месте, потому что
люди не решаются признать наличие определенного направления
и привилегированной оси эволюции. Обессиленные этим фунда-
ментальным сомнением, научные исследования распыляются, а у
людей не хватает решимости взяться за устроение Земли»
Пьер Тейяр де Шарден
«Сегодня, когда закладываются основы теории ноосферы, тео-
рии, которая по своему смыслу должна объединить дисциплины,
изучающие самые разные явления материального мира, очень
важно выработать некоторый общий язык, охватывающий и про-
цессы самоорганизации неживой (косной) материи, и развитие жи-
вой материи, и процессы общественной природы. Я думаю, что за
основу может быть принят язык дарвиновской теории»
Никита Николаевич Моисеев

4.4. МПиО и моделирование биологической эволюции
4.4.1. Что называют «естественным отбором»
«Естественный отбор – основной движущий фактор эволюции живых организмов... Согласно
Дарвину, естественный отбор – это “переживание наиболее приспособленных” организмов, вследствие
которого на основе неопределенной (неадекватной воздействиям внешней среды) наследственной из-
менчивости в ряду поколений происходит эволюция... Значение естественного отбора не в выживании
как таковом, а в том, что выжившие особи оставляют потомство» ([Северцов,БСЭ,1972]).
«Основным или даже единственным движущим фактором эволюции является естественный от-
бор, основанный на отборе (селекции) случайных и мелких мутаций. Отсюда наименование этой теории
– “селектогенез” (развитие на основе отбора)» ([Воронцов,1999], стр. 458).
«Естественный отбор – процесс, посредством которого имеющие полезные свойства формы жизни
способны приспосабливаться к изменяющейся окружающей среде, и тем самым выживать, давать по-
томство и передавать ему свои благоприятные свойства, которые тогда на протяжении веков накапли-
ваются в популяции» [Chaisson,2001]. «Под естественным отбором многие понимают некие негативные
силы, воздействующие на индивида, особь, а точнее, на их совокупности, – то есть на тех, кто уже ро-
дился, растет (вырос), короче говоря, живет. Что ж, такой отбор – опять же образно, метафорически, –
действительно есть, и его типы мы упоминали выше: отбор, во-первых, на выживаемость, во-вторых, на
размножаемость и, в-третьих, на продолжительность жизни. Вот под этими типами отбора – отбора, ко-
торому подвержены живущие индивиды, – зачастую и подразумевают весь отбор. И делают принципи-
альную ошибку. Потому что это отбор далеко не весь и, между прочим, по эффекту (результату) не са-
мый значительный. Давайте в этом убедимся, но сначала перечислим "недоучтенные" типы отбора. Это:
отбор презиготный (отбор на стадии образования гамет), отбор зиготный, отбор эмбриональный, отбор
пренатальный (дородовой), натальный (в период родов) и постнатальный (послеродовой). Вслед за этим
– период младенчества (до годовалого возраста), и вот с данного момента, как многим думается, и вы-
ступает на авансцену Господин Отбор. А он, оказывается, выступил много-много раньше (только остался
неразличимым в потемках) и принялся за свое мрачное, а с позиций природы – исключительно необхо-
димое и полезное дело» [Травин,1997].
Ю.В.Чайковский, задаваясь вопросом: «Что есть естественный отбор?», констатирует, что в это по-
нятие вкладывают разный смысл: «Если оптимисты склонны применять этот термин как синоним любого
неслучайного процесса (поэтому без колебаний применяют термины “разрывающий отбор”, “ценотиче-
ский отбор” или даже “отбор на высшую организацию”), то пессимисты видят в отборе лишь “решето”.
Однако аккуратное понятие отбора существует в теоретической химии и его можно с успехом использо-
вать для наших целей. В комплексе реакций, протекающих в открытой каталитической системе, возмож-
но саморазвитие, связанное с тем, что активность катализаторов может повышаться в ходе их работы;
при этом, во-первых, появляются реакции с большими константами скоростей, а во-вторых, поток суб-
стратов преимущественно перерабатывается именно этими реакциями, и более активные катализаторы
вытесняют менее активные из процесса переработки субстратов. Последний факт называется здесь ес-
тественным отбором [Руденко,1969]. Если имеет место автокатализ, то аналогия с эволюцией биологи-
ческих систем достаточно полна, и это позволяет уточнить биологическую терминологию. Именно, ес-
тественным отбором будем называть процесс перераспределения источников существования между
размножающимися единицами (клетками, организмами, группами организмов). Отбор действует на-
правленно, если направленно изменяются внешние условия (здесь неясно, имеются ли в виду биоген-
ные либо абиогенные воздействия – С.Г.), и действует на результат направленного процесса (наследо-
вания или химической реакции); ненаправленные процессы необходимы (случайные рекомбинации,

– 136 –
действие мутагенов или столкновение молекул реагентов), но не они являются объектами непосредст-
венного действия отбора» ([Чайковский,1976], стр. 155; подчеркнуто всюду мной – С.Г.).
По мнению Г.А.Заварзина, «…как организующее начало в стохастически возникающем разнообра-
зии Ч.Дарвин предложил естественный отбор. Это очень лукавое понятие (курсив мой – С.Г.), которое
объясняет целесообразность всего существующего, понимая под целью существование. Оно значитель-
но шире понимания конкуренции за одну и ту же возможность существования, получившую впоследствии
обозначение “экологической ниши”» ([Заварзин,2001а], стр. 158).
А вот что пишет, например, Д.Кеньон: «Мы привыкли рассматривать естественный отбор как про-
цесс, который обеспечивает выживание более подходящих вариантов из набора, в основном произволь-
но возникающего. Случайный характер мутаций – хорошо известный источник разнообразия, чрезмерно
подчеркивается, вопреки представлению о том, что некоторые гены более расположены к мутациям, чем
другие, а некоторые определенные пурины или пиримидины имеют только ограниченное число возмож-
ных мутантных форм (мы утверждаем, что отсутствует корреляция между вероятностью определенной
мутации и необходимостью для этой мутации увеличивать соответствие внешним условиям среды {кур-
сив мой – С.Г.} )… На самых ранних стадиях предбиологической химической эволюции “отбор” не озна-
чал ничего другого, как проявление тенденций, присущих исходным материалам, самим взаимодейство-
вать с энергией и с окружающей средой на основании общих законов. Концепция отбора в данном слу-
чае не применима совсем. “Предопределенная упорядоченность” – более удачный термин. По мере того
как космическая эволюция приближалась к биогенезу, отбор в биологическом смысле должен был со-
вершенствоваться. Здесь была решающей доклеточная стадия, поскольку изменчивость индивидуаль-
ных форм позволяла некоторым из них вести конкуренцию. Все же внутренние ограничения (! – С.Г.),
вытекающие из свойств первичных полимеров, как и ограничения, проявляющиеся на уровне целых про-
токлеток, должны были быть так же важны, как протоотбор при переходе от протоклеток к клеткам. Нет
оснований думать, что эти внутренние направляющие ограничения, имевшие такое важное значение на
ранних этапах химической эволюции, прекратили свое влияние на более поздних стадиях биогенеза. Я
беру не себя смелость утверждать, что эти ограничения должны были резко сократить возможные изме-
нения в составе, структуре и реакциях протоклеток (именно так – С.Г.), но всё же среди допустимых (и,
вероятно, предпочтительных) изменений были и такие, которые вели к возникновению жизни. Это озна-
чает, что протоклетки, которые обладали многими свойствами, аналогичными клеточным, появлялись с
высокой степенью вероятности из близких предшествующих форм. “Поиск” среди широкого спектра
возможностей не был случайным: он был заключен в узкие рамки (курсив мой – С.Г.). Протоотбор на
этой стадии в основном корректировал общие принципы, обусловленные природой наиболее широко
распространенных реакционноспособных элементов в космосе. Если этот анализ правилен, не прихо-
дится сомневаться, что дальнейшее исследование легко сократит пробел между протоклетками и живы-
ми организмами » [Кеньон,1975].
Этот анализ настолько близок к представлениям предлагаемой концепции, что это вселяет дополни-
тельный оптимизм! Правда, по ходу рассуждений Д.Кеньона следует сделать несколько замечаний.
Прежде всего, по поводу термина «протоотбор»: он настолько похож на «отбор» в рамках псевдосупра-
контура биологической метаэволюции (наиболее примитивного из всех возможных его форм – см. ниже,
разделы 7 и 8), что просто просится быть формально определенным на этой основе. Что же касается «га-
рантии того, что какая-нибудь протоклетка могла приобрести достаточное усиление свойств, необходи-
мых для жизни» [там же], то если не гарантия, то некоторая обоснованная точка зрения в поддержку
этого проистекает из предлагаемой концепции: при интерпретации «достаточного усиления свойств» как
реализации тенденции системы к экстремуму целевой функции энергетического характера. Что, кстати,
дает и подсказку для проведения соответствующих экспериментальных исследований.
Далее, по поводу «неприменимости концепции отбора на ранних стадиях предбиологической хими-
ческой эволюции» – это не совсем так! Трактуя «отбор» несколько по-иному, т.е. как процедуру приня-
тия («выбора») решения о дальнейшем направлении развития (на базе сравнения, как минимум, двух
последовательных во времени значений внутренней для системы целевой функции энергетического ха-
рактера), ориентированную на достижение экстремума (минимума или максимума) этой целевой функ-
ции, легко заметить, что в рамках этой трактовки и реализуется «предопределенная упорядоченность»
Д.Кеньона. То есть «предопределение» здесь можно интерпретировать как изначальное существование
перманентного стремления системы (в пространстве переменных своей специфической активности) к
экстремуму своей целевой функции, а «упорядоченность» – как определенную эквифинальность такого
процесса, т.е. высокую вероятность нахождения системы именно в окрестности такого экстремума.
Но все, что отмечает Д.Кеньон относительно роли внутренних ограничений, полностью соответст-
вует представлениям об их роли в иерархическом механизме поисковой оптимизации! Ведь смысл его
утверждения, выделенного мною выше курсивом, состоит отнюдь не в отрицании случайного поиска
как такового: речь идет о замене понятия «случайного поиска» понятием «случайного поиска с ограни-
чениями». Очевидно, что Д.Кеньон неформально вводит вполне кибернетическое понятие ограниченно-
сти поискового пространства – перехода от поиска в гипершаре (т.е. во всех теоретически возможных
– 137 –
направлениях) к поиску в гиперконусе (т.е. в ограниченном «пучке» направлений). На фоне этого, дейст-
вительно смелого, прорыва, текстуальная оговорка о «неслучайности» поиска и не вполне оправданное в
данном контексте определение рамок поиска как «узких» (которые в действительности могут быть раз-
личного размера, поскольку, как это отмечалось выше, являются переменной величиной, регулируемой
структурами высших уровней интеграции в иерархии живого) выглядят мелкими и необязательными
подробностями.
4.4.2. «Естественный отбор» и «приспособленность» с информатико-
кибернетических позиций
Как уже упоминалось выше, обычно считают, что наиболее общее (и достаточно общепринятое)
определение биологической эволюции по Ч.Дарвину – это триада: изменчивость, наследственность, ес-
тественный отбор (которую, однако, Ю.В.Чайковский характеризует как предложенную Геккелем
«сверхпростую, а потому и сверхпопулярную формулировку дарвинизма» [Чайковский,2003], стр. 103)
Современный вариант эволюционной теории, базирующейся на дарвинизме – «синтетическая теория
эволюции» (СТЭ). В работе [Воронцов,1999] Н.Н.Воронцов дал её наиболее развернутое изложение, по-
дытоживающее состояние проблемы. В частности, по его мнению «существует некая бесспорная сумма
фактов, есть некоторые эмпирические обобщения, есть некоторые итоги предыдущего синтеза генетики
и классического дарвинизма, которые кажутся бесспорными и на сегодняшнем уровне знаний, и которые
никто из серьезных исследователей в настоящее время не пытается опровергнуть:
1. Жизнь существует на Земле около 3,8-4 миллиардов лет (о возникновении жизни мы здесь не го-
ворим, здесь много неясного!). Бесспорно то, что в первый миллиард лет (а скорее всего и два миллиар-
да лет) жизнь существовала только на прокариотном уровне, затем возникли эукариоты, среди них мно-
гоклеточные, и т.д.
2. Бесспорно, что в эволюции происходили приспособительные процессы, т.е. имел место адапта-
циогенез (спорно, однако, все ли признаки возникли в результате адаптациогенеза и всегда ли они адап-
тивны). Эволюционный процесс идет неравномерно и непрерывно.
3. Процесс адаптациогенеза идет при участии естественного отбора.
4. Элементарной эволюирующей единицей является популяция.
5. Материалом для эволюции (путем отбора, или путем дрейфа генов, или за счет иных стохастиче-
ских процессов) служат мутации и их комбинации (микро- или макромутации – вокруг этого идет спор).
6. Важнейшим событием в эволюции является акт видообразования, то есть возникновения двух
(или более) нескрещивающихся множеств самостоятельных генофондов. (Как идет этот процесс – по-
степенно или внезапно, градуалистически или сальтационно, – вокруг этого идет дискуссия)» ([там же],
стр. 470).
Нельзя сказать, что данный перечень содержит много материала, необходимого для адекватного
моделирования биологической эволюции, но ряд важных моментов, которые можно взять за основу хотя
бы самой простой её модели, здесь присутствует. Тем не менее, небезынтересно сравнить, а какова точ-
ка зрения на указанные вопросы самого Ч.Дарвина. Вот что он пишет в своей основополагающей рабо-
те: «Благодаря борьбе за жизнь вариации, как бы они ни были незначительны и от какой бы причины ни
зависели, если только они сколько-нибудь полезны (курсив мой – С.Г.) для особей данного вида в их
бесконечно сложных отношениях к другим органическим существам и физическим условиям жизни, бу-
дут способствовать сохранению этих особей и обычно унаследуются их потомством. Эти потомки будут
в свою очередь иметь более шансов выжить, так как из многочисленных особей любого вида, периоди-
чески нарождающихся, остается в живых только незначительное число. Я назвал этот принцип, в силу
которого каждое незначительное изменение, если только оно полезно (курсив мой – С.Г.), сохраняется,
термином “естественный отбор”, для того чтобы указать этим на его отношение к отбору, применяемому
человеком. Но выражение, часто употребляемое м-ром Гербертом Спенсером, – “переживание наиболее
приспособленного” – более точно, а иногда и одинаково удобно» ([Darwin,1859(2003)], стр. 73). И далее:
«Сохранение благоприятных (курсив мой – С.Г.) индивидуальных различий и изменений и уничтожение
вредных я назвал “естественным отбором”, или “переживанием наиболее приспособленных”» ([там
же], стр. 89).
Я хочу здесь обратить внимание читателя на тот факт, что Ч.Дарвин первоначально употребил для
оценки изменений (т.е. в наших терминах для селектора отбора) термины «полезные», «благоприятные»
и «выгодные» ([там же], стр. 103), а не предложенный его последователем термин «переживание наи-
более приспособленных», с которым он лишь согласился – причем, на мой взгляд, зря… Ведь последний
термин – отнюдь не синоним терминов первой группы. Так, «полезность»/«бесполезность»/«вредность»
– оценки, которые может давать (результатам собственных внутренних изменений) система как таковая.
То есть в современных терминах – это внутрисистемная целевая функция (причем экстремального ти-
па, поскольку полезность может иметь различную градацию), которая может быть задана для любой
системы, в том числе для практически полностью автономной. Напротив, «приспособлен-
ность»/«неприспособленность» – оценки, отражающие результаты поведения некоторой системы в её
– 138 –
внешней специфической среде: т.е. это функция, относящаяся к другой, более общей системе, лишь ча-
стью которой является рассматриваемая. То есть для последней – это внесистемная функция (одновре-
менно являющаяся для указанной более общей системы внутрисистемной).
И получается, что небольшое уточнение терминологии Ч.Дарвина (с которым он даже сам согла-
сился!) «развернуло» её акцентуацию в совершенно ином направлении. И даже нельзя сказать, что в не-
верном! Поскольку идея приспособленности, или адаптивности, является центральной при рассмотре-
нии живой природы: именно она выступает, с моей точки зрения, в качестве сверхзадачи системы при-
роды. Но одно дело сверхзадача, а совсем другое – инструментарий, применяемый для её достижения:
заменять одно другим чревато значительными недоразумениями (что и произошло). Именно подмена
целевой функции при системном рассмотрении эволюции живого сразу же перевело максимальный уро-
вень его интеграции с организменного на популяционный. Причем именно «перевело», а не «объедини-
ло», что было бы ещё приемлемо…
Таким образом, вместо того, чтобы сконцентрировать усилия на выяснении того, каким образом
может быть формализовано упомянутое выше внутрисистемное понятие «полезности»/ «благоприятно-
сти»/«выгодности» для конкретных биологических объектов, и как оно может быть связано не только с
экзогенными воздействиями на эти объекты, но и с их собственной эндогенной активностью (изменчи-
востью), основные свои усилия неодарвинисты направили на раскрытие понятия «приспособленности»
как результата «борьбы за существование» различных биообъектов между собой, внесистемного для ка-
ждого из них в отдельности.
Но вот что пишет сам Ч.Дарвин: «Я должен предупредить, что применяю этот термин («борьба за
существование» – С.Г.) в широком и метафорическом смысле, включая сюда зависимость одного суще-
ства от другого, а также включая (что ещё важнее) не только жизнь особи, но и успех в оставлении по-
томства» ([там же], стр. 74). А большинство его эпигонов предпочли интерпретировать эту «зависи-
мость одного существа от другого» только как «борьбу» в узком смысле (от воздействий на условия су-
ществования «конкурентов» – угнетения посредством ограничения доступа или лишения пищи, воды,
света и т.п., вплоть до физического уничтожения – убиения и иногда съедения), практически полностью
игнорируя диалектическое дополнение этой зависимости – «содружество», «кооперацию», «симбиоз»,
«взаимопомощь», «сродство» и т.п. Лишь в последние годы на этот последний аспект широкой дарви-
новской трактовки «борьбы за существование» стали все чаще обращать внимание.
Выполняли ли при этом упомянутые эпигоны, сознательно или подсознательно, некий социальный
заказ, обосновывая социальные конфликты в современном им обществе параллелями с конфликтами в
живой природе, Бог весть. Но многолетний застой в развитии эволюционных представлений (кстати го-
воря, об эволюции не только природы, но и общества) подобная позиция обеспечила вполне.
Возвращаясь к критике понятия «приспособленности», следует указать, что оно само по себе тавто-
логично: ведь если постулируется «выживание приспособленных», т.е. «выжил – значит, приспособ-
лен», то получается, что отбор фактически идет по «выжившим». Например, Р.Докинз пишет: «Гено-
фонд – это та среда, в которой ген находится долго. “Хорошие” гены отбираются вслепую как гены, вы-
жившие в данном генофонде. Это не теория, это даже не факт, обнаруженный в результате наблюдения;
такое утверждение – попросту тавтология (подчеркнуто автором – С.Г.)» [Dawkins,1976 (1993)].
Следствие этого: как только инженер/программист приступает к реализации любой подобной моде-
ли, он неминуемо сталкивается с необходимостью как-то параметризовать, определить в модельных
терминах эту самую «приспособленность». Так, например, описывая предложенную им имитационную
модель эволюции MACROPHYLON, В.Ф.Левченко немедленно аппроксимирует понятие «приспособ-
ленности» с помощью суммы значимостей 25 свойств (каждое свойство может иметь от 2 до 9 градаций
– признаков, которые могут принимать значения от 0 до 10), задаваемых для каждой моделируемой эво-
люционирующей популяции [Левченко,1998]. Величина значимости задавалась им, исходя из общебио-
логических представлений: получается пусть качественная, но хорошо параметризуемая оценка. Другой
пример: при построении модели возникновения «программ жизнедеятельности» одноклеточных орга-
низмов В.Г.Редько полагает, что «приспособленность» пропорциональна отношению длины жизненного
цикла к общему числу ферментов в организме [Редько,1998]. Или: при построении генетических алго-
ритмов, долженствующих отражать гипотетические особенности биологической эволюции,
Д.Г.Воробьев предлагает вычислять приспособленность особи (вторичной структуры) в популяции как
Fi
?
fi = e , где Fi – свободная энергия её вторичной структуры, ?F > 0 – эффективное энергетическое
?F

разрешение, то есть различие по энергии, при котором две структуры отличаются по приспособленности
[Воробьев]. И т.д.
Имеется критика этого понятия и при рассмотрении его в ином ракурсе. Так, В.И.Корогодин пишет:
«Достаточно подчеркнуть, что о “приспособленности” можно говорить только по отношению к своей эко-

– 139 –
логической нише, чтобы стала ясной неправомочность определения биологического прогресса через
степень приспособленности» (см. [Корогодин,1991], стр. 127, и [Корогодин,Корогодина,2000], стр. 143).
Отмечу в этой связи, что тавтологично именно понятие «приспособленности». Утверждение, что
сама эволюционная концепция неодарвинизма является пустой, лишенной эмпирического содержания
метафизической спекуляцией, так как является тавтологией, и, как таковая, не может производить эм-
пирически проверяемых предсказаний (см. [Авсюк,1997]), не представляется убедительным. Нужно про-
сто заменить понятие «приспособленности» системы на некоторый её коррелят, отражающий измеряе-
мую и эмпирически проверяемую сущность (самооценку полезности). В качестве такового можно ис-
пользовать, например, энергетический критерий поисковой оптимизации биообъекта (в котором в каче-
стве «полезных» рассматриваются энергозатраты на обеспечение его функциональной активности «во-
вне», а в качестве «бесполезных» – на его внутренние регуляционные нужды) – см. ниже, подраздел 5.3.
Такой показатель можно в определенном смысле интерпретировать и как оценку «полезности» вариаций
поведения биообъекта.
4.4.3. МПиО и реконструкция схемы «дарвиновского» механизма биологической
эволюции
Итак, ранее было показано, что эффективный механизм/контур поисковой оптимизации должен
включать, по крайней мере, три основных элемента:
o генератор имманентной активности поисковых переменных в контуре оптимизации;
o селектор получаемого результата, наличие которого однозначно определяет и присутствие в
контуре оптимизации блока вычисления её целевой функции;
o наличие памяти, реализующей свойство адаптивности поискового алгоритма.
Кроме того, выше отмечалось, что точка зрения на эволюцию живой природы именно как на про-
цесс «проб и ошибок» распространена достаточно широко. Напомню позицию В.М.Турчина: «Естест-
венный отбор, конечно, работает… (природа всегда действует по методу проб и ошибок)» [Турчин,1978
(1977)]. Таким образом, возникает вопрос: каким образом можно отразить приведенные выше основные
свойства эволюционного процесса в терминах МПиО как разновидности методов поисковой оптимиза-
ции? На рис. 4.2 я привожу собственную реконструкцию схемы «дарвиновского» механизма биологиче-
ской эволюции, т.е. то видение этого механизма, которое, с моей точки зрения, могло бы быть у совре-
менных последователей Ч.Дарвина – «неодарвинистов», если бы они воспользовались для его интерпре-
тации аппаратом МПиО (в его «узком смысле»).
4 5
Популяции
3
6
7
ОРГАНИЗМЫ
метры

2




Геном
1


Гены


Примечание: стрелки, направленные вверх, имеют структуру (отражают отношение) «многие - к одному»,
а вниз - «один - ко многим».
Рис. 4.2. Реконструкция механизма биологической эволюции по Ч.Дарвину.
Цифрами в кружках здесь обозначены: 1 – имманентная активность, т.е. «изменчивость», прояв-
ляемая генами; 2 – процесс онтогенеза (индивидуального развития организма), отражающий «наследст-
венность»; 3 – проявление специфического поведения организмов в рамках соответствующих популя-
– 140 –
ций; 4 – селектор получаемого на базе конкурентной борьбы между особями результата, определяемый
целевой функцией (в данном случае только ограничениями типа равенств и типа равенств), т.е. «естест-
венный отбор» на базе критерия «приспособленности»; 5 – процесс сообщения отрицательного ре-
зультата селекции на организменный уровень; 6 – процедура «изъятия» организма из популяции (его
гибель или, как минимум, лишение возможности дать новое потомство); 7 – «внешнее дополнение», т.е.
внешнее неспецифическое воздействие на организм (например, катастрофического характера: пожар,
наводнение, извержение вулкана, резкое похолодание и т.п.), также приводящее к его устранению из
популяции. Место для третьей важнейшей составляющей поискового оптимизационного механизма –
памяти – в рамках описываемой неодарвинистской схемы мне найти не удалось (думается, это и невоз-
можно).
Здесь необходимо отметить, что «внешнее дополнение» присутствует в селекторе данной схемы не
как замена целевых ограничений, а именно как дополнение к ним. Этот фактор подразумевает и
Ч.Дарвин, отмечая: «…уместно заметить, что все существа в значительной мере подвергаются и чисто
случайному истреблению, почти или вовсе не имеющему отношения к естественному отбору» ([Darwin,
1859(2003)], стр. 95). Этот фактор также явным образом фигурирует и в контексте неодарвинистских
представлений: например, как возможная изначальная причина процессов (катастрофического устране-
ния части популяции), которые далее могут реализоваться в форме «принципа основателя» ([Green et
al,1996], стр. 287).
То есть, с моей точки зрения, из трех основных составляющих поискового оптимизационного меха-
низма эволюции Ч.Дарвином гениально угадано примерно «полтора»:
1) введено (хотя и неявно) понятие «генератора активности», что следует из трактовки им понятия
«изменчивости» (которое вполне можно интерпретировать в качестве «поисковой активности»),
как фундаментального в его теории;
2) введен прообраз селектора – «естественный отбор» и прообраз целевой функции, правда, не
экстремального типа, а лишь в форме целевых ограничений – выступающее в этой роли (не-
удачное с моей точки зрения) понятие «приспособленности».
Более того, исходя из этих положений, по-видимому, можно говорить о введении Ч.Дарвином de
facto даже прообраза собственно контура оптимизации как такового.
Полтора, конечно, меньше необходимых трех, но ведь и сделано это было почти 150 лет назад, при-
чем целиком на основе чисто эмпирических представлений! Ведь опереться на системные теоретиче-
ские соображения Ч.Дарвин возможности не имел, поскольку его главная работа [Darwin,1859(2003)]
вышла в 1859 году (точную дату публикации – 24 ноября 1859 года – приводит С.Сковрон [Сков-
рон,1965]), а первые достаточно полные публикации по теории систем – имеется в виду тектология
А.А.Богданова (Малиновского), три тома которой впервые были опубликованы в Москве в 1912, 1917 и
1922 гг. [Богданов,1989] (см., напр., [Малиновский,1984], [Никаноров], [Разумовский: Система]) появи-
лись только через полвека с лишним после этого. Тем более он не мог опереться на кибернетические
соображения: как известно, работы Н.Винера, У.Р.Эшби и др. были опубликованы почти через столетие
после работ Ч.Дарвина (см. [Wiener,1948, Ashby,1956]). И, наконец, он никак не мог опереться и на тео-
рию и практику поисковой оптимизации (точнее, на её важнейший раздел – «теорию случайного поис-
ка»): Л.А.Растригин заявил об изобретении им способа и устройства «для автоматической настройки
многопараметрических систем автоматического управления и регулирования на заданные условия» (на
что им затем и были получены авторские свидетельства СССР [Растригин,1959аб]) лишь 17 августа
1959 года, т.е. точно через столетие после публикации книги Ч.Дарвина. Впоследствии предложенный
Л.А.Растригиным аппарат, в своих простейших вариантах прямо воспроизводящий дарвиновскую нена-
правленную изменчивость, и получил свое название «случайный поиск».
Таким образом, на рис. 4.2 представлена базирующаяся на идеологии МПиО модель устранения
особей из соответствующих популяций «естественным отбором» (ведущего к неоставлению ими потом-
ства) в результате конкурентной борьбы между ними за какие-либо ограниченные ресурсы: «за выжива-
ние» = «за приспособление», как это и предполагается в дарвинистских теориях биологической эволю-
ции. То есть понятие (оператор) «естественного отбора» здесь достаточно формально вводится как реа-
лизация результата деятельности комбинации двух селекторов, каждый из которых относится к своему
методу оптимизации/«полуоптимизации», функционирующих одновременно, параллельно и взаимно не-
зависимо, а именно:
а) к методу «слепого поиска (с селекцией посредством целевых ограничений)», т.е. МПиО в узком
смысле, как это и следует из неодарвинистской парадигмы: состояние «приспособленности», таким об-
разом, интерпретируется как невыход объекта за пределы допустимой для него области ? , поскольку
нарушение этих ограничений приводит к элиминированию самого объекта, и


– 141 –
б) к методу «случайных блужданий (с селекцией посредством внешнего дополнения)», реализующе-
го внешние неспецифические воздействия на объект.
Это отражают на схеме рис. 4.2 соответствующие позиции: 5 – селектор слепого поиска, 7 – селек-
тор случайных блужданий и 6 – «точка» их приложения.
Понятно, что подобное определение «естественного отбора» существенно отличается от стандарт-
ного («естественный отбор – процесс выживания и воспроизведения организмов, наиболее приспособ-
ленных к условиям среды, и гибели в ходе эволюции неприспособленных…» [СЭС,Естественный от-
бор]). Что же касается интерпретации понятия «приспособленности», то, как представляется, это един-
ственный способ совместить широко используемую неодарвинистами идеологию МПиО как эволюци-
онного механизма и предложенную выше формализацию методов поисковой оптимизации.
С моей точки зрения, комбинация метода слепого поиска (МПиО в узком смысле) и метода случай-
ных блужданий достаточно адекватно отражает именно неодарвинистскую парадигму представлений об
эволюционном процессе. Целый ряд важных феноменов в эволюции живого на этой основе получает
свое объяснение. Но подобный подход имеет два существенных недостатка, которые не позволяют та-
кой комбинации методов адекватно отражать более широкий спектр наблюдаемых в биологии явлений и
процессов, на что все чаще указывают специалисты. Это неудачный выбор неодарвинистами целевого
критерия оптимизации живого, о чем упоминалось выше (т.е. отсутствие в нем третьей и ведущей его
составляющей – критерия экстремального типа), и ограниченность возможностей алгоритма слепого
поиска, не обладающего памятью. Оговорюсь ещё раз, что при расширенной трактовке МПиО как ме-
тода с памятью второй недостаток снимается, и адекватность таких моделей повышается.
Таким образом, факт разработки мною вышеприведенной реконструкции (рис. 4.2) не означает, что
сам я согласен с подобным упрощенным представлением о биологической эволюции (разве что – в ну-
левом приближении…). Но, поскольку задачи настоящего раздела работы не предполагают подробного
изложения альтернативной концепции иерархической поисковой оптимизации живого (это опубликова-
но в [Гринченко,1979-2003] и будет сделано ниже, в разделах 6-8), приведу здесь для контраста – см.
рис. 4.3 – лишь схему совмещения базирующейся на МПиО (в «узком» смысле) «неодарвинистской» мо-
дели биологической эволюции и её же иерархической оптимизационной модели.
Отмечу только, что последнюю адекватно описывает механизм иерархического адаптивного слу-
чайного поиска, в котором, помимо прочего, весьма широко представлены связи (штриховые нисходя-
щие стрелки), отражающие именно системную память различных ярусов в иерархии, и, следовательно
– совокупную память соответствующего поискового алгоритма.
4.5. Являются ли дарвинизм и номогенез альтернативными науч-
ными теориями?
Обыденный ответ на этот вопрос, приведенный, по-видимому, практически во всех учебниках по
теории эволюции: «Конечно, да, ведь это известно всем!» Ещё несколько лет назад и я должен был бы
повторить за ними тот же ответ… [Гринченко,2001к]. Но ряд соображений, представляющих собой
следствия из предлагаемой концепции иерархической поисковой оптимизации живого – парадигмы
обобщенной адаптивности (см. выше, подраздел 2.1) – указывает на то, что подобный ответ неверен.
Является же он плодом определенного недоразумения, исторически возникшего в ходе дискуссий между
биологами-эволюционистами, акцентировавшими свое внимание либо на той, либо на другой этих точ-
ках зрения. И прежде чем попытаться дать иной – вообще говоря, отрицательный! – ответ на данный
вопрос, следует опять-таки разобраться с используемой терминологией.
4.5.1. О дарвинизме и номогенезе: обзор точек зрения
4.5.1.1. Итак, что же понимают под термином «дарвинизм»?
«Дарвинизм, материалистическая теория эволюции (исторического развития) органического мира
Земли, основанная на воззрениях Ч.Дарвина» [Парамонов,Северцов,БСЭ,1972]. Далее излагается весьма
пространный комментарий к воззрениям Дарвина на эволюцию. Советский энциклопедический словарь
(СЭС), повторив приведенное в БСЭ определение, дает затем следующую формулировку: «Эволюция,
по Дарвину, осуществляется в результате взаимодействия трех основных факторов: изменчивости, на-
следственности и естественного отбора. Изменчивость служит основой образования новых признаков в
строении и функциях организмов, наследственность закрепляет эти признаки, под действием естествен-
ного отбора устраняются организмы, не приспособленные к условиям существования. Благодаря на-
следственной изменчивости и непрерывного действия естественного отбора организмы в процессе эво-
люции накапливают все новые приспособительные признаки, что в конечном итоге ведет к образованию
новых видов. Таким образом, Дарвин установил движущие силы эволюции органического мира, объяс-
нил процесс развития и становления биологических видов» ([СЭС,1982], стр. 364).


– 142 –
от декалет до тысячелетий


ПСЕВДОБИОГЕОСФЕРА: ярус "+4?+6"
сотни километров-мегаметры-десятки мегаметров
месяцы тысячелетия


БИОГЕОЦЕНОЗЫ-1: ярус "+3" тысячелетия
километры
месяцы
декасутки

Парцеллы-1: ярус "+2"
декагоды
гектометры
4 5 декасутки
сутки

Популяции-1: ярус "+1"
3 месяцы
декаметры
часы
6 сутки


ОРГАНИЗМЫ-4: ярус "0"
декасутки
метры
минуты часы
2
Органы-4: ярус "-1"
сутки
дециметры
минуты
декасекунды


Ткани-4: ярус "-2"
часы
сантиметры
секунды декасекунды


КЛЕТКИ-7: ярус "-3"
минуты
сотни микрометров
секунды
децисекунды

К-компартменты-7: ярус "-4"
декасекунды
десятки микрометров
децисекунды
сантисекунды

К-субкомпартменты-7: ярус "-5"
секунды
микрометры
сотни микросекунд сантисекунды


ЭЛЕМЕНТОНЫ-10: ярус "-6"
деци-
десятки нанометров секунды
десятки микросекунд сотни микросекунд

Геном Э-компартменты-10:
ярус "-7"
1 санти-
нанометры
секунды
микросекунды десятки микросекунд


Гены Э-субкомпартменты-10 : ярус "-8"
сотни микросекунд
сотни пикометров
сотни наносекунд микросекунды


АТОМЫ: ярус "-9" десятки
микросекунд
десятки пикометров


Субатомные уровни интеграции: ярусы "-10","-11","-12",...
пикометры и менее
Примечание: стрелки, направленные вверх, имеют структуру (отражают отношение) «многие - к одному»,
а вниз - «один - ко многим».
Рис. 4.3. Проекция реконструкции «неодарвинистской» модели биологической эволюции по МПиО на
схему механизма иерархической поисковой оптимизации живого.
– 143 –
В недавно размещенном в Internet «Иллюстрированном энциклопедическом словаре» [Дарвинизм,
1998], продолжающем традицию одно- и двухтомных универсальных словарей издательства «Большая
Российская энциклопедия», статья «Дарвинизм» почти дословно повторяет эту же статью в СЭС, но
термин «материалистическая» применительно к «теории эволюции» опущен…
Наконец, согласно Internet-энциклопедии Яndex «Глоссарий.ru» [Глоссарий.ru], «Дарвинизм – раз-
работанная Ч.Дарвиным теория эволюции органического мира на Земле путем естественного происхож-
дения видов на основе изменчивости, наследственности, борьбы за существование и отбора».
Итак, можно считать, что наиболее общее (и достаточно общепринятое) определение эволюции
по Дарвину – это триада: изменчивость, наследственность, естественный отбор.
С другой стороны, А.А.Любищев указывает: «При классификации эволюционных теорий надо пол-
ностью отказаться от именования отдельных теорий по авторам, так как последнее а) приводит к недо-
разумениям ввиду многозначности таких понятий, как дарвинизм, ламаркизм и т. д., в) уместно в фило-
софских и теологических, но не в естественно научных системах» [Любищев,1966-1969]. Есть мнение,
что: «…долгие годы дарвинизм в нашей стране был как бы тенью марксизма. Говорили – Дарвин, подра-
зумевали – Энгельс… В результате советские люди привыкли к тому, что дарвинизм – это составная
часть марксизма-ленинизма. А те, кому надоело быть советскими, вместе со всей марксистско-
ленинской идеологией стали отвергать и дарвинизм» [Антонов,История…].
А вот что, например, пишут о трудностях неодарвинизма Г.П.Краснощеков и Г.С.Розенберг: «Су-
щественный вклад в формирование системологии внес Чарльз Дарвин, обосновав принцип естественно-
го отбора и дивергенции в эволюции. Более чем вековая дискуссия о значении естественного отбора в
эволюции, была завершена признанием этого принципа как основополагающего в области саморазвития
материи, в том числе и на молекулярном уровне. Но в рамках дарвиновской теории не была решена
проблема появления новых признаков. Эта наиболее сложный вопрос биологии стал ареной борьбы ме-
жду материалистическими и идеалистическими направлениями в естествознании. Пожалуй, первым ис-
следователем, постулировавшим эволюцию как закономерное свойство самих систем к саморазвитию,
был Л.С.Берг (1922). Он полагал, в противовес господствующим представлениям дарвинистов, что
"…создание все более и более совершенных форм есть имманентное свойство живой природы", что
основой является "…внутреннее начало, лежащее в самих организмах, а не привносимое путем со-
единения частей и воздействий внешнего мира". Эти представления до сих пор не получили широкого
признания. Согласно современной синтетической теории эволюции, в основе её лежит накопление слу-
чайно возникших под влиянием повреждающих факторов среды повреждения наследственного аппара-
та. Но такой механизм не универсален (Воронцов, 2000) и тем более он не может быть распространен на
предбиологические этапы эволюции, что сужает рамки эволюции организменным уровнем организации
материи» [Краснощеков, Розенберг,2001].
Подробный анализ дарвинизма и его развернутую критику дает К.Е.Михайлов. В частности, он от-
мечает: «Ахиллесова пята Дарвинизма в плане эмпирической значимости учения – учение о напряжен-
нейшей непрекращающейся конкуренции (здесь и ниже выделено цитируемым автором – С.Г.). В отли-
чие от многих своих последователей Дарвин понимал, что факт увеличения силы наследования в
поколениях ставит его учение в "критические условия", так как в этом случае "выход" эволюирующей
формы за пределы материнского вида (процесс очень медленного приспособления к среде путем
накопления ничтожно малых отклонений) возможен только при крайней напряженности и длительной
неослабляемости борьбы за существование в одном и том же направлении. Н.Я.Данилевский считал
это условие самым слабым местом в теории Дарвина, т.к. этот пункт в принципе проверяем и его
универсальное соблюдение должно быть корректно продемонстрировано сторонниками теории»
[Михайлов,1995]. констатирует: «Основные представления современного дарвинизма об эволюции орга-
М.Карпенко
низмов основываются на двух идеях: идее о возникновении случайных мутаций в наследственном аппа-
рате, приводящих к изменению организма, и идее последующего отбора, который, по Дарвину, состоит в
том, что организмы с новыми, но неудачными признаками, вымирают, с удачными – выживают. То, что
такой механизм существует и действует, видимо, можно считать доказанным. Вызывает, однако, боль-
шое сомнение достаточность (курсив мой – С.Г.) дарвиновского механизма эволюции для объяснения
процесса возникновения полезных признаков, многие из которых, как писал Л.И.Блохинцев, больше "по-
хожи на изобретательство"» [Карпенко,1992].
4.5.1.2. А что же понимают под термином «номогенез»?
Формулировки в БСЭ и в СЭС практически совпадают: «Номогенез (от греч. ??µ?? – закон и
...генез), идеалистическая (! – С.Г.) гипотеза, согласно которой эволюция организмов осуществляется
не на основе естественного отбора, а на основе неких внутренних закономерностей, в частности на яко-
бы изначально присущей всему живому целесообразности реакций на внешние воздействия. Эти зако-
номерности целенаправленны в сторону усложнения морфофизиологической организации в живой при-
роде. Выдвинута Л.С.Бергом (1922) и противопоставлена им дарвинизму» [Яблоков,БСЭ,1974],
[СЭС,1982]).

– 144 –
Электронный словарь EDIC.RU дает значительно более сдержанную и конструктивную формули-
ровку: «Номогенез, концепция биологической эволюции как процесса, протекающего по определенным
внутренним закономерностям, несводимым к воздействиям внешней среды. Теорию Н. и сам термин
предложил в 1922 Л.С.Берг. В отличие от Ч. Дарвина (см. Дарвинизм) Берг полагал, что наследственная
изменчивость закономерна и упорядочена (например, гомологическими рядами), а естественный отбор
не движет эволюцию, но лишь «охраняет норму»; что всему живому присуща изначальная целесообраз-
ность реакций на воздействие внешней среды, развитие же совершается за счёт некой независимой от
среды силы, направленной в сторону усложнения биологической организации. Позднее идеи Н. разви-
вали А.А.Любищев и С.В.Мейен» [EDIC.RU].
Приведу ещё одно высказывание А.А.Любищева. В работе [Любищев, 1971] он пишет: «Теперь на-
мечается синтез: Вселенная не хаос, а Космос (Вейль); эволюция основана не на борьбе хаотически
возникающих изменений, а на имманентном законе эволюции и на наличии подобного сознанию творче-
ского начала. Шаги в этом направлении делали К.Э. фон Бэр, С.Майварт, А.Келликер, С.И.Коржинский,
Э.Коп, К.К.Шнейдер, А.Бергсон, Л.С.Берг, П.Тейяр де Шарден, О.Шиндевольф и мн. др.; рать антидарви-
нистов не так мала, как думают, и это неудивительно. Такое простенькое явление, как траектория артил-
лерийского снаряда, зависит от ряда факторов – направление ствола, начальная скорость, земное тяго-
тение, сопротивление воздуха, влияние ветра и вращение Земли. А в эволюции ортодоксы пытаются
видеть один ведущий фактор – естественный отбор». То есть по А.А.Любищеву эволюция – это
«…осуществление начал, заложенных в самом развивающемся существе» ([Любищев,1982], стр. 135).
Вот что пишет о «позитивном содержании номогенеза» Н.А.Мещерякова в своем подробном его
анализе: «Дарвинизм знает лишь одну детерминанту эволюционного процесса. Это естественный отбор.
“Отбор, несомненно, является единственным и достаточным фактором, вызывающим эволюцион-
ный процесс [Тимофеев-Ресовский Н.А, Воронцов Н.Н. , Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции.
М.: Наука, 1977, стр.106]”. Номогенез открывает вторую сторону, вторую детерминанту, не менее важ-
ную, способную высветить внутреннюю активность живого и сделать первый шаг к постижению эволю-
ции в её закономерной направленности. Этой детерминантой является содержащаяся внутри организма
и неизвестной природы сила, своего рода эволюционная идея, некое нераздельное целое, движущее и
организующее эволюционный процесс. Если не считать нескольких вскользь брошенных фраз относи-
тельно природы внутриорганизменной силы, по существу не имеющих органической связи с концепцией
в целом и существующих в книге, видимо, лишь как дань “естественнонаучному происхождению” автора
(“Природа этих закономерностей, очевидно, не статистического характера {а динамического, по-
добно законам, управляющим обратимыми процессами, каково тяготение, электрические и механи-
ческие колебания, акустические и электромагнитные волны}” [Берг,1977], стр. 310; “Есть внутрен-
ние, конституционные, заложенные в химическом строении протоплазмы силы, которые заставля-
ют организм варьировать в определенном направлении” [там же], стр.160), то идейное родство номо-
генеза с идеализмом не вызывает сомнений. Ощутив это, естественник сразу же теряет интерес к
номогенезу, а, следовательно, и к тому, что составляет момент его бесспорной истины. Именно эта
истина возводит закономерное развитие к внутренним, эндогенным факторам биологической (или любой
другой) формы организации. Целое, или морфа (тип, образец, логический аналог аристотелевской
формы, платоновской идеи) есть основная детерминанта формообразования, все закономерности
которого заданы целым и в том или ином виде в этом целом содержатся. Это и есть та частичная истина
номогенеза, которая подлежит обоснованию. Частичность её связана с полным игнорированием
внешнего мира, который оказывается лишь материалом, вовлекаемым в процесс эндогенного
формообразования. Уже в новейшей биологии эта же самая проблема направляющей роли
внутриорганизменного целого в эволюции возникает в связи с введенным Уоддингтоном понятием
креода [Уоддингтон К. Основные биологические концепции // На пути к теоретической биологии. 1.
Пролегомены. М.: Мир, 1970, стр. 21], [Waddington C.H. The Strategy of the Genes. L.: Allen und Unwin,
1957, р. 32], обозначающим устойчивое (канализированное) развитие. “Понять природу механизмов,
определяющих возникновение креода, важно потому, что креод – это попросту самое общее
описание так называемого целенаправленного биологического процесса. Природа таких процессов
всегда составляет одну из важнейших проблем теоретической биологии” [Уоддингтон К. Основные
биологические концепции // На пути к теоретической биологии. 1. Пролегомены. М.: Мир, 1970, стр.
22] (…) Основная причина отвержения номогенеза позитивистски ориентированным естествознанием
заключается в невозможности дать эмпирическую интерпретацию «целого» как внутренней
определенности (“идеи”) биологической организации, а, следовательно, и главного эндогенного фактора
Говорят о процесса» [Мещерякова,2001].
эволюционного роли не только направляющих, но и внутренних ограничивающих (т.е. канализирующих)
факторов в эволюции. Так, Д.Кеньон указывает, что последнее «отмечалась некоторыми авторами [von
Bertalanffy L. Problems of Life. N.Y. Wiley, 1952], [Whyte L.L Internal Factors in Evolution. N.Y., Braziller,
1965]. По мнению Хендерсона, для объяснения хода эволюции недостаточно естественного отбора, не
менее важны ограничения, вытекающие из химических и физических свойств живой материи [Henderson
L.J. The Fitness of the Environment. N.Y. Macmillan, 1913, С.312]» [Кеньон,1975].
Тем не менее, сегодняшнее место номогенеза среди «официально» принятых теорий эволюции хо-
рошо демонстрирует следующая цитата: «Представление о потенциале эволюции, заложенной в геном
– 145 –
подобно какой-то невероятной, неведомо кем и когда созданной программе развития вида на века и ты-
сячелетия вперед, очень близко к теории номогенеза Л.С.Берга, теории, считающейся до сих пор идеа-
листической, а потому, разумеется, неприемлемой и не подлежащей серьезному рассмотрению» ([Кар-
пенко,1992], стр. 281).
4.5.1.3. Об «альтернативности» этих эволюционных теорий
Большинство специалистов в области эволюционной теории, которые высказываются в печати по
данному вопросу, предпочитают рассматривать дарвинизм (и его развития, отвергающие идею направ-
ленности эволюции) и номогенез (и его развития, базирующиеся на данной идее) как альтернативные
теории (см., напр., [Московский,1997]). Подобное отношение, естественно, попало в учебники и учебные
программы. Например, программа курса "Концепции современного естествознания" (для гуманитариев
широкого профиля РГГУ) прямо утверждает подобную точку зрения: «Эволюция жизни по Дарвину и
основные его альтернативы (курсив мой – С.Г.) – ламаркизм, номогенез, нейтралистская эволюция. Их
сочетание сегодня. Синтетическая теория эволюции (от организма к популяции). Эволюция как преобра-
зование разнообразия. Место эволюционной теории Дарвина в культуре XIX-XX вв.» [Липкин, 2000]
(справедливости ради отмечу, что официально утвержденный и действующий на территории России до-
кумент [Обязательный минимум...] вообще не содержит даже упоминания об альтернативных теориях
эволюции, ограничиваясь ссылками на Дарвина и СТЭ).
А есть ли мнения о непротиворечивости, сочетаемости, взаимной дополнительности указанных кон-
цепций эволюции? Оказывается, есть. Приведу мнение С.Э.Шноля: «Противопоставление эволюции в
результате естественного отбора и эволюции, как реализации определенных закономерностей совер-
шенно неверно. Закономерность эволюционных траекторий – обязательное следствие, а не противоре-
чие дарвинизму (…) при этом речь идет не о таинственных “внутренне присущих системе” законах, а о
физических, химических, биологических, доступных рациональному анализу закономерностях»
([Шноль,1979], стр. 16).
Или цитату из обстоятельной статьи В.В.Жерихина и А.С.Раутиана: «Ниже эволюция понимается в
биологическом смысле как процесс спонтанного приобретения системой необратимых и устойчиво вос-
производящихся отклонений от прежней нормы индивидуального развития (а тем самым и дефинитив-
ной организации). Норма складывается как продукт филогенетической истории в ходе множества эволю-
ционных выборов, совершенных предковыми системами в филогенетическом прошлом, и несет черты
приобретенных предками адаптаций. Воспроизведение организменной нормы в ряду поколений обеспе-
чивается консервативным генетическим аппаратом, онтогенетическими механизмами развертывания и
реализации генетических "инструкций" и популяционными механизмами, поддерживающими в опреде-
ленных пределах баланс генных частот. Необходимо отметить, что и в биологии термин "эволюция"
применяется в различных смыслах. Связь возникающих при этом проблем с языком описания процесса
(курсив мой – С.Г.) осознается редко, и большей частью они считаются содержательными; в результате
возникают длительные, ожесточенные, но совершенно бесплодные дискуссии о том, какая модель эво-
люции лучше соответствует действительности. Так, традиционно говорят об эволюции органа, ткани,
структуры или функции. Сам по себе орган или функция не воспроизводится: их воспроизводство воз-
можно лишь постольку, поскольку воспроизводит себя организм, которому они принадлежат; не имеют
они и собственной генетической программы, которая могла бы эволюционно меняться. Но в таком слу-
чае современная биологическая эволюционная парадигма к их изменениям попросту неприменима. Не
случайно анализ поведения отдельных морфологических структур часто приводит выдающихся ученых
(достаточно вспомнить Л.С.Берга, А.А.Любищева и С.В.Мейена) к резкой критике моделей, связывающих
биологическую эволюцию с действием отбора (селектогенетических). Действительно, понятие отбора как
дифференцированного размножения заведомо лишено смысла применительно к не размножающимся
объектам. Отбор (вопреки распространенным, но крайне неточным и вводящим в заблуждение форму-
лировкам) не происходит ни по длине ног или крыльев, ни по окраске, ни по толщине раковины; он во-
обще не происходит ни по какому признаку кроме одного-единственного – числа потомков, достигших
репродуктивного возраста и в свою очередь успешно размножившихся. Корректная же теория, описы-
вающая поведение морфологических структур во времени, по-видимому, должна быть существенно но-
могенетической (изменения частей подчиняются законам целого), и дискуссия между сторонниками но-
могенеза и дарвинистического подхода основана на непонимании того, что эти концепции дополни-
тельны, а не взаимоисключающи (курсив мой – С.Г.)» [Жерихин,Раутиан,1997]. Здесь особенно важна
сама постановка вопроса о необходимости выработки адекватного языка описания процесса эволюции.
Подобные точки зрения не единичны: даже в популярном научном издании можно встретить пуб-
ликацию, также утверждающую позицию, что «дарвинизм и номогенез — не альтернативные теории
эволюции, а описание разных этапов единого эволюционного процесса» [Багоцкий,1998]. Но все такие
работы, верно оценивая проблему «в общем», в том числе и с философских позиций, с моей точки зре-
ния значительно сдержаннее в плане формулирования конкретных рекомендаций относительно того, как
именно должны сопрягаться данные направления в теории эволюции живого.

– 146 –
Последнее иллюстрирует, в частности, высказывание А.Кобринского: «Нам кажется, что все суще-
ствующие гипотезы, относящиеся к путям и возможностям эволюционных преобразований, страдают
односторонним подходом к проблеме, заключающемся в том, что рассматривается сам факт морфоло-
гического изменения и предполагаемое соответствующее влияние внешней среды, и, исходя из этого
плоскостного подхода, фантазируется та или иная возможность, когда сущность явления заключается в
том, чтобы ответить на коренной вопрос – что происходит с изменяющимся организмом внутри, каков
порядок эволюционного преобразования – изменение внешнего воздействия (условий среды обитания) и
в результате последующее приспособительное изменение организма, или, как мы предполагаем, суще-
ствует третий фактор – промежуточный и самый важный – процесс реагирования организма, который
необходимо рассматривать в самой его материальной сущности?» [Кобринский].
Или позиция Ю.И.Чайковского: «Сложилась досадная традиция противопоставлять концепции. При
этом выпадает из поля зрения их существенное сходство. Например, ламаркизм и дарвинизм многие
считают антагонистами, хотя они основаны на принятии общего тезиса – непрямого действия (здесь и
далее курсив автора – С.Г.) окружающей среды на свойства организмов. В ламаркизме это – влияние
упражнения органа на его развитие, а в дарвинизме – выживание более приспособленных. Оба учения
ввели свой исходный тезис как чисто умозрительный постулат. Аналогично, ламаркизм и номогенез
близки принятием тезиса о самодовлеющем характере прогресса (тогда как дарвинизм едва касается
его, полагая его одним из следствий приспособления к среде {примечание автора: Тимофеев-Ресовский
в своей последней эволюционной статье [Природа, 1980, № 9] признал, что дарвинизм следует до-
полнить принципом прогресса, но остался в этом одинок}), а дарвинизм и номогенез одинаковы в том
отношении, что игнорируют активность особи – она в этих учениях не живет, а лишь предъявляет свои
заранее данные качества (весьма любопытное замечание! – С.Г.). Нужна теория, берущая из прежних
все нужное, и в то же время теория единая, целостная. Прежде всего, она должна ясно указывать источ-
ник своих постулатов» ([Чайковский,2003], стр. 176).
С моей точки зрения, путь к преодолению этих проблем – синтез дарвинизма и номогенеза
Л.С.Берга и его последователей, причем синтез именно на базе предлагаемого представления об эволю-
ции как о процессе поисковой оптимизации живого по энергетическим критериям на биогеоценотиче-
ском и Биогеосферном уровнях его иерархии, которая необходимо учитывает системную память на всех
уровнях интеграции живого (т.е. концепции иерархической поисковой оптимизации системы живого).
Причем синтез, включающий адекватные данной концепции положения иных эволюционных теорий
(например, «Ламарк видел основной способ образования приспособлений в активности (курсив мой –
С.Г.) особей» [там же], стр. 51, «у Жоффруа де Сент-Илера отбору подвергаются – и в этом суть жоф-
фруизма – не случайные уклонения, а результаты целесообразной реакции организма на изменения
среды» [там же], стр. 66, и т.п.). Именно объединение данных теорий эволюции в общую теорию на
базе информатико-кибернетических (оптимизационных) представлений дает возможность с единых
позиций объяснить многочисленные эмпирические факты, часть из которых противоречат дарвинизму, а
часть – номогенезу. Например – необъясняемого теоретиками неодарвинизма возникновения мутаций,
«нейтральных» с точки зрения так называемых «приспособительных признаков» биообъекта, но вполне
действенных для продвижения его по пути «энергетического совершенства». Или – так и не выявленно-
го теоретиками номогенеза материального носителя «якобы изначально присущей всему живому целе-
сообразности реакций на внешние воздействия» [СЭС,1982] – после уточнения понятия «цели».
4.5.2. Об информатико-кибернетическом моделировании процессов эволюции
Сразу же сформулирую свою позицию: вышеперечисленные трудности и проблемы в построении
современной теории эволюции могут быть преодолены лишь при отказе от изучения собственно про-
блемы «эволюции» живого как таковой, и переходу к построению и изучению более общей проблемы –
универсальной модели механизма функционирования живой природы в целом.
Последнее возможно, с моей точки зрения, на базе использования соответствующего языка его опи-
сания, а именно – современного развитого информатико-кибернетического языка, оперирующего не
только с простейшими понятиями (такими, как «обратная связь», «контур управления», «вход», «вы-
ход», «черный ящик» и т.п.), но и с более агрегированными понятиями (такими, как «поисковая оптими-
зация», «целевая функция оптимизации», «алгоритм случайного поиска», «алгоритм адаптивного слу-
чайного поиска» и др.) [Гринченко,1999а]. Данный язык, выступая в качестве метаязыка [Лотман, 1992]
по отношению к языку биологическому, и позволяет провести необходимые синтез и анализ. Интере-
сующая нас сейчас проблема «эволюции» тогда выступит как проявление жизнедеятельности данного
универсального механизма (забегая вперед, отмечу, что в рамках подобного подхода достаточно строго
определяются и такие понятия, как «приспособленность», «направленность» и «канализируемость» эво-
люции).
Исходя из этой позиции, и построю дальнейшее изложение. Прежде всего, поставлю вопросы: «Ка-
ково состояние данной проблемы на сегодня? Используются ли подобный либо близкий подходы дру-
гими авторами?» Ответ будет утвердительный, но требующий уточняющих пояснений.
– 147 –
4.5.2.1. Литературные данные
Итак, «стык» информатики, кибернетики и теории эволюции (кстати, так же, как и «стык» инфор-
матики, кибернетики и биологии вообще) разрабатывается в указанном плане с двух «сторон». Как
представляется, наибольшего развития получили усилия специалистов в области технических наук (бу-
дем далее называть их для краткости «инженерами») по использованию тех или иных биологических
фактов, соображений, теорий и т.п. для создания новых технических устройств, эвристических (про-
граммных и математических) алгоритмов и др. Эти многочисленные разработки традиционно относятся
к широко известным областям бионики и биологической кибернетики. Если сузить рассматриваемую
область до эволюционной тематики, то необходимо ещё раз указать на работы (ранее упомянутые в
пункте 4.3.2) по «эволюционному моделированию» [Fogel e.a.,1966; Букатова,1979,1987; Букатова и
др.,1991], по эволюционирующим вероятностным автоматам с адаптацией [Мухин и др.,1973], по «гене-
тическим алгоритмам» [Holland,1975], «генетическому программированию» [Koza,1992], и др. Очевид-
но, что для получения технического эффекта – иногда! – достаточно самых элементарных соображений
о соответствующем базовом биологическом процессе или явлении. Поэтому данное направление иссле-
дований, вообще говоря, не претендует на соответствие структур полученных технических решений
«истинным» структурам их биологических прототипов, вопрос об их адекватности не ставится.
Но сейчас нас интересует как раз обратный подход: когда инженеры обращаются к биологической
проблематике не со своими «эгоистическими» потребностями, а, наоборот, выдвигают – на своем языке
и на базе своих технических и математических знаний – предложения по синтезу моделей биологиче-
ских объектов и процессов, адекватно описывающих имеющиеся эмпирические факты и данные, с це-
лью их использования именно в биологической области знания. Правда, иногда в роли таких инженеров
выступают и сами биологи, владение которых технико-математическим языком, конечно, менее свобод-
но…
Первой такой работой можно считать создание в 50-х–60-х годах биологом И.И.Шмальгаузеном
теории биологической эволюции как саморегулирующегося процесса и кибернетической модели эволю-
ции [Шмальгаузен,1968]. Конечно, эта модель предельно проста, но если вспомнить, что её первые ва-
рианты были опубликованы ещё в 1958 году, когда сама кибернетика как наука только-только реабили-
тировалась от политических обвинений, полученный результат трудно переоценить. Итак,
И.И.Шмальгаузен отмечает, что и в исторических преобразованиях проявляется действие тех же гомео-
статических механизмов и сама эволюция оказывается регулируемым процессом непрерывной адапта-
ции (курсив мой – С.Г.). Он пишет: «В целом регулирующий механизм эволюции популяции [Шмальгау-
зен И.И. Регулирующие механизмы эволюции // Зоол. ж., 1958, том 37, С.9] может быть представлен в
виде следующего цикла:
1. Борьба за существование внутри биогеоценоза. Воздействие биогеоценоза на популяцию путем
прямого и косвенного истребления её особей (входной канал связи).
2. Сравнительная оценка вариантов, т.е. фенотипов, при этом истреблении и в дальнейшем размно-
жении. Естественный отбор фенотипов внутри популяции (преобразование популяции, а следова-
тельно, и её наследственной структуры).
3. Спаривание и размножение отобранных особей. Увеличение концентрации соответствующих генов
в популяции (передача и усиление прямой, т.е. наследственной, информации).
4. Индивидуальное развитие по унаследованной программе с прямой регуляцией. Реализация фено-
типов (преобразование наследственной информации в обратную, фенотипическую).
5. Воздействие популяции на биогеоценоз путем захвата жизненных средств (выходной канал связи
со средой, несущий информацию о состоянии популяции через активную жизнедеятельность её
особей). Борьба за существование внутри биогеоценоза (контроль) (...)
Кибернетическая схема регуляции эволюционного процесса
Контроль Преобразование Усиление
Воздействие биогеоценозов Естественный от- Наследственная Размножение отобранных
на популяцию (элиминация) бор в популяции информация вариантов
Вход
Борьба за существование в
биогеоценозе

Воздействие популяции на Обратная связь Индивидуальное преобразо-
биогеоценоз (захват жиз- через фенотипы вание по унаследованной
Выход
ненных средств) программе с регуляцией
Этот “кибернетический” цикл является лишь перефразировкой дарвиновского понимания эволюции»
([Шмальгаузен,1968], стр. 177).
Конечно, выявить контур саморегуляции в данной схеме можно. Другой вопрос, насколько адекват-
но использование именно подобного элементарного контура для решения столь сложной проблемы. И,
– 148 –
тем не менее: в предисловии к сборнику работ И.И.Шмальгаузена [Шмальгаузен, 1968] редакторы этого
сборника Р.Л.Берг и А.А.Ляпунов пишут (30 июля 1966 года): «Переводя теорию Дарвина на язык ки-
бернетики, И.И.Шмальгаузен показал, что само преобразование органических форм закономерно осуще-
ствляется в рамках относительно стабильного механизма, лежащего на биогеоценотическом уровне ор-
ганизации жизни и действующего по статистическому принципу. Это и есть высший синтез идеи эволю-
ции органических форм с идеей устойчивости вида и идеей постоянства геохимической функции жизни в
биосфере. Так воедино оказались слитыми и вместе с тем поднятыми на новый современный уровень
концепции Кювье, Дарвина и Вернадского» [Берг,Ляпунов,1968]. На момент написания предисловия это
мнение совершенно справедливо. Даже и сейчас, при уточнении термина «статистический принцип»
(вернее, конкретизации его наполнения), и введения в рассмотрение, помимо биогеоценоза, и Биогео-
сферы, такая формулировка останется верной. Но, и к сожалению, как справедливо отмечает
А.П.Назаретян, «…если И.И.Шмальгаузен широко использовал концептуальный аппарат кибернетики, то
другие эволюционисты, не будучи знакомы с этим аппаратом, работали в иных терминологических схе-
мах» (см. [Назаретян,1991], стр. 79).
Другой подобной моделью можно считать математическую модель биологической эволюции Рас-
тригина-Маркова, учитывающую прижизненную адаптацию. Они указывают, что «в настоящее время
не представляется возможным указать единый критерий эволюционного прогресса» ([Марков, Растри-
гин,1977б], стр.96). Интересна разработка В.Ф.Левченко, базирующаяся на парадигме авторегуляции
или автоканализации Биосферной эволюции [Левченко,1998]. Близкий к кибернетическому подход к
пониманию процессов прогрессивной эволюции живого с позиций термодинамики неравновесных про-
цессов и принципа наискорейшего спуска (т.е. оптимизационного метода) развивает А.И.Зотин [Зотин,
Зотин,1999].
По мнению же В.Эбелинга, А.Энгеля и Р.Файстеля, «дарвиновский принцип эволюции – выживание
наиболее приспособленного вида – может быть интерпретировано как задача оптимизации (! – С.Г.): при
заданных экологических краевых условиях определить тот вид (или то семейство видов), который реа-
лизует максимальную индивидуальную или коллективную частоту самовоспроизведения (? – С.Г.)»
([Ebeling e.a.,1990(2001)], стр. 242).
В свою очередь, В.В.Жерихин и А.С.Раутиан формулируют соответствующую задачу перед кибер-
нетиками, констатируя, что: «…эволюционная теория в наши дни ещё не дает ответа на вопросы о том,
закономерна ли видимая направленность эволюции живого вещества, существует ли целесообразность
или целенаправленность, куда направлено развитие, каковы критерии, задающие направление. Тем не
менее, мы можем говорить о некой интуитивно понимаемой эффективности (курсив мой – С.Г.) после-
довательно возникающих биологических систем разного ранга. В связи с этим появляется возможность
считать послекризисные состояния систем в целом более эффективными, хотя критерии этой эффек-
тивности ещё предстоит сформулировать» [Жерихин,Раутиан,2000]. Что в данной монографии и пред-
лагается.
Среди такого, как видим, довольно ограниченного круга попыток исследования процессов эволю-
ции на базе кибернетического подхода наиболее ярким, существенным продвижением вперед является
фундаментальный труд В.Ф.Турчина [Турчин,2000(1977)]. Предложенная в нем кибернетическая модель
эволюции опирается на МПиО, декларируя воспроизведение ненаправленной селекции по Ч.Дарвину –
«естественный», или фенотипический, отбор особей, в генотипе которых возникли случайные мутации,
причем по неформализуемому целевому критерию «приспособленности». Идеи, заложенные
В.Ф.Турчиным в этой работе, продолжают развиваться в рамках проекта Principia Cybernetica – Internet-
журнала по проблемам эволюции человечества [Principia…].
4.5.2.2. «Эволюционный» аспект предлагаемой концепции (тезисно)
Предлагаемая же в данной работе оптимизационная концепция принципиально опирается не только
на иную интерпретацию селективного аспекта эволюции (как процесса, направленного на достижение
экстремального значения энергетической целевой функции, что и обеспечивает направленность эволю-
ции – в этом смысле), но и на иной метод её реализации (существенно превосходящий МПиО по своим
возможностям), то есть на метод адаптивного случайного поиска, причем в его иерархическом варианте
(см. выше, подраздел 4.3).
При этом ещё раз поясню, что последний отличается от МПиО не только наличием в его структуре
поискового целевого критерия экстремального типа Q (см. выше, подраздел 2.3), но и присутствием
механизма выработки определенных соображений о тенденциях поискового процесса. Другими слова-
ми, помимо чисто случайной, он содержит обязательную регулярную компоненту, т.е. возможность за-
поминания предыстории (траектории и результатов) поиска. Это обеспечивает возможность осуществ-
лять его не во всем гипершаре теоретически возможных направлений поиска, а в некотором гиперэллип-
соиде/гиперконусе допустимых (как целевыми ограничениями типа равенств G и типа неравенств H ,
так и ограничениями системной памяти со стороны высших ярусов в супраконтуре) из них. Системная
– 149 –
память – различной степени глубины – обеспечивает здесь невыход возможных значений переменных
поиска за определенные ранее (с его же помощью) и запомненные пределы (типа гиперкуба допустимых
состояний). А также возможность закономерного изменения во времени регулярных составляющих ве-
личины и направления поискового шага. (Отмечу в скобках, что размерность упомянутых гипершара,
гиперэллипсоида/гиперконуса и гиперкуба совпадает с числом элементарных объектов каждого поиско-
вого яруса в конкретном супраконтуре).
Тем самым системная память супрасистемы живого (рассматриваемой как иерархический меха-
низм адаптивного случайного поиска) обеспечивает, дополнительно не только к Дарвиновской нена-
правленной селекции по алгоритму «проб и ошибок», но и к механизму направленной селекции по сово-
купности энергетических критериев и по простейшему (с единичной глубиной памяти) алгоритму слу-
чайного поиска, – канализируемость эволюции живого, т.е. феномен, на который указывает ряд «номо-
генетических» теорий.
Мысленно уберем в правой части рис. 2.1 нисходящие штриховые стрелки, отражающие системную
память (как это и сделано на рис. 4.3). Тогда оставшиеся 18 субконтуров (по 3 оптимизационных суб-
контура в каждом из 6 супраконтуров, составляющих супрасистему СФЕРА ПЛАНЕТ ЗЕМНОЙ
ГРУППЫ–АТОМЫ) можно несколько расширительно трактовать как изображение механизма Дарви-
новской селекции (не обладающей ни направленностью на экстремум энергетического критерия, ни сис-
темной памятью). Такая расширительная трактовка позволительна, ибо рисунок, отражая связи замкну-
того супраконтура, прямо не фиксирует вид соответствующей оптимизационной функции. Жаль, что
при этом «синтетическая теория эволюции» (СТЭ) [Воронцов,1999] использует для объяснения процесса
биоэволюции лишь один из этих возможных 18-ти субконтуров. А именно тот, в котором эволюирую-
щей (т.е. задающей соответствующий целевой критерий, в данном случае типа ограничений) единицей
эволюции является популяция, а переменными – гены (см. рис. 4.3). Ведь при этом теряется возмож-
ность отразить весьма широкий спектр процессов и явлений, что, конечно, резко снижает предсказа-
тельную способность СТЭ…
Если же рассматривать рис. 2.1 без изъятий, то можно констатировать, что в супрасистеме СФЕ-
РА ПЛАНЕТ ЗЕМНОЙ ГРУППЫ–АТОМЫ подобную селекцию (т.е. понимаемую в расширенном
смысле, адекватном предлагаемой концепции) обеспечивают все 18 указанных субконтуров, а проявле-
ния номогенеза – 153 адаптационных субконтура. Эта цифра определяется тем, что каждый из ярусов
данной супрасистемы задает ограничения для всех нижележащих ярусов (а не только для ярусов данного
супраконтура, как это делают целевые ограничения G и H ): 17+16+…+2+1, что составляет арифмети-
ческую прогрессию с разностью 1.
Но работу 18-ти оптимизационных (целевых) субконтуров можно наблюдать непосредственно, а 153
адаптационных субконтура задания глубины памяти, отражающей идею канализируемости эволюции,
можно исследовать лишь опосредованно, через проявления запоминания тех или иных факторов в соот-
ветствующих оптимизационных процессах. При этом темпы изменения значений параметров системной
памяти много медленнее темпов процессов, на которые они воздействуют. То есть на практике, при мо-
делировании конкретных оптимизационных процессов, на соответствующих временных интервалах они
могут рассматриваться как константы – хотя они, естественно, меняются, но в более далекой временной
перспективе (рис. 2.1). Все это косвенно объясняет значительную часть тех трудностей, с которыми
сталкиваются в своем обосновании номогенетические теории.
4.5.3. О некоторых биологических, системных и философских интерпретациях
феномена эволюции
В рамках предлагаемой концепции можно предложить следующие интерпретации приведенных
Н.Н.Воронцовым (см. выше, пункт 4.4.2, и [Воронцов,1999]) современных положений «синтетической
теории эволюции» (далее сохранена – со звездочкой – их нумерация):
1*. В этом бесспорном положении следует, по моему мнению, акцентировать слова «на Земле».
2*. Согласно предлагаемой парадигме обобщенной адаптивности, приспособительные процессы не
просто «происходили в эволюции»: последняя является проявлением самой их сущности. Ответ на во-
прос «все ли признаки адаптивны» – положителен (при понимании «адаптивности» в её обобщенном
смысле).
3*. Это безусловно верно, именно «при участии».
4*. А вот это неверно, точнее – предлагается лишь частный ответ. Из предлагаемой же концепции
следует, что в качестве «элементарных эволюирующих единиц» должны рассматриваться системы всех
выделенных выше уровней биологической интеграции, от атомов, органических молекул и макромоле-
кул – до биогеоценозов, биомов, природных зон и даже Биогеосферы Земли в целом (последняя тоже
является эволюирующей единицей в рамках системы ближайшего Космоса). Другое дело, что процесс
видообразования, или микроэволюции (одного из проявлений поискового оптимизационного процесса,
– 150 –
происходящего в соответствующем иерархическом контуре БИОГЕОЦЕНОЗ-МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ
ОРГАНИЗМЫ) действительно имеет в качестве одного из главных источников активное поисковое по-
ведение популяций, составляющих данный биогеоценоз (но также и их объединений – парцелл, и собст-
венно многоклеточных организмов). В свою очередь, макроэволюция является одним из проявлений по-
искового оптимизационного процесса, происходящего в иерархическом контуре БИОГЕОСФЕРА-
БИОГЕОЦЕНОЗЫ.
5*. Если трактовать термин «мутации» в самом широком смысле, т.е. как проявление поисковой ак-
тивности биообъектов различных уровней интеграции, то указанное утверждение в целом будет верным,
а противопоставление понятий «микро-» и «макромутаций» (если интерпретировать «макромутации»
как реализации поискового процесса в иерархическом контуре БИОГЕОЦЕНОЗ-МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ
ОРГАНИЗМЫ) – неверным.
6*. В рамках предлагаемой концепции можно указать целый ряд «важнейших событий в эволюции»,
в том числе, безусловно, и «акт видообразования». Понятие «важнейшее» вообще довольно субъектив-
но: оно зависит от точки зрения аналитика, его целевых установок, от контекста рассмотрения пробле-
мы, и др. Что же касается «постепенности или внезапности» процесса видообразования – имеют место
оба варианта, поскольку первый отражает проявление – на том или ином этапе – локальных свойств по-
искового алгоритма (т.е. доминирующих при поиске локальных экстремумов целевой функции некото-
рого иерархического контура), а второй – проявление глобальных свойств такого алгоритма (т.е. доми-
нирующих при поиске её глобальных экстремумов).
Кстати отмечу: жаль, что Н.Н.Воронцов вообще не включил в число наиболее важных положений
«синтетической теории эволюции» ранее сформулированную им следующую позицию: «…конечно же,
сегодня очень многое в представлениях Л.С.Берга устарело, но исходя из современных представлений
мы видим, что в эволюции существуют запретные пути, существует определенная векторизован-
ность (выделено автором цитаты – С.Г.) путей преобразования некоторых признаков и структур, что
придает эволюции в какой-то степени направленный, канализованный характер » [Воронцов,1980].
Рассмотрим теперь, каково положение предлагаемой концепции в системе общенаучного знания. В
идейном плане она может рассматриваться как одна из реализаций достаточно хорошо разработанного
кибернетического направления, связанного с телеологическими/телеономическими представлениями о
поведении сложных систем (см. выше, подпункт 3.3.2.4.). Это демонстрирует, в частности, ряд публика-
ций Н.Н.Моисеева, О.С.Разумовского и др. В свою очередь, анализируя предмет биологической кибер-
нетики, А.А.Крушанов констатирует, что последний «состоит в изучении специфических для живых су-
ществ общих принципов и конкретных механизмов целесообразного саморегулирования и активного
взаимодействия с окружающей средой. Следует подчеркнуть, что при этом речь идет о разделе именно
биологии, о более глубоком изучении явлений жизни, о вскрытии новых её закономерностей средствами
кибернетического анализа, а не об иллюстрации общих законов кибернетики на примерах деятельности
живых существ. Поэтому, строго говоря, было бы правильнее определить эту область знания как кибер-
нетическую биологию ...» [Крушанов,1997]. По-видимому, данная точка зрения может быть с успехом
отнесена и к предлагаемой разработке, в форме «информатико-кибернетической (теории) эволюции».
Проблема недоразумений – применительно к проблематике настоящего подраздела монографии –
не исчерпывается противопоставлением дарвинизма и номогенеза, градуальности и сальтационности
процесса видообразования, роли микро- и макромутаций, и т.д. Есть и другие примеры. Даже такой из-
вестный специалист, как Ю.В.Чайковский, цитируя в своей работе [1996] высказывание Р.С.Карпинской
«…проблема иерархии системных образований материального мира не может быть безразличной для
собственно исторического подхода, но нельзя не видеть опасности подмены картины живого историче-
ского процесса неизбежно статическим (??? – курсив мой – С.Г.) образом иерархичных взаимосвязей
эволюционирующих систем» [Карпинская Р.С. Глобальный эволюционизм и диалектика // О современ-
ном статусе идеи глобального эволюционизма. М., 1986. C. 515], добавляет: «Действительно, у нас лю-
бят говорить об иерархии и эволюции вместе, хотя там, где выявлена иерархия, речь обычно (? – С.Г.)
идет о статике; и те, кто говорит об иерархии эволюционирующих систем, попросту совершают при этом
элементарную философскую ошибку. Эволюция, по-моему, всегда может рассматриваться как преодо-
ление иерархического принципа». Мне совершенно непонятно, почему эти авторы ставят здесь знак ра-
венства между иерархией и статикой, по-видимому, налицо новое недоразумение.
Не исключено, что существует вполне определенная историческая причина для возникновения по-
добных недоразумений. В своей фундаментальной работе «Идеальность. Реальность идеальности»
А.И.Лисин пишет: «Дифференциация наук, связанная с дифференциацией способов познания, порож-
дает иллюзию разноприродности сущностей. Иначе говоря, выделяя физические, химические, биологи-
ческие, социальные сущности, ошибочно табуируют какое-либо их соединение, утверждают, что будто
бы ни в коем случае нельзя «смешивать» разноприродные сущности. В действительности такое соеди-
нение не только возможно, но и необходимо... Все постигнутые сущности переводятся в состояние
идеальности, все они включаются в единую информационную систему универсума и отличаются не су-
– 151 –
тью, а способом кодирования этой сути, принятой в рамках тех или иных наук» ([Лисин,1999], стр.79-80).
С моей точки зрения, именно рассматривая предлагаемый информатико-кибернетический язык в качест-
ве междисциплинарного и наддисциплинарного метаязыка отражения этой идеальности, т.е. описания
процессов в иерархических системах «достаточно высокой» сложности как «обобщенно адаптивных»,
можно – и нужно! – разъяснять указанные недоразумения. И далее. Анализируя информационные при-
чины естественного отбора, А.И.Лисин констатирует: «в современной биологической науке общепри-
знанно: процесс эволюции – это, по сути, процесс накопления информации» ([там же], стр.342). И еще:
«Но самым загадочным и самым интригующим является способность идеальности “отделяться” от сво-
его материального носителя и запечатлеваться (с сохранением инварианта идеальности) в других мате-
риальных объектах – свойство отражения. Как и почему это происходит? Здесь мы видим появление
элементов памяти» ([там же], стр.744). С этими положениями трудно не согласиться.
Как я старался показать выше, именно введение памяти в модель иерархического поискового опти-
мизационного механизма, реализующего приспособительное поведение биологических объектов живой
природы, на биологическом языке означает возникновение возможности объединения в единую универ-
сальную схему двух вынесенных в заглавие настоящего подраздела работы эволюционных теорий, тра-
диционно рассматривающихся как альтернативные.
А.А.Любищеву приписывают [Московский,1997] афоризм: «Хотя в пользу дарвиновской теории
эволюции собран Монблан фактов, против неё говорят Гималаи фактов». Но даже несопоставимость
масштабов этих горных образований не может служить аргументом для элиминации любого из них: ра-
зумнее объединить – на новой основе – отражающие их понятия в новое, более универсальное.
4.6. МПиО: выводы и заключительные замечания
Как показано в настоящем разделе работы, термин МПиО оказался не столь очевидно элементар-
ным, как это воспринимается большинством. Выяснилось, что иногда в него вкладывают значительно
более глубокий смысл, выводя его тем самым далеко за рамки применимости его аналога в «узком»
смысле: можно констатировать, что практика применения термина МПиО характеризуется многознач-
ностью его наполнения, даваемого различными авторами. То есть его понимают, по меньшей мере, в
одном из двух смыслов: чаще в «узком» (как не обладающий памятью абсолютно хаотический «слепой»
поиск), либо, существенно реже, в «расширенном» (как обладающий памятью «направленный» поиск с
элементами случайности, близкий к «адаптивному случайному поиску»).
Выход из такого неудовлетворительного положения, как представляется – необходимость формали-
зации точного значения этого термина (что здесь и предлагается), и настоятельная рекомендация науч-
ному сообществу применять эти формальные определения в своей профессиональной деятельности.
Что касается возможности использования МПиО (в «узком» смысле) для описания процесса биоло-
гической эволюции, то на его базе можно построить лишь самые элементарные её модели, отражающие
действительность крайне упрощенно и фрагментарно.
Но задача существенного повышения адекватности подобных моделей продолжает оставаться на
повестке дня. Вот, например, что пишет, с некоторым нескрываемым удивлением, в послесловии к но-
вому изданию (2002 года) «Суммы технологии» Станислава Лема С.Переслегин: «Минувшие со времени
создания “Суммы…” (1967 год – С.Г.) десятилетия никак не отразились на общих представлениях о про-
цессе эволюции, в то время как история жизни на Земле была в значительной степени переписана (…)
на сегодняшний день не существует сколько-нибудь разумной рабочей гипотезы, позволяющей объяс-
нить биогенез и “запуск” механизма биологической эволюции (…) Критику “классической теории эволю-
ции” можно продолжать и далее. Следует, однако, сказать прямо, что альтернативного механизма пока
не предложено. Применение к эволюционному процессу аппарата теории систем позволило получить
ряд любопытных результатов, но все они носят “гомеостатический” характер, то есть описывают устой-
чивость, а не изменчивость экосистем» ([Переслегин,2002], стр. 658-661).
Последнее замечание особенно справедливо, что и дает надежду на скорый прогресс в этом вопро-
се. Ведь понятие «поисковая оптимизация» само по себе является кардинальным обобщением понятия
«гомеостатика», позволяя достигать не только устойчивости в системе, но и её изменчивости (посред-
ством перманентного переключения знака «обратной связи» в соответствующие моменты времени). А
реализация «поискового оптимизатора» с памятью, т.е. в форме адаптивного случайного поиска, тем
более в иерархическом варианте, позволяет надеяться на получение при моделировании эволюционных
механизмов – с его помощью – принципиально новых результатов.




– 152 –

<<

стр. 2
(всего 2)

СОДЕРЖАНИЕ