На верхней диаграмме показаны измеренные голландскими учеными частоты переходов между разными формами поведения гуппи. Каждый кружок соответствует одной форме поведения и помечен ее кодовым названием, а толщина линий отражает частоты переходов от одной формы к другой (сплошные черные линии соответствуют переходам слева направо, а серые и штриховые – переходам справа налево). На нижней диаграмме представлены результаты ввода тех же данных в мою программу для кластерного анализа взаимозаменяемости. Число при каждом узле иерархического древа – это значение показателя взаимозаменяемости, которое я проверял на соответствие заранее заданному критерию (если вам интересно, могу сообщить, что это был коэффициент ранговой корреляции), чтобы решить, объединять или не объединять две формы поведения друг с другом. Аналогичные деревья я получил для поведения рифовых рыб, мышей, наших с Мэриан падальных мух и ряда других животных.
Еще один подход к иерархии, который я использовал в своей статье для кембриджского сборника, связан с иерархией целей. Это понятие рассматривается здесь широко и включает в себя не только цели, сознательно преследуемые животным (хотя и их в том числе), но и любые закономерные результаты той или иной формы поведения. Например, целью сложной последовательности действий охотящегося гепарда можно считать успешное убийство жертвы. Такого рода цели могут быть иерархически вложены одна в другую, и один из плодотворных способов анализа поведения состоит именно в анализе их иерархии. При этом я выделял два типа правил, которым подчиняется поведение: “правила действия” и “правила остановки”. Правило действия говорит животному (или компьютеру, если речь идет о компьютерной модели поведения), что конкретно и когда ему делать, и оговаривает всевозможные условия совершения данного действия (ЕСЛИ…, ТО…; В ПРОТИВНОМ СЛУЧАЕ… – и так далее), а правило остановки говорит: “Веди себя случайным образом (или пробуй множество возможных действий) и не останавливайся, пока не будет достигнуто следующее целевое состояние”, – например, наполненный желудок.
Программа, задающая любую сложную форму поведения, например охоту гепарда, исключительно через правило действия, была бы до невозможности сложной. Намного проще использовать в таких программах правила остановки. Но единственного правила остановки (предписывающего вести себя случайным образом, пока не будет достигнута цель, например наполненный желудок) было бы недостаточно. Гепард, живущий по такому правилу, умер бы от старости, так ни разу и не пообедав! От программы поведения гепарда, выработанной путем естественного отбора, уместно ожидать, что она будет состоять из иерархически вложенных друг в друга правил остановки разных уровней. При этом конечная цель (наполненный желудок) будет достигаться посредством имеющих промежуточные цели вспомогательных правил остановки, таких как “Рыскай по саванне, пока в поле зрения не окажется газель”. Достижение цели “газель в поле зрения” прекратит следование данному правилу и вызовет переход к следующему: “Прижмись к земле и медленно крадись в сторону газели, пока она не окажется на расстоянии прыжка”. И так далее. Каждое из вспомогательных правил будет вызывать переход к следующему вложенному в него правилу, имеющему собственную цель. На очень низких уровнях сокращение каждой мышцы часто подчиняется аналогичному принципу, который инженеры называют “сервоуправление”. Нервная система устанавливает для мышцы цель, и мышца сокращается до тех пор, пока эта цель не оказывается достигнутой.
Понятие иерархической вложенности я уже разъяснял выше по аналогии с грамматикой языка. В конце своей статьи для кембриджского сборника я вернулся к этой увлекательной теме и задался вопросом, свидетельствуют ли какие-либо данные о наличии некоего подобия грамматической структуры в поведении животных. Было бы очень интересно, если бы такая структура обнаружилась, потому что она могла бы пролить свет на эволюционные предпосылки возникновения языка. Нельзя ли предположить, что, когда эволюция наконец наделила людей настоящим языком с настоящим иерархическим синтаксисом, здание языка было воздвигнуто на уже готовом фундаменте нейронных структур, возникших намного раньше, по другим причинам и не имевших никакого отношения к языку?
Самую первую попытку ответить на этот вопрос предпринял в свое время мой коллега по Оксфорду – лингвист Джон Маршалл. В качестве примера поведения животных он взял ухаживание самцов голубей за самками, почерпнув данные о нем из опубликованных работ по этологии. В лексиконе голубей было семь “слов” – таких, как “кланяться” (самке), “спариваться”, и подобных. Квалификация лингвиста позволила Маршаллу предположить наличие в этом поведении “грамматики с фразовой структурой”, которую в свое время выделил в человеческом языке Хомский. Для своей статьи я перевел грамматику Маршалла на особенно нравившийся мне в то время язык программирования (с тех пор почти вышедший из употребления) – Алгол-60. Читатели, знакомые с программированием, заметят, что такая программа, опять же, должна быть в высокой степени рекурсивной, то есть процедуры в ней должны обращаться к самим себе, в чем, как я уже объяснял, и состоит самая суть иерархической вложенности. Вместо “p” в этой программе стояло “Если выполняется некое вероятностное условие, такое как 0,3, то…”.
На следующей странице вверху приведена схема “грамматики с фразовой структурой”, выделенной Маршаллом для ухаживания голубей, в середине расположен мой перевод этой грамматики на Алгол-60, а внизу – несколько примеров генерируемых моей программой последовательностей “действий”.
К сожалению, проведенный Маршаллом анализ на самом деле не позволяет делать надежные выводы о структуре поведения голубей. Откуда мы знаем, что предложенная им грамматика “корректна”? В случае с синтаксисом человеческого языка любой его носитель может сразу сказать, корректна ли его грамматика, но аналогичного механизма проверки грамматики поведения у Маршалла не было. Как и во многих моих работах того периода, моя цель была не столько в том, чтобы установить какие-либо непреложные истины о поведении конкретных животных, сколько в том, чтобы найти новые интересные подходы, которые можно будет использовать в исследованиях поведения животных в будущем.
Статья для кембриджского сборника
[112] стала для меня неким итогом, завершающим этапом первого периода моей научной карьеры, начавшегося, когда мне было чуть больше двадцати, и закончившегося, когда мне было под сорок. После этого я двинулся в совсем ином направлении и уже никогда не возвращался на математические пастбища своей молодости. Движение в этом новом направлении, определившем всю мою дальнейшую карьеру, а также практически и всю вторую половину моей жизни, началось с публикации моей первой книги – “Эгоистичного гена”.
Бессмертный ген
В 1973 году Национальный профсоюз шахтеров объявил забастовку, вызвавшую в Великобритании серьезный кризис. В ходе этого кризиса правительство консерваторов, которое возглавлял Эдвард Хит, ввело в стране так называемую трехдневную неделю. В целях экономии запасов топлива расходы электроэнергии на все нужды, кроме важнейших, были ограничены. Мы получали электричество только три дня в неделю, и то с частыми перебоями. Заниматься своей работой со сверчками без электричества я не мог, но вполне мог писать, ведь в то время я делал это с помощью портативной пишущей машинки – на таком странном материале, как белые листы так называемой бумаги. Поэтому я решил временно приостановить исследования сверчков и сесть за свою первую книгу. Так на свет появился “Эгоистичный ген”.
