Станислав Лем - Генетические алгоритмы

Чем глубже долина, тем МЕНЬШЕ затраты (внимание: между затратами и «глубиной» обратная зависимость!). Ищется тогда долина поглубже, потому что она обозначает минимум затрат, и именно это является плодом реализации квази-генетического алгоритма для решения проблемы поиска, который, проведенный вслепую, или непосредственными («человеческими») действиями, или при помощи «brute force» компьютера, продолжаться может миллионы лет. В какого вида отношении то, что здесь кратко представлено, стоит с реальными «алгоритмически генетическими проблемами» в биологии (в биологической эволюции), точно не известно, что видно хотя бы из того, что позиции «истинных» генетиков, т. е. действующих в области биологии, принципиально взаимно различаются. Нужно сказать, что на этом поле скрыты мощные загадки. Применяя методики, основанные на эволюционной мысли Дарвина и других, Д. Эпплгейт (D. Applegate) из лаборатории Bell в прошлом году поставил рекорд в поиске оптимальной дороги для коммивояжера между 7 397 городами: этот вдохновленный генетикой поиск продолжался 3,5 года, но действие вслепую (brute force) требовало бы анализа 102547 дорог, что продолжалось бы дольше, чем СУЩЕСТВОВАНИЕ ВСЕЛЕННОЙ!

Таким образом, первоначально и в общих чертах представленная концепция «генетических алгоритмов» способна скрывать в себе парадокс, который мы до сих пор раскусить не могли. Во-первых, начну с наиболее простого, оказывается, что эти алгоритмы по самой своей сути (и уже именно поэтому подобны работающим в живой материи) «абсолютных» или также «окончательных» результатов дать не способны. В экономической практике это не является каким-нибудь несчастьем, так как получение решения, аппроксимирующего оптимум или минимум в границах 95 %, - это уже достаточно полезно. Смотря же с биологической стороны, видим, что такие алгоритмы наверняка наполняют эволюционную жизнь, так как и в ней «абсолютно совершенных» эволюционных решений никогда, как правило, нет. Есть только быстрые успехи и еще более быстрые неудачи.

Во-вторых, недавно открыты группы, «командующие» генетичным багажом каждого вида. Назвали их «HOX» [homeo box-containing genes] и есть этих HOX'ов от одного до пяти, а может быть и до восьми. Это они дирижируют развитием так, что определяют, где у оплодотворенной яйцеклетки должна развиться голова, где туловище, где конечности и КАКИЕ. Некоторые биологи говорят даже о том, что будто бы можно энергично воздействовать на HOX'ы — возвращать эволюционное развитие современных нам видов в прошлое на 200 и даже 400 миллионов лет. Пока практические достижения были скромными, но подождем с выводом о скромности еще какое-нибудь десятилетие.

Удивительным кажется то, что представления, которые появляются для NP-проблем благодаря созданию «измеряемых ландшафтов», кажутся спорными и противоречащими представлениям, возникающим благодаря HOX'ам. Действительно, каждый HOX постоянно устанавливает архитектонику строения в соответствии с видовой нормой, а отклонения внутри HOX'а (это не ген, а как бы малый локальный генеральный штаб) вызывают тяжелейшие, летальные дефекты (двухголовость и другие уродства у людей, и не только у людей). Похоже на то, что совершенство в быстроте решений наверняка НЕ было чрезвычайно большой эволюционной ценностью и каким-то образом было сдержано в пользу «больших симфонических концертов» под управлением серии HOX'ов, благодаря чему после около 800 миллионов лет эволюции многоклеточных (после так называемой кембрийской катастрофы) и мы смогли возникнуть и заселить Землю, а для пользы или нет — это скажется в XXI веке.

Действенность генетических алгоритмов является новшеством, удивляющим меня, который несколько десятков лет призывал глухой мир учиться у Госпожи Эволюции, может быть меньше, чем математиков и программистов с биологами во главе.

Экономическую удовлетворительность, радующую Великий Капитал, считаю при этом микроскопическим явлением на фоне нового, только появляющегося взгляда на эволюционные процессы, которые начинают проявлять сейчас свой удивительный потенциал и не менее примечательный строгий порядок. Гены являются своеобразным алфавитом, а из них строящиеся организмы создают конструкции, по-различному архитектонично функционирующие, пожалуй лишь с одним постоянным параметром — смертью, без которой развитие вообще не было бы возможно как прогресс (по крайней мере тот прогресс, который мы способны увидеть в размахе, отделяющем одноклеточных типа PARAMECIUM CAUDATUM EHRENBERG от HOMO SAPIENS SAPIENS).

Читать дальше