Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 166

К оглавлению

Опубликовано25 марта 2013

Компьютерам, умеющим самостоятельно адаптироваться к изменяющейся ситуации, совсем не нужно быть разумными по-человечески. На Земле есть существа, которые, несмотря на свою примитивность, успешно решают сложнейшие проблемы — и делают это решительно не человеческими методами. Не стоит ли поучиться у них?

Вспомните муравьёв. Эти насекомые образуют поразительно сложные коллективы, для описания которых требуются слова, почти никогда не применяемые в отношении животных. Они используют разделение труда. Они воюют и обращают пленников в «рабство». У некоторых видов есть даже что-то вроде сельского хозяйства: они разводят съедобные грибы и пасут тлю, выделяющую сладкое вещество, которое муравьи употребляют в пищу.

При этом отдельные муравьи не отличаются умом даже по меркам насекомых. Мозг муравья состоит всего из 250 тысяч нейронов. По этому показателю они уступают не только пчёлам, но даже тараканам, у которых целый миллион нейронов (у человека, для сравнения, их 86 миллиардов). Об уровне интеллекта нельзя судить лишь по количеству нейронов, но в данном случае эту цифру подкрепляют и другие факты. Многие виды насекомых обладают более разнообразными поведенческими реакциями, чем муравьи.

Как может сочетаться такая сложность с такой простотой? Ответ на этот вопрос учёные выяснили не сразу. В 1953 году молодой энтомолог Эдвард О. Уилсон поставил перед собой задачу: разобраться, как муравьи-разведчики передают рабочим муравьям информацию о том, где находится найденная ими еда.

Очевидно, что они не могут объяснить это на словах — у муравьёв нет речи. И не только речи — они вообще не издают звуков, да и слух у них, как правило, так себе. Пчёлы кодируют навигационные сведения в замысловатых «танцах», но за муравьями не водится ничего подобного. Муравьи большинства видов не отличаются хорошим зрением, что закрывает для них такой метод общения. Если не зрение и не слух, то что же? Остаётся запах.

Правдоподобная догадка — это хорошо, но на одних догадках далеко не уедешь. Необходимо экспериментальное подтверждение (или, если не повезёт, опровержение). Уилсон обустраивает искусственный муравейник из оргстекла, населяет его огненными муравьями и начинает наблюдения.

Вскоре он замечает, что муравьи, возвращающиеся с добычей, волочат брюшко по земле — вероятно, выделяя при этом вещество, которое могут учуять другие. Это уже весомый довод в пользу предположения, что коммуникация происходит химическим путём, но довода этого по-прежнему мало.

Следующий шаг — определить, какое вещество выделяют эти насекомые. Уилсон начинает препарировать муравьёв, пытаясь найти источник того самого запаха. Это не так уж просто: в огненном муравье не больше трёх-четырёх миллиметров, а брюшко — и того меньше.

Учёный проверяет орган за органом, но муравьи никак не реагируют на их запах. Наконец, он обнаруживает крохотную железу непонятного назначения — и муравейник сходит с ума. Муравьи наперегонки бросаются к мазку вещества из этой железы. Уилсон пишет этим веществом своё имя, и через мгновенье сотни муравьёв заполняют проложенную дорожку, складываясь в латинские буквы.

Позже «сигнальные» вещества вроде того, которое нашёл Уилсон, назовут феромонами. Лексикон среднего муравья состоит из десятка-другого феромонных сигналов. Встречая их, он действует как конечный автомат: без вопросов и размышлений переходит к алгоритму, который соответствует сигналу, и отрабатывает его до тех пор, пока не произойдёт переход в другое состояние.

Вот прекрасный пример того, насколько жёстко запрограммированы реакции муравьёв. Когда муравей гибнет внутри муравейника, поначалу никто не обращает на него внимания, даже если он лежит на пути и мешает движению. Через пару дней его разложение приводит к образованию олеиновой кислоты. Запах олеиновой кислоты — это сигнал.

Первый же муравей, учуявший его, переходит в режим могильщика: он хватает источник запаха и тащит на свалку. Действительно ли это муравей и мёртв ли он — не играет роли. Если измазать в олеиновой кислоте здорового муравья, его так или иначе выкинут из муравейника. Сопротивление бесполезно: лишь когда запах выветрится, муравью позволят «вернуться в мир живых».