Виктор Вайскопф - Наука и удивительное [Как человек понимает природу]

Факт образования мозга был чрезвычайно важным в развитии жизни. До этого живая единица нее реакции на окружающий мир полностью определялись химическим строением. После того как образовался мозг, реакции индивида стали зависеть не только от его строения, но и от предыдущего опыта. Поведение стало определяться не только программой, заложенной в нуклеиновых кислотах, но и тем, что данное существо испытало в течение жизни. Индивидуальная единица формировалась не только в результате своего биологического развития из нуклеиновых кислот, но и под действием окружающей среды на ее поведение.

В ходе развития мозга роль памяти и приобретенного опыта постепенно становилась все важнее. Нервы не только передают стимулы от одной части тела к другой: если они связаны надлежащим образом, они могут и запасать информацию и превращать ее в понятия, которые в дальнейшем вызывают новые действия. Огромное преимущество этого механизма служит высшей наградой за развитие сложных совокупностей нервных клеток. Нуклеиновые кислоты, цепи которых стимулировали рост таких скоплений нервных клеток, привели к развитию преуспевающих живых существ. Так животные распространились по Земле.

Но надо помнить, что поведение, основанное на обучении и памяти, составляет только весьма малую часть всей системы поведения. Большая часть программы поведения примитивных животных предопределена, так как она развивается на основе программы, заложенной в нуклеиновых кислотах. Мы говорим, что поведение унаследовано. Птицы строят свои гнезда, вскармливают птенцов и перелетают зимой на юг по инстинкту. Эти формы поведения не выученные: они врожденные. Нервные комплексы, стимулирующие эти действия, формируются уже в растущем теле. Реакции, приобретенные обучением, малочисленны. Птицы обучаются некоторым видам щебетания, некоторые высшие животные научаются охотничьим уловкам. Но важнейшие реакции животных врожденные, это доказывается способностью большинства видов новорожденных животных вести в дальнейшем обычную жизнь без всякого контакта с себе подобными. Поэтому как строение тела, так и общественное поведение каждого индивидуума заложены в коде (программе) клетки. Вид и поведение предопределены в нуклеиновой кислоте. Они повторяются в каждом новом поколении и меняются только под влиянием мутации. Поведение меняется так же медленно, как строение тела. Муравьи и пчелы имеют одну и ту же общественную структуру столь же долго, как они существуют в качестве данных видов, и это распространяется на многие тысячи поколений. То же относится и к высшим животным.

Эволюция человека. В нашем рассказе об эволюции мы достигли точки, от которой начало развиваться нечто новое, возникшее от простого возрастания числа нервных клеток, составляющих нервную систему. Но в материальном мире часто бывает, что возрастание количества в некоторый момент приводит к глубоким качественным изменениям.

Рассмотрим пример этого перехода количества в качество. В замкнутой комнате помещен открытый сосуд с водой. Если температура ниже точки кипения, достигается равновесие, при котором с поверхности воды в секунду испаряется известное количество молекул и то же количество возвращается из пара и конденсируется на поверхности. Вода в сосуде по виду остается неизменной, находясь в равновесии с влажным воздухом. Когда мы повышаем температуру, но держим ее все еще ниже точки кипения, происходит только количественное изменение. Увеличивается только число молекул, уходящих с поверхности и приходящих в сосуд. Но если число испаряющихся и конденсирующихся молекул продолжает возрастать, то достигается точка, в которой число возвращающихся молекул больше не уравновешивает числа молекул, покидающих поверхность. Достигается температура, при которой конденсация не возмещает испарения, и вода полностью, превращается в пар, иначе говоря, она выкипает. Наблюдатель увидит, что с водой нечто произошло. На самом деле это не так: испарение имело место и при более низких температурах. Решающим было изменение в соотношении между водой и окружающим воздухом. В точке кипения молекулы воды, приходящие из воздуха, не могут больше скомпенсировать молекулы, уходящие в воздух от испарения; то, что было «безвредным» для воды ниже точки кипения, «уничтожило» ее выше этой точки.

То же явление можно усмотреть и в водном растворе соли. Если концентрация соли ниже точки насыщения, то раствор выглядит прозрачным и осадок не образуется. На самом деле молекулы соли ударяются о стенки сосуда и образуют очень маленькие скопления, но этот осадок немедленно растворяется вновь. Если концентрация раствора увеличивается выше точки насыщения (например, путем выпаривания раствора), то скорость образования осадка становится больше скорости растворения, на стенках начинают образовываться красивые узоры из кристаллов. Наблюдателю снова может показаться, что раствор в этой точке приобрел способность создавать кристаллические структуры. На самом же деле это чисто количественное соотношение между отложением и растворением.