Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Взять хотя бы того матемазавра, который в главе “Отбор по признаку” с помощью случайного ухода в защищенное состояние спасался от агрессивной среды. Куда больший выигрыш в размножении принесла бы способность выделять предвестников начала агрессивного состояния среды и менять свое состояние с вероятностью, зависящей от этих предвестников. Но органы чувств и способность к анализу предполагались замороженными на примитивном уровне, рассматривались фактически как внешние условия.
Пусть проделан предварительный анализ, для создаваемой модели выделены “фиксированные” и эволюционирующие наследуемые единицы. В реальном моделировании возврат к этому этапу с полпути будет происходить не раз, но сейчас, идеализируя, представим, что этот этап уже пройден окончательно.
161
В опыте эволюционировавшие наследуемые единицы уже какие-то заданные. Определены значения встречающихся количественных признаков и разнообразие качественных. Чтобы представить наследуемые единицы как эволюционировавшие, нужно построить для них фон сравнения из тех, которых в опыте сейчас нет. Элементы из фона могут соответствовать, например, тем вариациям наследуемых единиц, что время от времени возникают, но из-за своей неоптимальности не закрепляются. Однако они не обязаны быть “вечно неоптимальными”. Построенные на экспериментах по внедрению принципы оптимальности связаны с условиями, куда входит и фон сосуществования. Изменятся условия -изменятся и точки оптимальности в пространстве возможностей.
Итак, первый шаг релятивизации - конструирование фона сравнения (пространства возможностей). После этого можно изучать оптимальность одних единиц относительно других (от “относительно” и происходит термин “релятивизация”).
Конструируемое пространство возможностей зависит от выбранных характерных времен рассмотрения - то, что не проявится за год, может появиться за миллион лет. Таким образом, реально в создании фона сравнения участвуют и темп изменчивости, и масштаб времени. Это участие обычно скрыто в промежуточных построениях, не выносимых на общий суд, но не становится от сокрытия менее важным.
Можно представить себе фон сравнения как историю, пройденную задом наперед - от наличного к тому, что было (в том числе - недолго было) на протяжении отмеренного отрезка прошлого. Это представление полезно, но при буквальном понимании излишне обременительно. Используемые конструкции являются весьма грубыми оценками того, что могло быть, и того, что может возникнуть с не слишком малой вероятностью на протяжении времен заданного масштаба.
Именно представление о том, что для каждой наследуемой единицы существует свой персональный фон сравнения, этакий окружающий ее кусочек пространства возможностей, позволяет говорить об эволюции этих единиц: была такая, стала другая. Эволюция как сдвиг точки в персональном фоне сравнения. Высказывания типа “была - стала” означает, что сначала в системе присутствовала в основном одна единица из “персонального фона”, а потом - другая, и совершенно не относятся к характеру изменений: происходили они путем медленного вытеснения или как-нибудь еще. Путь вытеснения (селекция): была одна наследуемая единица, возникла в малом количестве вторая, внедрилась и вытеснила первую. Далее, быть может, возникли и внедрились, вытеснив предыдущую, третья и четвертая, ... Ясно, что при внедрении, вообще говоря, вытеснение необязательно. Поэтому представление о персональном фоне сравнения может быть не вполне точным -
162
сопоставляли его одной наличной единице, глядь, а там в ходе эволюции возникли две.
Для изучения эволюции важны те масштабы времени, когда начинают сказываться процессы изменчивости. Простейшие модели для этих масштабов времени строятся по образцу эксперимента по внедрению: время от времени в систему внедряются новые наследуемые единицы в составе малых групп организмов. Эти единицы возникают в результате изменчивости и либо внедряются, либо нет. Далее процессы изменчивости рождают еще новые единицы и “эксперимент ” повторяется. Если одновременно идет несколько экспериментов по внедрению, то их взаимным влиянием пренебрегают ввиду малости внедряемых групп.
Элиминация (исключение) наследуемых единиц, внедряемых в составе малых групп, может происходить и по причинам, никак не связанным с оптимальностью или неоптимальностью. Бывает случайное исключение из-за малости групп: несколько неблагоприятных
случайностей - и нет новых единиц, а для их проверки на оптимальность придется тогда ждать следующего появления.
Моделирование такого сорта, имеющее образцом эксперименты по внедрению, практически снимает вопрос о процессах изменчивости, делая центральной проблемой описание пространства возможностей. Главное предположение, позволяющее осуществить такое смещение акцентов, есть появление новых наследуемых единиц в малых количествах. Доза нового должна быть мала.
Существует еще одна популярная модель изменчивости. Применяется она в основном для непрерывных пространств возможностей и основывается на представлении о малости ошибки. Предполагается, что в эстафете по передаче наследуемых единиц часто передаются потомкам не совсем те единицы, что были получены от предков, но отличия малы. Здесь число носителей нового может быть и велико, но само это новое есть почти старое.
