На пульсаре - Кадомцев Б.Б.
ISBN 5-85504-013-5
Скачать (прямая ссылка):
гих элементов и соединений из почвы земли. А главным источником энергии и
негэнтропии для них служит энергия лучей Солнца. Животные не умеют
потреблять и использовать энергию Солнца напрямую. Но косвенно они ее
потребляют, питаясь биомассой, наловленной растениями. С точки зрения
первичности и вторич-ности потребления энергии Солнца, разница между
травоядными животными и хищниками не так уж велика - и те, и другие
пользуются уже усвоенной и переработанной энергией и негэнтропией Солнца.
Биосфера Земли, вместе с животным и растительным мирами, вместе с
атмосферой и водными ресурсами, образует очень сложную самоорганизованную
открытую систему со множеством нелинейных связей между ее составными
элементами. Человек представляет собой лишь высшее звено в этой внутренне
согласованной картине.
- А зачем же нужен человек? - неожиданно спросил Миша.
Леонид Андреевич ненадолго приостановился в своем рассказе, а затем в
задумчивости стал отвечать Мише.
- Твой вопрос, Миша, очень правильный. На самом деле в нем даже два
вопроса: есть ли у развития Природы цель, а если есть, то какова роль
человека при движении к этой цели?
- Как вы понимаете, это вечный вопрос. Он переходит из поколения в
поколение, так и не находя окончательного ответа. Поэтому и я вынужден
ограничиться только некоторыми комментариями. Самый простой ответ на
вопрос, зачем нужен человек,
11. Нелинейность и самоорганизация
115
существует у некоторых индейских племен. Исходя из того, что любым
растением или животным кто-то питается, они полагают, что мыслями людей
тоже кто-то питается. Стало быть люди с их мышлением существуют только
для того, чтобы порождать мысли и развивать Разум. А еще выше по развитию
существует некто, кто может питаться мыслями, вероятно, используя их для
своего развития. Это сверхсущество они называют Большим Орлом. Вряд ли мы
узнаем когда-нибудь, существует ли Большой Орел на самом деле или нет. Но
мысль о том, что человек может и не быть высшей ступенью в развитии
Природы, скорее всего правильна. Лично мне больше импонирует высказывание
русского философа В. С. Соловьева: "Вселенная - это не механизм.
Вселенная - это организм, и этот организм есть Бог". Согласно этой точке
зрения вся Вселенная в целом находится в развитии, причем движущей силой
этого развития является Дух, если угодно - Бог. Поэтому человек - это
составная часть, некоторый эпизод в общем сценарии развития Духа.
- А как устроен мозг человека, и почему человек может думать? - спросил
Саша.
- Мозг - очень сложный объект, - ответил Леонид Андреевич, - физики
начали разрабатывать подступы к его пониманию только в самое последнее
время. Естественно, что они начали изучение принципов работы мозга с
очень упрощенных его моделей. Эти упрощенные модели получили название
нейронных сетей.
Естественно, что термин "нейронная сеть" возник не случайно: ведь мозг
тоже состоит из огромного числа (порядка Ю10) нейронов. Нейрон - это
клетка мозга, которая может находиться в двух состояниях: заторможенном
или возбужденном. Таким образом, нейрон - это как бы живая ячейка памяти
с емкостью в один бит.
Нейроны соединены между собой множеством нервных волокон-аксонов.
Посредством аксонов они могут передавать друг другу сигналы, под
действием которых нейроны могут переходить из заторможенного состояния в
возбужденное и обратно. Таким образом, возникает очень сложный нелинейный
объект.
Физическая нейронная сеть - это крайне упрощенная модель настоящей,
живонейронной сети. Простейшую физическую нейронную сеть можно
представить себе в виде набора множества элементов, каждый из которых
может иметь только два устойчивых состояния. Эти элементы могут
взаимодействовать между собой, и притом не только с ближайшими соседями,
но и с более
116
11. Нелинейность и самоорганизация
далекими элементами. Это как бы табло, о котором мы говорили выше, но
усложненное наличием связей между элементами.
Еще более простая аналогия строится следующим образом. Пусть каждый из
элементов представляет собой крошечный магнитик, или спин.
Пусть каждый спин имеет только два направления - положительное и
отрицательное. Тогда такой спин представляет собой элементарную ячейку
памяти емкостью в один бит. Сам по себе такой объект из большого числа
двоичных ячеек не представляет из себя ничего сложного. Сложность
появляется, если спины взаимодействуют между собой, причем взаимодействие
не ограничивается ближайшими соседями и взаимодействие может быть как
положительным, так и отрицательным. Другими словами, часть взаимодействий
стремится установить спины параллельно, а часть - антипараллельно друг
другу.
Под действием такого взаимодействия возникает сложное упорядоченное
состояние, которое называется спиновым стеклом. Ясно, что вся система
стремится к некоторому минимуму энергии. Соответствующее состояние с
минимумом энергии называется аттрактором - притягивающим множеством.
У спиновой системы может быть очень много аттракторов. Каждый такой
