Воля случая: можно ли перехитрить Творца?

Эксперименты по искусственной эволюции, ставящиеся в виртуальных средах - существующих лишь внутри вычислительных машин - интересны, но ненастоящи. Внутри машины не действуют законы физики, поэтому экспериментаторам приходится их эмулировать. Отрицательный же эффект эмуляции известен: в ней отсутствует непредсказуемость природы и продукт искусственной эволюции вряд ли откроет какой-либо новый способ работы с окружающей средой, лежащий за пределами понимания авторов опыта. Потому эксперименты, в которых эволюционировать заставляют объекты, обладающие телесной сущностью, дважды интересны. И как раз про один из таких опытов сегодня хотелось бы рассказать. Опыт, в котором порождённое искусственной эволюцией "существо" перехитрило "творцов".

Поставлен он был британскими исследователями (Paul Layzell, Jon Bird, University of Sussex, Brighton). Задача, которую пытались решить авторы, заключалась в доказательстве того, что путём автоматического дизайна (ещё одно название искусственной эволюции) можно сконструировать достаточно качественную электронную схему, генерирующую колебания заданной формы (по всей видимости, требовалась синусоида).

Главная часть установки, которая была для этого построена, представляла из себя заготовку для схемы - 10 транзисторов, с расположенными между ними множеством программируемых коммутаторов-свитчей. Управляя свитчами, можно было соединять транзисторы между собой каким угодно образом. Управлять свитчами было поручено персоналке со специальным программным обеспечением, которая стояла здесь же.

Начиналось всё с того, что программа генерировала набор случайных чисел, которые определяли состояние свитчей схемы. В результате транзисторы соединялись некоторым образом, на них подавалось напряжение, и выходной сигнал - буде таковой появлялся - анализировался той же программой. Набор чисел авторы опыта называли "ген": на первом этапе эксперимента были сгенерированы и проверены многие тысячи таких "генетических" вариантов. В случае, если очередная попытка приводила к появлению на выходе сигнала, ген запоминался. Далее были отобраны только те из них, что привели к генерации наиболее качественных сигналов - максимально похожих по форме на сигнал заданной формы. Их смешали ("скрестили") между собой и снова проверили.

Процесс повторялся несколько тысяч раз (можно сказать - сменились тысячи поколений), пока не был порождён единственный ген, схема для которого генерировала синусоиду, удовлетворившую авторов опыта. Соответствующая этому гену схема была проанализирована, однако, ничего похожего на генератор сигналов там не было. Искусственная эволюция породила… простейший радиоприёмник!

Как оказалось, вместо того, чтобы самостоятельно генерировать сигнал, схема использовала один из своих проводников в качестве антенны, усиливала те колебания, что наводились в ней, и передавала их на выход. Колебания же в антенне наводились работавшей рядом персоналкой. По всей видимости, в процессе создания генов случайно был порождён такой, схема для которого воспользовалась уже готовым источником сигнала, вместо того, чтобы синтезировать его самостоятельно - и сигнал этот, опять же волею обстоятельств, оказался лучше удовлетворяющим требованиям авторов опыта, нежели те несовершенные волновые формы, что вырабатывались "молодыми" ещё самостоятельными генераторами. В результате последующий отбор наиболее "способных" особей привёл к вымиранию племени генераторов и доминированию усилителей.

Случайность, не более того. Но такие случайности и определяют доминантный вид: помните, как в результате генетической ошибки человек обрёл способность говорить?

эволюция,транзистор,усилитель,радиоприёмник,генератор,цифровая_эволюция,симуляция,жизнь