Техника - молодёжи 1995-10, страница 37

TOP SCIENCE

СЕКС И СМЕРТЬ НА СКЛОНАХ САХАРНЫХ ХОЛМОВ

Засевая искусственной жизнью дигиталь-ные, то бишь цифровые, поля и кущи, ученые стремятся посредством абстрактных компьютерных имитаций выявить подспудные законы, правящие реальным миром. Большинство исследователей в области Artificial Life моделирует ограниченные сообщества типа колонии бактерий или стаи птиц, априорно задавая определенные "правила", подсмотренные у природы. Но развивается и более многообещающий подход, вкратце формулируемый так: НИКАКИХ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ. Мы уже рассказывали (в № 5 за 1993 г.) об уникальной модели эволюции, разработанной американским биологом Томасом Рэйем. А недавно социологи Джошуа М. Эп-стеин и Роберт М. Экстелл замахнулись на самый сложный из всех известных биологических феноменов: человеческое общество!

Оба американца совместно работают в Brookings nstitute (Вашингтон, округ Колумбия) и Santa Fe Institute (штат Нью-Мексико), причем вторая цитадель науки по праву считается родным гнездом энтузиастов искусственной жизни. Вполне понятно, что Эпстейн и Экстелл также вступили на путь компьютерного эксперимента,

Отказавшись от готовых рецептов в моделировании социальных отношений, Эпстейн и Экстелл построили свою страну-лабораторию исключительно на принципе "снизу вверх". А именно: от частных взаимодействий блюдущих собственные интересы агентов — к общим тенденциям! И этот подход, во всех смыслах фундаментальный, дает возможность наглядно проследить механизмы возникновения тех или иных трендов в зависимости от поведения членов общества.

Впрочем, взглянув на новый компьютерный мир как бы с птичьего полета, вряд ли кто-ни-будь особо впечатлится открывшейся картиной: скопления разноцветных точек — вот и все... Что ж, разберемся.

Английское название страны Sugarscape — сконструированное из слова landscape (ландшафт) заменой land (земля) на sugar (сахар) — исчерпывающим образом описывает ее искус-с венную природу. Желтым цветом обозначен ре ион, где наличествует с некоторой скоростью прирастающий пищевой ресурс "сахар": запасы его распределены неравномерно, что символизируется разной жирностью желтых точек. Вполне естественно, что расположенные на юго-западе и северо-востоке бо атые "плантации" в виде двух сахарных гор неудер-

мой Менделя (скрещивание по трем моногенным признакам).

В простейшем варианте на просторы Сахарин запускают горстку разноцветных агентов, личные качества и деятельность которых запрограммированы в соответствии с описанными постулатами. Вот, собственно, и все. Каждый из них, естественно, устремляется на поиски пропитания — и? Посмотрим же, как сработала модель.

Итак, в исходный момент красные и синие агенты разбросаны по стране случайным образом, но довольно быстро мигрируют к сахарным горам (1). Там, при изобилии пищи, рождаемость перевешивает смертность, так что численность сахарианцев начинает возрастать. Постепенно население каждой горы становится этнически гомогенным, образуя компактно проживающее племя (2) Затем настает момент ко да размножившиеся соплеменники (3) начинают поглощать запасы сахара быстрее, чем те восстанавливаются — и тогда часть агентов вынужденно покидает свою гору в поисках новых источников пищи. Некоторые из них забредают на территорию другого племени (4), где могут попытаться перекрасить чужака в свой цвет, рискуя проиграть и сменить собственную окраску...

1

Ш

• J "*■—

• ••< •• • • • •• •

. г

. ¹ -г !:•:•

. .. А , \ • •

. :: s. •

л:

.-----. t .

~\з" .Н* .*: ^: • W ^;"

•• V s ••

•*• ••

• • • I •*

•.. "s

Простейшая симуляция показывает, как агенты двух племен (обозначенные соответственно красными и синими точками) мигрируют к сахарным горам, где население начинает расти. По мере истощения запасов сахара агенты начинают проникать на территорию чужого племени (справа: синяя точка среди множества красных на северо восточной горе).

соорудив оригинальный полигон для лабораторной проверки новых идей касательно эволюции социальных отношений. Так явилась на свет простенькая, но весьма примечательная страна Сахария, где обитают два конкурирующих чело веческих сообщества.

Как равило, при построении экономических или социальных моделей общества теоретики опираются на так называемые широкомасштабные демографические тенденции,иначе тренды (arge-scale demographic trends). По сути, принимаются во внимание — и взаимодействуют в моделях - лишь статистически выделенные типы поведения "человеческих масс" в тех или иных условиях, а полученные результаты авторы склонны расп эостранять на деятельность отдельных индивидов, иначе are тов (излюбленный термин ученых-экономистов).

В общем, данный подход зиждется на дедуктивном принципе "сверху вниз", хотя сами тренды складываются именно в процессе многочисленных взаимодеиствий (interactions) самостоятельных агентов. И некоторые модели в определенной степени учить ваю действия индивидов, однако последним обычно приписываются крайне лестные, но весьма сомнительные атрибуты типа бессмертия и абсолю ного экономического всеведения (увы, столь редкие в нашем бренном мире).

•••• > *

/Ч'

Л :V •

. -г■• • • • ♦ ••

• • • 3 . • :•

жимо влекут к себе проголодавшихся местных жителей.

Каждый агент принадлежит к одному из двух конкурирующих сообществ — Красному или Синему племени — и изображается на дисплее в виде точки соответствующего цвета. Хитроумные экспериментаторы постарались елико возможно очеловечить сахарианцев: те делятся на мужчин и женщин, которые рождаются, взрослеют, занимаются сексом, производят потомство, стареют и умирают. Впрочем, дожить до старости удается не всем, часть погибает от голода—в силу естественного отбора... Поскольку отнюдь не все обитатели Сахарии равны: согласно природному порядку вещей они являются на свет с разными врожденными способностями!

Некоторые агенты обладают особым талантом "чуять сахар на большом расстоянии. Другие получают в дар экономичный метаболизм и потому дольше прочих сохраняют активность при том же количестве пищи. И наконец, все красные агенты имеют врожденное преимущество над синими: при столкновении разнопле-менников у красного больше шансов присоединить чужака к своему племени (перекрасить в красный цвет!), чем наоборот. А в поисках сахара и борьбе за него племенные конфликты, понятно неизбежны...

Когда вс речаю ся мужчина и женщина (из одного или разных племен — не имеет значения), они могут произвести общее потомство, если наличествуют два необходимых условия: оба пребывают в детородном возрасте и к этому моменту накопили достаточный запас сахара. При этом отпрыск наследует атрибуты родителей — чутье, метаболизм и племенную принадлежность — в соответствии с простой схе-

В более сложных вариантах ученые исследовали социальные эффекты, порождаемые поединками (один агент может убить другого и завладеть его/ее сахаром), торговлей (агенты имеют возможность обменять свой сахар на другой ресурс — "пряность"), заразными болезнями, загрязнением окружающей среды, а также введением права наследования.

В результате с помощью ориентированной на деятельность агентов модели удалось симулировать немало демографических тенденций, наблюдаемых в реальном мире. К примеру, в Сахарии передача сахара по наследству подавляет естественный отбор, и население становится все более восприимчивым к болезням... Так вот, то же самое происходит и на Земле!

По мнению Эпстейна, сахарианские спектакли пока слишком схематичны, чтобы служить подспорьем для изучения социальных хитросплетений современных обществ, однако вполне могут пролить дополнительный свет на эволюцию относительно несложных культур. И теперь, в сотрудничестве с группой археологов, экспериментаторы пытаются разрешить загадку бурного расцвета и неожиданного падения цивилизации североамериканских индейцев анасази (10ОО — 1300 гг. н.э.). Один из исследователей, археолог Джордж Гамермен из Southern Illinois University, с помощью страны Сахарии нащупавший связи между урожайностью маиса и флуктуациями числен ости анасази, признал эту модель "недурственным интеллектуальным протезом". ■

По материалам журнала Scientific American

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 10 ' 9 5