Наука и удивительное (Как человек понимает природу) - Вайскопф Виктор (читать книги онлайн регистрации .txt) 📗
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.
Вернемся теперь к эволюции нервной системы животных. Мы знаем, что нервная система позволяет животным приспосабливаться к окружению с помощью органов чувств и памяти. Как известно, животные «научаются» на опыте, и эта способность к обучению есть один из важных критериев выживания. Но большая часть поведения животных основана на «инстинктах», т. е. на биологическом наследовании.
Когда из животного царства развился человек, должно было произойти нечто новое. Мы утверждаем, что этот новый элемент полностью основывался на количественной разнице между нервными системами. Увеличивая нервную систему, природа установила новый тип эволюции, который сломал и сломает все правила эволюции предыдущих периодов.
В животном мире присутствуют все элементы новой эволюции: память, обучение и, может быть, даже образование идей и понятий. Но, как и в соляном растворе ниже точки конденсации, они слишком слабы, чтобы иметь конструктивное значение. Попытки «обучения» в животном мире в большинстве случаев «растворяются» после смерти индивидуума. Когда развился человек, постоянное усложнение мозга и нервной системы достигло уровня, при котором смерть индивидуума больше не искореняет приобретений, полученных его памятью из опыта. Далее, индивидуум становится способным применять свой мозг, чтобы делать умозаключения из опыта, выводить следствия из поступков, не совершая их. Он может думать, что произойдет при известных условиях, и соответственно организовывать свои действия. Развитие языка и памяти позволило взрослому индивидууму сообщать молодому свой опыт и свое мнение, и ученик смог действовать так, как если бы это был его собственный опыт или его собственное суждение. Действия мозга усложнились настолько, что стал возможным коллективный опыт и общее мышление многих индивидуумов, и произошло накопление опыта и мыслей от поколения к поколению. Это стало возможным благодаря развитию понятий, логических построений, абстрактных идей и многих других способов формулирования и передачи мысли, таких, как письменность и рисование (рис. 62).
Рис. 62. Кладовая опыта.
Разница между человеком и животным аналогична различию между кипением и насыщением. После того, как опыт, накопленный видом как одним целым, становится больше, чем опыт, теряемый со смертью отдельных индивидуумов, начинается новый процесс — образование «традиции».
В этот момент эволюция преодолела барьер, препятствующий наследованию приобретенных свойств.
Пока родители не могут передавать свой опыт потомкам, поведение в каждом новом поколении основывается исключительно на биологическом наследовании, на том, что заключено в программе клетки. Положение не меняется и в том случае, если есть некоторая передача опыта между поколениями. До тех пор, пока сумма опыта, теряемого со смертью, больше или равна сумме, переданной следующему поколению, нет накопления опыта. В каждом поколении поведение, по существу, то же самое, как в предыдущем, и диктуется свойствами, биологически унаследованными. Но если передача опыта между поколениями достаточно велика, чтобы вызвать накопление, молодые будут учиться на успехах и неудачах старых, и поведение будет «наследоваться» не через нуклеиновые кислоты, а через устное слово.
Здесь начался совсем иной вид эволюции. Картина поведения изменяется гораздо быстрее, чем биологическое строение тела. Изменения последнего связаны только с образованием новых цепей нуклеиновых кислот, а поведение меняется значительно скорее, как только изменение в нем как-то определено и может передаваться по традиции следующему поколению. Например, человек из животного, занимавшегося охотой, превратился в животное, занимающееся земледелием, из пещерного жителя — в строителя городов, он развил свою способность делать орудия труда от обтесывания камней до создания фабрик и машин. Все это развитие происходило за периоды, бесконечно более короткие, чем те периоды, за которые происходят биологические изменения, например период развития человека из обезьяноподобного животного. Большой мозг, способный думать, формирование понятий, употребление речи и позднее письма привело к накоплению опыта, который больше не теряется со смертью индивидуума, но развивается дальше в каждом новом поколении.
