Знание-сила, 2004 № 07 (925)

Генетические мутации могут быть положительными, отрицательными и нейтральными. Положительные мутации, грубо говоря, "улучшают" адаптацию организма к требованиям эволюции; отрицательные мутации эту адаптацию "ухудшают"; и нейтральные мутации гена вообще не отражаются в составе белка (или затрагивают этот состав несущественно). Эволюция нечувствительна к нейтральным мутациям, но оказывает давление на положительные и отрицательные: первые она закрепляет, вторые вытесняет. Быстрое накопление закрепленных эволюцией мутаций говорит о том, что эти изменения гена (и его белка) способствовали адаптации. Поскольку средний темп накопления мутаций за время эволюции поддается грубой оценке, можно оценить и число ожидаемых мутаций за любое данное время, например, за время эволюции от мыши до "общего предка", а также за время, прошедшее после расхождения человеческой и обезьяньей эволюционных ветвей. Всякое превышение реального числа мутаций в каком-то гене над ожидаемым средним говорит об ускоренной эволюции этого гена, то есть косвенно о его важности для организма.

Оказалось, что из отобранных для сравнения 7645 генов человека и шимпанзе претерпели ускоренные изменения 1547 человеческих и 1534 обезьяньих генов, что, по всей видимости, последовательно давало их владельцам какие-то эволюционные преимущества. Однако гены эти зачастую разные. И у людей, и у обезьян ускоренно развивались многие гены, связанные с метаболизмом и передачей сигналов от клетки к клетке, но вот гены, белки которых связаны со структурой скелета, ускоренно мутировали только у шимпанзе, а у людей ускоренно изменялись гены, белки которых связаны с аппаратом внутреннего уха, то есть со слухом. Подтвердилось также сделанное ранее открытие, что только у людей происходило ускоренное изменение гена FOXP2, белок которого участвует в координации движения лицевых мускулов, необходимой для произнесения слов, то есть для речи.

Результаты, полученные группой Каргиль, вызвали большой интерес генетиков и эволюционистов. Хоть они и требуют дальнейшего уточнения, даже и сейчас эти результаты намечают новый путь плодотворного поиска тех уникальных человеческих отличий, которые могут быть связаны с составом генов и их белков. Эта плодотворность была резко подчеркнута другим недавним открытием, которое в некоторых сенсационных статьях уже прошло под заголовками "Ген, который породил человеческий мозг" и даже "Ген, который сделал человека человеком". Речь идет, в сущности, не об одном, а о последовательности трех открытий.

Первым в 2002 году было открытие Вудса и Уолша, которые установили, что мутация в определенном гене человека вызывает появление детей с резко (до 400 куб. см) уменьшенным объемом мозга. Это называется аутосомальной первичной микроцефалией, и по первым буквам этой болезни сам ген получил название ASPM. Это побудило Джанджи Джанга исследовать нормальный (без мутаций) вариант этого гена и сравнить его с аналогичными у шимпанзе и орангутанов. В декабре 2003 года Джанг обнаружил, что по сравнению со своими обезьяньими аналогами ген ASPM у людей содержит значительное число наследственно закрепленных изменений. Как мы уже знаем, это свидетельствует, что данный ген находился под позитивным эволюционным давлением, и косвенно указывает, что он дает своим владельцам какие-то эволюционные преимущества. Джанг высказал предположение, что каждое очередное изменение в этом гене вызывало очередной скачок в объеме мозга.

Наконец, в начале 2004 года появилось сообщение группы американских исследователей во главе с Брюсом Ланом, которые провели более широкое изучение любопытного гена. Эта группа провела сравнение гена ASPM на длинном эволюционном интервале, от мартышек и макак через гиббонов, орангутанов и горилл до шимпанзе и, наконец, человека, а также изучила аналог этого гена у других линий животных. Оказалось, что, только начиная с простейших приматов, появляются признаки ускоренного изменения гена ASPM; у коров, мышей, крыс и т.п. никаких признаков такого изменения нет. Иными словами, ускоренное изменение гена ASPM появляется только на эволюционной линии, ведущей напрямую к человеку.

Любопытно также, что темп этих изменений особенно ускорился после отделения людей от шимпанзе, то есть за последние 5-7 миллионов лет. В этом интервале скачкообразные изменения гена стали происходить каждые 300-400 тысяч лет, коррелируя с непрестанным ростом объема мозга (за это же время средний объем мозга вырос с 420 куб. см у древних предшественников человека, австралопитеков, до 1350 — 1420 куб. см у нынешних людей).

Однако со времени последнего изменения ген ASPM уже остается стабильным, что указывает на воздействие так называемого процесса очистительной селекции, как называют генетики процесс преимущественного отбора потомков с неизменной формой гена, как будто ген ASPM, а с ним объем человеческого мозга, уже достиг оптимального строения.

Интересное исследование, но требует осторожности: связывать этот ген с уникальной человеческой "интеллигентностью", с очеловечиванием обезьяны было бы очередным упрощением.

Юрий Ревич

В поисках разума. Искусственного

История развития направления под названием "искусственный интеллект" (ИИ) есть история преодоления одного из самых выдающихся заблуждений в науке — представления о том, что человеческий мозг функционирует по определенной системе правил, то есть алгоритмически, а следовательно, сколь бы не был сложным этот алгоритм, его можно все успешнее вычислять по мере развития технических средств.

Это заблуждение восходит еще к теориям великих рационалистов (Декарта, Лейбница), и оно оказалось настолько стойким, что его влиянию были подвержены лучшие умы XX века — Тьюринг, Колмогоров, Винер, Глушков. Все это несколько напоминает заносчивое лапласовское "дайте мне координаты и скорости всех частиц во Вселенной". Квантовая механика доказала, что Вселенная устроена гораздо сложнее, чем это следует из классических законов механики. Но история, как известно, ничему не учит, и ученые, в первой половине XX века только что пережившие (с большими трудностями) квантовую революцию в физике, в середине 50-х замахнулись на моделирование мыслительной деятельности с помощью электронных схем. Излишне говорить, что они на первых же порах столкнулись с такими проблемами, о существовании которых никто из них и не подозревал.

Как ни странно, но представители гуманитарных наук, изучавшие разные стороны мышления задолго до компьютерной революции, — философы, психологи, психиатры, физиологи — ровным счетом ничем помочь не смогли. Все эти науки есть науки описательные, а представление описательного — не поддающегося переводу на язык математики — знания для компьютера оказалось само по себе одной из главных и до сих пор не решенных задач нового направления.

Сам термин ИИ был предложен в 1956 году на семинаре с аналогичным названием в Дартсмутском колледже (США). В русском переводе термин не совсем отвечает содержанию понятия: "искусственный интеллект" несет некий мистическо-антропоморфный оттенок, которого в оригинальном английском "artificial intelligence" нет — значение слова "intelligence" ближе к "смышленость", "понятливость", нежели к "intellect" — "рассудок".

Но название — не главное. Важнейшей проблемой для исследователей на этом направлении является отсутствие ответа на вопрос: а что такое интеллект вообще? Любое определение есть неизбежная редукция интуитивного представления об интеллекте и тем самым сведение его к частным случаям — счету, способности к логическим умозаключениям, связной речи, доказательству теорем, распознаванию образов и т.п. Между тем настоящий интеллект включает в себя и то, и другое, и еще нечто третье — например, саму способность обсуждать эту проблему. Тем более не ясно, что же именно имеется в виду, когда речь заходит об интеллекте искусственном. Нужно ли воспроизводить мышление человека в целом? Или только отдельные, практически необходимые его стороны? Иди вообще постараться сделать интеллект другой, отличный от человеческого, лишенный, по возможности, присущих человеку недостатков? А если последнее, то какой он должен быть и что именно считать недостатками? Вопросы множились, и ответов не найдено до сих пор.

Впрочем, последнее утверждение не совсем верно. Если не замахиваться на некий "всеобщий интеллект", а просто решать конкретную практическую задачу, то результаты налицо: вот некоторые практические направления деятельности, которые можно отнести к области ИИ (в скобках — субъективная авторская оценка достигнутых успехов):

— распознавание речи (на три с минусом);

— машинный перевод (на два с плюсом);

— распознавание печатного текста (на пять с минусом);

— распознавание рукописного текста (три с минусом);