Пристроєм, що розробили тварини для досягнення швидких рухів, був м’яз. М’язи, наче паровий двигун чи двигун внутрішнього згоряння, використовують енергію хімічного палива для створення механічного руху. Різниця полягає в тому, що безпосередня механічна сила м’яза має форму натягу, а не газового тиску. А ще м’язи схожі на двигуни тим, що часто докладають свою силу до різноманітних тросиків і важелів із шарнірами. В наших тілах важелі називаються кістками, тросики — сухожиллями, а шарніри — суглобами. Про те, які саме молекулярні процеси відбуваються під час роботи м’язів, відомо доволі багато, але мене більше цікавить синхронізація м’язових скорочень.
Чи доводилося вам колись бачити, як працює складний автомат: в’язальна чи швацька машина, ткацький верстат, автомат для наливання напоїв, сінов’язалка? Рушійна сила надходить від якогось одного джерела — електродвигуна чи, скажімо, трактора. Але більше вражає складна синхронізація операцій. Клапани відкриваються і закриваються у певній послідовності, сталеві пальці вправно перев’язують брикет сіна вузлом, а потім у чітко визначений момент вискакує ніж, що перерізає мотузку. В багатьох штучно створених машинах синхронізація досягається завдяки блискучому винаходові — розподільчому кулачку. За допомогою ексцентрика або коліщатка особливої форми він перетворює простий обертальний рух на складну ритмічну схему операцій. Подібний принцип використовується й у музичній скриньці. Інші машини, такі як паровий орган чи піанола, використовують паперові валики або перфокарти з отворами, пробитими у певному порядку. Нещодавно з’явилася тенденція заміняти такі прості механічні синхронізатори електронними. Цифрові комп’ютери є прикладом великих і багатоцільових електронних пристроїв, що їх можна використовувати для генерування складно синхронізованих схем рухів. Основним компонентом сучасної електронної машини, такої як комп’ютер, є напівпровідник, добре відомий нам у формі транзистора.
Скидається на те, що машини для виживання взагалі обходяться без розподільчого кулачка і перфокарт. Апарат, що його вони використовують для синхронізації своїх рухів, має більше спільного з електронним комп’ютером, хоча головний принцип його дії зовсім інший. Основна одиниця біологічних комп’ютерів (нервова клітина, або нейрон) насправді нічим не нагадує транзистор своєю внутрішньою роботою. Звичайно, код, яким нейрони спілкуються між собою, дещо схожий на імпульсні коди цифрових комп’ютерів, але окремий нейрон є значно складнішою одиницею обробки даних, ніж транзистор. Замість лише трьох з’єднань з іншими компонентами, один нейрон може мати їх десятки тисяч. Нейрон є повільнішим за транзистор, але пішов значно далі в напрямку мініатюризації — тенденції, що панує в галузі електроніки протягом останніх двох десятиліть. Доказом цього є той факт, що людський мозок містить кілька десятків тисяч мільйонів нейронів, тоді як до черепної коробки ввійшло б лише кілька сотень транзисторів.
Рослини не мають потреби в нейронах, бо живуть не рухаючись з місця, але у переважній більшості тварин вони присутні. Можливо, нейрони були «відкриті» на початку еволюції тварин та успадковані усіма групами або заново відкривалися кілька разів незалежним чином.
У своїй основі нейрони є просто клітинами, з ядром та хромосомами, як і решта клітин. Але стінки їхніх клітин мають довгі, тонкі вирости, схожі на дротинки. Дуже часто нейрон має одну особливо довгу «дротинку», що називається аксоном. Хоча ширина аксону мікроскопічна, його довжина може сягати кількох метрів: існують деякі аксони, що тягнуться уздовж усієї шиї жирафа. Зазвичай аксони збираються разом у товсті переплетені кабелі, що називаються нервами. Нерви тягнуться з однієї частини тіла до іншої, передаючи інформацію подібно до магістральних телефонних кабелів. Інші нейрони мають короткі аксони, обмежені тісними скупченнями нервової тканини, що називаються гангліями або, коли вони дуже великі, мозком. За його функцією мозок можна вважати аналогом комп’ютерів[15]. Вони аналогічні в тому, що обидва типи машин генерують складну схему реакції після аналізу вхідної інформації та звіряння зі збереженими даними.
15
«За його функцією мозок можна вважати аналогом комп’ютерів». — Подібні твердження зазвичай непокоять критиків, які сприймають усе буквально. Вони, звичайно, праві в тому, що мозок не завжди схожий на комп’ютери. Наприклад, так вже сталося, що внутрішні робочі процеси мозку дуже сильно відрізняються від будь-яких комп’ютерів, наразі створених нашими технологіями. Хоча, це жодною мірою не заперечує справедливості мого твердження про виконання ними аналогічних функцій. В функціональному плані мозок має ту саму роль, що й вбудований комп’ютер, — обробки даних, розпізнавання різних схем, коротко- та довгострокового зберігання інформації, координації дій і т. ін.
Що стосується комп’ютерів, то слід зазначити, що мої зауваження щодо них (на щастя чи на жаль, як подивитись) застаріли. Вище я писав, що «в черепну коробку ввійшло б лише кілька сотень транзисторів». Сьогодні транзистори об’єднуються в інтегровані схеми. Кількість транзисторних еквівалентів, яка ввійшла би в черепну коробку сьогодні, подекуди сягає вже мільярдів. Я також стверджував, що комп’ютери, які грають у шахи, вже досягли непоганого любительського рівня. Сьогодні навіть на дешевих домашніх комп’ютерах часто стоять програми, здатні перемогти всіх, крім дуже серйозних шахістів, а найкращі в світі програми кидають серйозний виклик навіть гросмейстерам. Ось, наприклад, слова шахового кореспондента журналу «Спектейтор» Реймонда Кіні у випуску від 7 жовтня 1988:
Далі йде звіт про кожен хід гри. Ось реакція Кіні на 22-й хід «Глибокої думки»:
Реакція Іванова змальовується так:
Цікаво не лише те, що «Глибока думка» є одним із найкращих шахістів світу. Ледь не більш вражаючим я вважаю мову людської свідомості, яку почувається зобов’язаним використовувати коментатор. «Глибока думка» «з презирством відкидає» «відчайдушний випад» Іванова. Комп’ютер сприймається як «агресивний». Кіні говорить, що Іванов «сподівався» на певний результат, але його мова засвідчує, що він був би однаково радий скористатися словом на зразок «сподівання» і для «Глибокої думки». Особисто я нетерпляче чекаю того дня, коли комп’ютерна програма стане чемпіоном світу. Людству вкрай необхідно дати науку скромності.