Для многоклеточных организмов сложность многократно увеличивается. Рассмотрим экстремальный пример – нервную систему. Даже у морского слизня 18 000 нейронов. С учетом стандартов эволюции мухи-дрозофилы и лангусты достаточно умны; у тех и других для обработки информации имеется более 100 000 нейронов. Медоносная пчела использует почти миллион нейронов. И не следует удивляться тому, что у млекопитающих сложность нервной системы на несколько порядков больше: у крысы около 200 миллионов нейронов, у кошек почти миллиард, а у человека около 100 миллиардов нейронов. Кора – новейшая часть головного мозга, сложность ее устройства как раз и отличает человека от остальных животных – содержит около 20 миллиардов нейронов. В мозгу человека одновременно протекает множество сложнейших процессов.
Несмотря на огромное число клеток в нашем мозгу, их все равно недостаточно, чтобы хранить всю информацию, которую мы получаем на каждом уровне детализации. Все вокруг нас устроено слишком сложно. Кстати, и сам наш мозг – прекрасный пример системы, чересчур сложной для всеобъемлющего понимания. Изучая такую огромную и сложную систему, как мозг, не следует ожидать, что вы сможете понять его работу в мельчайших подробностях. Тем не менее в последние десятилетия неврологи добились огромных успехов в описании функций отдельных нейронов, а также крупных функциональных областей головного мозга, как правило состоящих из миллионов нейронов. Они описали многие системы, существующие в мозгу, а неврологи-когнитивисты просто совершили прорыв, поняв, как эти системы соединяются между собой для выполнения различных функций. Наверное, лучше всего описана функция зрения. Ученые знают, как свет входит в глаз, как он преобразуется в сигналы активности мозга и где эти сигналы анализируются и преобразуются в значимые характеристики окружающего мира (например, движение, ориентацию и цвет) – в затылочной доле. Мы даже знаем, куда оттуда идут сигналы активации, чтобы позволить нам идентифицировать сами объекты (в височные доли) и их положение в пространстве (в теменные доли).
В то же время неврологи очень мало знают о том, какие аспекты сложных структур контролирует головной мозг и каким образом он осуществляет расчеты. Ученые до сих пор пытаются выяснить, что в нас закладывается от рождения, а чему мы учимся с течением времени, что мы забываем и как быстро это происходит, какова природа сознания и для чего оно предназначено, что такое эмоция и в какой степени эмоциями можно управлять и как люди (даже младенцы!) распознают намерения других людей. В ходе эволюции мозг стал настолько сложным, что нам даже трудно оценить его сложность.
Еще одна сложная система, работу которой пытаются понять ученые, – это погода. Метеорологи уже добились огромных успехов в прогнозировании погоды (14). Многие экстремальные погодные явления сейчас удается предсказывать за несколько дней (лет десять-двадцать назад об этом можно было только мечтать). Это называется краткосрочным прогнозированием, и повышение точности краткосрочных прогнозов объясняется увеличением доступности больших объемов данных, улучшением используемых моделей погоды и резким увеличением скорости вычислений. Это огромное достижение. Погода, как и мозг, является чрезвычайно сложной системой, с огромным числом движущихся элементов и результатами на выходе, определяемыми сложными взаимодействиями между ними. Фактическая погода в вашей местности зависит от того, сколько времени в последнее время светило солнце, насколько выше (или ниже) уровня моря вы находитесь, есть ли поблизости от вас горы или нет, есть ли поблизости крупные водоемы или нет (они запасают или высвобождают тепло в больших количествах), не было ли поблизости сильных «разовых» явлений погоды (например, ураганов и гроз) и как распределяется давление воздуха (15).