Но совсем не так обстоит дело сегодня.
Пусть, например, надо проверить предположение о том, что в центре атома находится очень небольшое сверхплотное ядро. Непосредственным наблюдением этого не сделать, так как и атом и тем более ядро мы увидеть не в состоянии. Но очень убедительные косвенные доказательства наличия ядра получить достаточно просто. Знаменитый английский физик Резерфорд направил поток альфа-частиц на платиновую фольгу, и оказалось, что при прохождении через эту фольгу некоторые альфа-частицы отбрасывались назад так, будто они налетали на массивную преграду. Обработав соответствующим образом результаты этого эксперимента, Резерфрд не только доказал наличие атомного ядра, но и определил его размеры.
Надо отметить, что «косвенность» этого доказательства усугубляется тем, что и наличие потока альфа-частиц, и особенности их прохождения через платиновую фольгу также определялись ранее проверенными косвенными способами и никак не были наглядными. Вообще, в исследованиях микромира, например, наглядными бывают только такие вещи, как светлые полоски в тумане камеры Вильсона или засвеченные следы в толще фотоэмульсии, которые к изучаемому явлению, казалось бы, не имеют отношения. Однако это никак не мешает считать результаты таких экспериментов вполне доказательными.
В других областях науки новые результаты также обычно получают косвенным образом.
Численность муравьев в семье определяется не непосредственным их пересчетом, а статистическим анализом муравьиных потоков возле муравейника.
Состояние сердечной мышцы проверяют, делая анализ крови, а химический состав звезд и движение галактик изучают, исследуя размеры и расположение линий спектрограмм. Причины разрушения детали самолета устанавливают, анализируя картины, получаемые при просвечивании ее пластмассовой модели поляризованным светом.
Сегодня вообще трудно найти примеры наглядного подтверждения каких-либо гипотез и «косвенные улики» сегодня — самое мощное средство научного анализа.
Поиски же причин, из-за которых эволюция пошла в каком-то определенном направлении — задача особенно трудная, решения обычно получаются неоднозначные и прямые доказательства получить невозможно.
Новая гипотеза об особенностях строения и работы нервной системы живых существ будет ниже использована для объяснения многих непонятных явлений их жизни.
Прямых доказательств ее правильности получить невозможно, по крайне мере, на современном этапе таких доказательств нет. Но можно привести множество косвенных подтверждений ее допустимости. Может быть, некоторые из фактов, приводимых здесь в доказательство этой гипотезы, могут иметь и другое объяснение. Но использование предлагаемой гипотезы позволяет объяснить сразу много разнородных фактов и в этом ее доказательная сила.
Если объяснение в рамках какой-либо гипотезы одного явления обычно бывает недостаточным для подтверждения ее правильности, то большое количество таких объяснений уже имеет, как говорят юристы, «доказательную силу».
Я надеюсь, что ниже будет приведено достаточно много таких объяснений для того, чтобы эту гипотезу можно было бы признать правдоподобной.
Супермозг популяции
Загадка муравейника
Начать лучше всего с привычного чуда коллективных насекомых, изумительного явления, с которым мы встречаемся каждый день, и которое ни у кого не вызывает удивления. А удивляться есть чему.
Немного о муравьях
В науке о муравьях — мирмекологии — собран огромный наблюдательный материал, описывающий особенности жизни муравейника. При изучении этого материала бросается в глаза явное несоответствие между высоким «интеллектуальным уровнем» поведения муравейника в целом и микроскопическими размерами нервной системы отдельного муравья. В мирмекологии принято считать, что такой уровень можно объяснить инстинктивным поведением муравьиной семьи и особенностями ее генетической структуры.
Однако трудно согласиться с тем, что жизнь и муравейника и каждого отдельного муравья управляется только набором врожденных инстинктивных реакций. Дело в том, что этот набор должен отражать все подробности внутреннего уклада и трудовых операций муравейника, и поэтому его объем должен быть чрезмерно большим при любом способе кодирования этой информации.
А в традиционно принимаемой схеме управления поведением муравьиной семьи этот набор должен размещаться полностью или в значительной своей части в каждом муравье.
Но поместить его в крошечной нервной системе отдельного муравья просто негде.
Кроме того, координация коллективных действий десятков и сотен тысяч жителей муравейника с необходимостью требует наличия некоторого управляющего центра. Это требование еще более затрудняет объяснение жизни муравейника на основе инстинктивных реакций каждого отдельного муравья. И особенно трудно такое объяснение найти для тех действий муравейника как целого «организма», которые связаны с оценками некоторых средних параметров, как его, так и окружающей среды.
Не видно, как отдельный муравей может получать такую усредненную информацию, а она совершенно необходима для поддержания гомеостаза с окружением.
Представляется, что гипотеза, которая разрешает эти затруднения с точки зрения внешней по отношению к мирмекологии, имеет право на обсуждение. Такая гипотеза, которая базируется на данных, полученных мирмекологией, и использует идеи computer science и теории управления, формулируется и обосновывается ниже.
Сложность жизненного уклада муравьиной семьи удивляет даже специалистов, а для непосвященных вообще представляется волшебством.
Муравейник как единый объект — в высшей степени рациональное и умелое существо, которое очень эффективно использует имеющиеся у него крайне ограниченные средства для поддержания своей жизнедеятельности. Он хорошо адаптируется не только к циклическим изменениям окружающей среды (смена времен года и времени суток), но и к ее случайным возмущениям (перемены погоды, повреждения за счет внешних воздействий и т. п.). [1]
Муравьиная семья имеет строгую внутреннюю структуру с четко установленными ролями каждого муравья, которые могут меняться с его возрастом, а могут быть постоянными. Организационная структура муравейника позволяет гибко реагировать на любое возмущение и выполнять все требующиеся работы, оперативно привлекая для их выполнения необходимые трудовые ресурсы.
Муравьи живут на Земле около 200 миллионов лет, но не утратили приспособительной динамики и быстро и прочно вживаются в принципиально новые условия обитания. Прекрасный пример этого — городские муравьи, которые во многих городах живут практически в каждом доме.
Суммарный вес муравьев всех видов, а их всего около десяти тысяч, больше веса всех земных млекопитающих. Это дает хорошее представление об их численности.
Поведение муравьиной семьи поражает высоким интеллектуальным уровнем своей деятельности.
Муравьи, например, успешно занимаются «животноводством», разводя тлей. Выделения тлей, так называемая падь, служит для муравьев одним из источников пищи, богатой углеводами. Они регулярно «доят» тлей и муравьи-«фуражиры» в особых зобиках собирают падь, чтобы кормить ею остальных муравьев.
При этом муравьи активно заботятся о тлях. Они защищают их от вредителей и нападений других насекомых, переносят на наиболее подходящие участки растения-«пастбища», строят навесы для защиты от солнца, на зиму уносят тлей-самок в теплый муравейник. Муравьи — умелые «животноводы», поэтому в опекаемых ими колониях тлей скорость развития и размножения значительно выше, чем в «самостоятельных» колониях того же вида.
У некоторых видов муравьев заметную долю кормов составляют зерна различных трав. Они собирают их и хранят в специальных сухих хранилищах своих гнезд. Перед едой эти семена очищаются от кожуры и измельчаются в муку. Мука смешивается со слюной насекомых-кормильцев, и это тесто скармливается личинкам. Принимаются специальные меры для того, чтобы обеспечить сохранность зерна при длительном хранении. Так, например, после дождей семена выносятся из хранилища на поверхность и там сушатся.