Огарок во тьме. Моя жизнь в науке

Чтобы написать программу, мне требовалось всего лишь заменить старую девятигенную эмбриологию биоморфов на новый модуль трехгенной эмбриологии раковин. Все прочее оставалось без изменений. И вправду, оказалось очень просто вырастить любую раковину из любой другой – просто выбирая в каждом поколении раковину, которая больше всего была похожа на конечную цель. В те времена еще не было 3D-принтеров, а то бы я мог напечатать весь свой куб. Но пришлось обойтись тем, чтобы напечатать шесть его граней на плоских листах бумаги, которыми я обклеил картонную коробку. На цветной вклейке есть фотография: Лалла держит в руках “коробку улиток”.

Настоящая эволюция, предположительно, не ограничена в своих блужданиях по кубу – Музею всех возможных раковин. Но, как уже заметил Рауп, существует довольно много зон (точнее, объемных областей), куда хода нет: хоть математически в них все возможно, но в них не выжил ни один моллюск. Такие формы были бы нежизнеспособны. Мутанты, забредшие в такие области, где “обитают драконы”, попросту умирали. Ниже приведены четыре математически возможных жителя необитаемой области куба. Они не существуют в виде раковин – но, что занятно, существуют в виде рогов антилоп и других полорогих.

Но строго говоря, Музей всех возможных раковин – не трехмерный куб. Его можно считать кубом, только если не брать в расчет поперечное сечение растущей трубки и принять его, скажем, за круг. Я попробовал добавить к исходным трем генам четвертый, дающий разнообразные эллиптические формы вместо круга. Но реальная жизнь не склонна к такому геометрическому совершенству. Поперечное сечение многих раковин непросто определить математически (хотя в принципе это возможно), поэтому я вводил его в программу вручную. За исключением изменений в эмбриологическом модуле, программа осталась в том же виде, в ней было всего три гена, и я вывел на экране компьютера обнадеживающе реалистичную коллекцию раковин (см. ниже):

Можно ли было добавить в мою эволюционную программу новые эмбриологические модули, вдобавок к исходной эмбриологии деревьев и эмбриологии раковин? Меня давно увлекали “преобразования” Дарси Томпсона. Этот великий шотландский зоолог (см. стр. 111–112) был в числе тех, кто вдохновлял и Раупа, и, позже, меня самого в работе над раковинами. Но главным образом он был известен своими демонстрациями того, как одну биологическую форму можно превратить в другую путем математического преобразования. Это можно представить наглядно, изобразив определенную форму животного – скажем, краба Geryon — на растянутом резиновом листе. И вы обнаружите, что можете преобразовать его в разнообразные родственные формы, растягивая резину математически заданными способами. Вот как Дарси Томпсон изображает этот процесс. Вверху слева на бумаге (“резине”) в клетку изображен Geryon. Формы (увы, лишь приблизительные) пяти других крабов можно получить, растягивая координаты (“резину”) пятью разными изящными математическими способами.

Я давно и увлеченно воображал: что бы сделал Дарси Томпсон, имейся у него компьютер? Однажды я включил этот вопрос в билеты к выпускному экзамену по зоологии в Оксфорде. Кажется, его никто не выбрал – может быть, потому, что, увы, лекционный материал их к этому не готовил, а экзаменуемые предпочитают действовать наверняка (и их можно понять). И вот я решил попытаться ответить на собственный вопрос, изменив биоморфную программу. Гены теперь не управляли развитием дерева, а математически определяли растяжение виртуальной “резины” в компьютере. Как и в случае с конхоморфами, требовалось переписать лишь ядро эмбриологической схемы, остальная программа оставалась без изменений. Пошаговый отбор должен был позволить “эволюционно” пройти от Geryon до, скажем, Corystes. По примеру самого Дарси Томпсона я был готов оставить за скобками то, что все эти виды крабов – современные, ни один из них не произошел от другого. Меня захватила мысль, что родственных друг другу животных можно представить как искаженные, растянутые, перекрученные версии друг друга в великом Математическом музее всех животных.

Для этого требовалось намного лучше разбираться в математике и компьютерах, чем было по силам мне – даже если бы у меня нашлось на это время. Поэтому я принял участие в коллективной заявке на грант в Оксфорде, чтобы нанять двух программистов. Одному предстояло работать над моим проектом по Дарси Томпсону, другому – над не связанным с этим проектом по сельскому хозяйству. На “мой” проект пришел работать программистом Уилл Эткинсон, и это было все, о чем я мог мечтать.