Простые правила

Для моделирования железнодорожной системы Токио во всей ее сложности японские ученые поместили пищу для физарума — овсяные хлопья — на тридцати семи отдельных кусках стекла, как раз по числу нужных узлов сети — для Токио и его тридцати шести городов-спутников. Причем количество пищи на каждом стекле было пропорционально населению соответственно расположенного города-спутника. А дальше ученые стали наблюдать, как слизевик выстраивает свою пищевую сеть. Он рос от центра (Токио) наружу, образуя из взаимосвязанных тяжей плазмодия паутину, и ее конфигурация напоминала уже существующую железнодорожную сеть. Тогда ученые расставили на экспериментальном полигоне источники света как раз в местах, где на местности имелись различные естественные препятствия вроде холмов и озер, через которые железнодорожные пути проложить невозможно, и слизевик, боящийся света, начал видоизменять свою сеть, обходя освещенные участки. Наблюдая за распространением плазмодия физарума, ученые вывели и сформулировали правила образа действий и правила отмены действий, включавшие такие пункты: 1) начинай искать пищу по всем направлениям, выбирая их случайным образом; 2) когда пища найдена, утолщай соответствующий отросток; 3) если отросток не нашел пищу, съеживай и отсекай его.

Применяя эти правила, ученые спроектировали компьютерную симуляцию, с помощью которой надеялись выявить оптимальную конфигурацию сети. Экспериментируя с такими переменными, как количество пищи на город или размер сечения отростков, ученые проверили разные формы рисунка сети, чтобы выявить, какая конфигурация будет оптимальной, — и все это без прокладки хотя бы одного километра реального железнодорожного пути. Изучая поведение организмов, сформировавшихся в результате эволюции миллионов поколений, и систематизируя их простые правила выживания, ученые смогли применить на практике накопленную за тысячелетия мудрость и спроектировать на ее основе самую передовую и эффективную транспортную сеть.

Пускай проектирование железных дорог с привлечением такой аналогии, как рост слизевика, выглядит чересчур диковинно, однако животный мир нередко вдохновляет нас на выработку простых правил. Термиты, пчелы и прочие общественные насекомые служат особенно богатым источником простых правил. Этой живности хватает коллективного разума на то, чтобы решать сложные задачи наподобие поиска новых квартир или миграции на гигантские расстояния, но, поскольку отдельная особь обладает малыми умственными способностями и ограниченным набором физических возможностей, коллективные действия таких созданий почти всегда могут быть описаны несколькими простыми правилами[212]. Так, результатами применения простых правил, позаимствованных у муравьев, многие люди могут любоваться у себя дома каждый день. Робот-пылесос Roomba, формой напоминающий пластмассовый летающий диск фрисби, только на колесиках, — самый распространенный робот в домашних хозяйствах[213]. В основе его работы лежат не сложные вычисления вроде картирования площади помещения, которое надо пропылесосить, а простые правила, позаимствованные конструкторами у муравьев, заготавливающих пропитание для муравейника. Точные правила, заложенные в механизм пылесоса Roomba, запатентованы и являются собственностью производителя, однако мы можем предположить, что они выглядят примерно так: 1) столкнувшись с объектом, сверни в сторону; 2) оказавшись в углу, кружись, пока не выедешь из него; 3) если уровень заряда снизился до критического, возвращайся на станцию подзарядки. Вот так ученые, понаблюдав за действиями умственно ограниченных существ, обитающих на земле с доисторических времен, поставляют в наши гостиные вполне футуристических помощников по хозяйству.