Чтение онлайн

Другими словами, утверждается, что вся конкретная деятельность в муравейнике происходит под управлением локальной информации, которая получается и перерабатывается одним муравьем или малой группой. И хотя в приведенной выше цитате присутствует понятие семьи, из текста не видно, как ее интегральные потребности передаются муравью. Потребность в пище, холод и т. п. — это индивидуальные ощущения муравья, которые не обязательно характеризуют потребности муравейника в целом. Так, например, ощущение холода или тепла характеризует лишь локальные условия в той точке, где находится муравей, и могут не совпадать с тепловыми условиями в других частях муравейника.

Сторонники теории «самоорганизации муравьиной семьи» не учитывают того, что процесс самоорганизации — это процесс проб и ошибок, это поиски наощупь и только простейшие задачи решаются здесь достаточно быстро. Часто при доказательстве возможностей самоорганизации ссылаются на процесс эволюции, в которых переход от низших форм организации к высшим идет как бы «сам собой». Дествительно, для эволюционного процесса нет необходимости в постулировании какого-либо управляющего центра, но необходимо учитывать, что это очень длительный и неторопливый процесс. И длительность его только частично связана с относительно медленной сменой поколений. Главной причиной длительности процесса эволюции — ее «неуправляемость» и необходимость многочисленных проб.

Так называемые «эволюционные тупики» — это как раз и есть результаты таких проб.

Недаром говорят, что «эволюция слепа» — слеп любой процесс самоорганизации. Это совсем не означает, что он не может получить требуемый результат — просто результат получается после многих неудачных попыток.

Динамичные процессы жизни муравейника, в которых принимают участия сотни, тысячи и десятки тысяч муравьев уже только по своим временным характеристикам не могут быть процессами самоорганизации. Координировать сложную жизнь муравейника без централизованного контроля параметров этой жизни, доверяя принятие решения отдельным муравьям, также невозможно, как нельзя доверить управление железнодорожным движением машинистам, сидящим в кабинах своих локомотивов.

Строительство термитника с точки зрения организации работ ничуть не проще строительства высотного дома. И несмотря на то, что интеллектуальный уровень строительного рабочего неизмеримо выше интеллектуального уровня термита, возведение небоскреба немыслимо без сложной централизованной системы контроля и управления строительством и никто не может вести его, полагаясь только на самостоятельные решения строительных рабочих.

Гипотеза «распределенного мозга» просто и наглядно объясняет и проявления личной инициативы муравьев, и способность сообщества к проведению сложных работ с участием тысяч работников. Набор «трудовых макроопераций», хранящийся в «собственном сегменте», позволяет муравью выполнять эти макрооперации самостоятельно без участия внешнего контроля. С другой стороны, «распределенный мозг» муравейника, органами чувств которого являются десятки тысяч рецепторов отдельных муравьев, хорошо представляет ситуацию, как в самом муравейнике, так и в его окрестностях. Опираясь на эту информацию, он инициирует необходимые действия муравьев, управляя выполнением соответствующих цепочек «трудовых макроопераций». Такие работы, как, например, строительство муравейника идут под непосредственным непрерывным контролем «распределенного мозга», в котором хранится как общий план муравейника, так и технология его строительства.

Р. Шовен в своей теории «смены стимулов» утверждает, что отдельный муравей действует как заранее запрограммированный автомат, отдельные программы которого по необходимости включаются семьей.

Это удивительно точное описание того, как внешне выглядит работа системы с «распределенным мозгом» и оно хорошо соответствует аналогии муравьиной семьи с вычислительной машиной, неоднократно высказываемой Р. Шовеном.

Очень интересным с точки зрения гипотезы супермозга феноменом являются так называемые «ленивые муравьи». Наблюдения показывают, что совсем не все муравьи в семье являются образцами трудолюбия. Оказывается, примерно около 20 % муравьиной семьи практически не принимают участия в трудовой деятельности — это и есть «ленивые муравьи».

Исследования этого очень интересного явления показали, что «ленивые муравьи» это не муравьи на отдыхе, которые после восстановления сил включаются в работу. Оказалось, что если удалить из семьи заметную часть «работающих» муравьев, то соответственно повышается темп работы оставшихся «работников», а «ленивые муравьи» в работу не включаются.

Поэтому их нельзя считать ни «трудовым резервом», ни «отдыхающими».

Сегодня предложено два объяснения явлению «ленивых муравьев». В первом предполагается, что «ленивые муравьи» — это своеобразные «пенсионеры» муравейника — состарившиеся муравьи, неспособные к активной трудовой деятельности. Второе — еще проще: это просто муравьи, которые почему-то не хотят работать.

Так как других, более убедительных, объяснений нет, считаю, что имею право на еще одно объяснение. Для любой распределенной системы обработки информации, — а супермозг является одним из видов таких систем, — одной из основных проблем является обеспечение надежности системы.

Вообще, для любой сложной системы повышение надежности — задача первоочередная. Для супермозга же эта задача жизненно важна. Основу любой системы обработки информации представляет ее программное обеспечение, в котором закодированы принятые в системе методы анализа данных и принятия решений. Это в равной степени справедливо и для супермозга. Наверняка его программы сильно отличаются от программ, написанных для современных вычислительных систем. Но в том или ином виде они должны существовать, и именно они ответственны за результаты работы супермозга, т. е. в конечном счете, за выживание популяции.

Но, как уже говорилось выше, программы эти и данные, которые ими обрабатываются, не хранятся в одном месте, а разбиты на множество сегментов, расположенных в отдельных муравьях.

Но даже при очень большой надежности работы каждого элемента супермозга результирующая надежность системы получается невысокой.

Так например пусть надежность работы каждого элемента (сегмента) 0.9999, т. е. сбой в его работе возникает в среднем один раз на 10.000 обращений. Это высокая надежность, и очень неожиданный результат получается, если вычислить суммарную надежность системы, состоящей из, скажем, 60.000 таких сегментов. Она оказывается меньше 0.0025, т. е. по сравнению с надежностью отдельного элемента уменьшилась в примерно в 400 раз! В теории надежности разработаны и в современной технике используются различные способы повышения надежности больших систем.

Наверняка они известны и эволюции. Например, дублирование элементов резко повышает их надежность. Так, если при той же, что и в приведенном примере, надежности элемента его дублировать, то общее количество элементов возрастет вдвое, но зато суммарная надежность системы резко возрастет и станет практически равной надежности отдельного элемента.

Если вернуться к муравьиной семье, то нужно сказать, что надежность функционирования каждого сегмента супермозга значительно ниже приведенных выше величин, хотя бы из-за малого срока жизни и большой вероятности гибели носителей этих сегментов — отдельных муравьев.

Поэтому многократное дублирование сегментов супермозга является обязательным условием его нормального функционирования. Но, кроме дублирования есть и другие способы повышения суммарной надежности системы. Дело в том, что система в целом не одинаково реагирует на сбои в разных ее элементах. Есть сбои, которые фатально сказываются на работе системы: например, когда неправильно работает программа сегмента верхнего уровня, который обрабатывает информацию от группы узлов нижнего уровня или когда из-за сбоя теряются уникальные данные, повторно получить которые невозможно. Но если сбой происходит в сегменте, результаты работы которого можно каким-либо способом исправить, то эта неполадка приводит только к некоторой задержке в получении результата.

Кстати сказать, в реальных условиях большинство результатов, которые получает супермозг, относятся именно к этой группе и только в нечастых случаях сбои приводят к тяжелым последствиям. Поэтому, кроме дублирования, надежность системы можно увеличить еще и повышением, так сказать, «физической надежности» сегментов, в которых располагаются особо важные и невосстанавливаемые программы и данные.

Исходя из того, что сказано выше, можно предположить, что именно «ленивые муравьи» являются носителями специализированных особо важных сегментов распределенного мозга. Эти сегменты могут иметь различное назначение, например, выполнять функции поддержания целостности мозга при гибели отдельных муравьев, собирать и обрабатывать информацию с сегментов нижнего уровня, обеспечивать правильную последовательность выполнения задач супермозга и т. п.