Сергей Толкачев - Активные данные. Философское программирование

Традиционная специализация, как в науке, так и в инженерном деле, разделяет профессионалов на узкие, проблемно-ориентированные группы. Один из первых на это обратил внимание основоположник кибернетики Н. Винер: «В настоящее же время лишь немногие ученые могут назвать себя или математиками, или физиками, или биологами, не прибавляя к этому дальнейшего ограничения… Именно такие пограничные области науки открывают перед надлежаще подготовленным исследователем богатейшие возможности. Но изучение таких областей представляет и наибольшие трудности… Очевидно также, что если физиолог, не знающий математики, работает вместе с математиком, не знающим физиологии, то физиолог не в состоянии изложить проблему в выражениях, понятных математику; математик, в свою очередь, не сможет дать совет в понятной для физиолога форме.»

В этой книге мы будем использовать знания из самых различных областей: биологии, математики, физики, музыки… Интерпретировать эти знания будет некий виртуальный любопытный программист, иногда поверхностно и разносторонне наивно, иногда профессионально глубоко, но всегда с целью понять суть, методы и практику программирования, и всегда готовый поделиться своими открытиями с другими. Программист, который немножко дилетант во всем, кроме своей профессии, решая задачи из самых разнообразных предметных областей, научился разбираться в каждой из них в достаточной степени, для того чтобы понимать основы, специальную лексику и оценивать результаты, по крайней мере, на уровне здравого смысла.

Есть одна область, в которой программы, не только помогают передавать знания от одной системы к другой, но и служат основой для эволюции огромного биологического мира. Поразительно, как похожи машинные коды, которые исполняются в компьютерах, и биологические программы или молекулы ДНК, которые интерпретируются внутри клетки, копируются, модифицируются и передаются другим клеткам! И вполне вероятно, что это сходство не случайно. В середине прошлого века, когда компьютеров ещё не было и их нужно было придумать, один из основателей, заложивший архитектуру вычислительных машин на многие годы вперед, которая так и называется «Архитектура фон Неймана», в своей работе по структуре ЭВМ прямо ссылается на биологические модели нейронов, как прототип вычислительных элементов.

Математические и инженерные принципы компьютерного программирования общеизвестны и понятны, а вот биологическое программирование, которое лежит в основе репродукции клеток, соединения нейронов, функционирования головного мозга и других биологических систем, всё ещё остается областью начальных знаний. Но даже эти первичные знания о том, как функционируют клетки, можно применить для построения прикладных решений, реализуемых в вычислительных системах и при этом, такие решения могут оказаться хорошей основой для новых архитектур компьютеров и программного обеспечения.

Чем больше мы узнаём о природе биологических систем, о том, как происходит накопление и обмен знаниями, тем шире раздвигаются границы программирования. И хотя мы пока очень далеки от полного понимания того как работает код ДНК, и скорее всего никогда его не достигнем, можно предположить, что самая первая программа появилась на Земле приблизительно три миллиарда лет назад. И если немного пофантазировать вместе с древними греками, произойти это могло вот так:

Давным-давно возникла в мире Любовь, и соединились Мать-Земля и Создатель-Уран. Изверглись вулканы, вздыбилась магма, образовались моря и континенты. И оплодотворил Уран Землю – Жизнью. Или, используя современную терминологию, запустил Создатель на репродуктивном интерпретаторе Рибосоме, программу первоначальной загрузки ДНК, способную модифицировать свой код, посредством РНК. С тех пор и развивается на нашей Земле Жизнь, в самых разнообразных формах. Будь то животное или микроб в природе, дерево или трава в лесу, брат или сестра в семье – все они равны перед своими прародителями, но также все они и разные между собой. Так задумал Создатель и так воплотила его желание Мать Земля…

Можно даже попробовать вообразить этого Создателя – Великого Программиста, который сотворил ДНК и Рибосому, загрузил их внутрь первичной самовоспроизводящейся клетки, запустил механизм размножения, и в результате последующих итераций появились и мы, и всё живое, что нас окружает. Хотя вполне вероятно, что всё было решительно иначе, никакого Великого Программиста изначально не было, и вся эта красота получилась из случайного соединения молекул. Но что бы ни произошло тогда на Земле, есть некоторые основания утверждать, что жизнь есть следствие глобального биологического программирования. Система биологических программ, которая имеется в каждой клетке и в каждом вирусе, в процессе фантастически огромного количества компиляций и интерпретаций, под воздействием различных мутирующих факторов, породила всё многообразие живых организмов, которые продолжают эволюционировать, с каждой очередной интерпретацией копии программы ДНК на Рибосоме. А когда пришло время, то и Человек, в свою очередь, сотворил и компьютер, и программирование, которые являются естественным продолжением своих биологических прототипов. И чем закончится эволюция компьютеров – кто знает?

Грезят на подобные темы не только программисты. Странные картины мира привычны также и физикам, например у Р. Фейнмана, вселенная – это «атомы с сознанием, материя с любопытством.» . А если уж продолжить фантазировать вместе с физиками совсем по-настоящему, то можно представить себе модель рекуррентного Создателя . Ведь когда один Создатель породил итеративный процесс, который привел к появлению другого Создателя, и тот, в свою очередь, породил следующий итеративный процесс, который… А что, если был Создатель, который придумал язык, в котором алфавит состоит из атомов (см. таблицу Менделеева), а слова-молекулы образуются путем многомерной конкатенации букв этого алфавита. Затем, с помощью первоначальной загрузки (Большой Взрыв), он запустил универсальный процесс, и в результате из физического алфавита и слов, образуются молекулярные предложения, из которых и получается ВСЁ , что с точки зрения конструктивного программиста, вполне логичная система рекуррентных отношений. И вернувшись к своей программе, конструктивный программист добавил к ней ещё одну строчку, ещё одну маленькую итерацию к процессу Великой Эволюции, и кто знает, может быть, когда-то нечто подобное делал другой Программист? – «Но довольно…»

Последние два слова – пример того, как глубоко различны все мы в восприятии и понимании! Этими словами заканчивается знаменитый монолог Гамлета в переводе Б. Пастернака и у того, кто читал и помнит эту версию, они определённо вызовут какую-нибудь, возможно, что и весьма глубокую, ассоциацию . Но для того, кто не читал или не помнит, реакция после прочтения этих двух слов будет совсем другой. Слово всё в начале этой главы, вместе со словом ВСЁ в конце, объединяют не логика, а принципиально иные по своей природе, глубокие ассоциативные связи, о которых и пойдет речь в этой книге.