macroevolution (![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
macroevolution) wrote2016-12-13 12:30 am
macroevolution) wrote2016-12-13 12:30 am
Модель эволюции разумных существ
Я уже пару раз выкладывал в ЖЖ какие-то свои недоработанные идейки, из которых потом что-нибудь путное либо получалось, либо нет. Попробую еще раз. Должен предупредить:
1) Модель еще толком не исследована. Собственно, в таком виде я ее только сегодня запрограммировал, а первую версию сделал вчера. Я понимаю, что всё спорно, что всё на самом деле не так просто, что надо бы учесть еще то и это и пятое и десятое... правда, тогда модель получится громоздкой и неудобопонимаемой, а значит, фактически бесполезной (для меня по крайней мере). В общем, набрасываться с резкой критикой на эту модель и допущения, лежащие в ее основе, конечно, можно, но, как бы это сказать... слишком просто, что ли. Ведь на самом деле всё, как мы знаем, сложнее.
2) Я категорически против идеи о необходимости улучшать человеческую природу варварскими методами, и не надо мне приписывать всякую чушь. Я думаю, надо развивать науку и думать, как справиться с проблемами, не поступаясь принципами гуманизма. Иначе цель, мягко говоря, не оправдает средства.
3) Всякая модель - это игрушка, но хорошая модель - это игрушка познавательная. Мы просто проверяем, "что будет, если".
Модель биосоциальной эволюции общества разумных существ.
В основе модели лежит следующая идея. В генофонде популяции существуют аллели, способствующие развитию у человека тех или иных способностей, которые обычно считаются хорошими и полезными: будь то способности к решению тех или иных задач, к живописи, педагогике или политике. Условно назовем эти аллели «генами одаренности». Иногда такие аллели возникают заново в результате мутаций. Их частоты могут меняться под действием отбора. Дрейфом для простоты пренебрежем. Будем считать, что рост или уменьшение частот этих аллелей определяется отбором. Как работает отбор – будет сказано ниже. Первая переменная в модели:
T (врожденные таланты, «гены одаренности») – частота встречаемости в генофонде «генов одаренности». Задается изначальный уровень (To = 0), а затем в ходе работы модели он может меняться без ограничений, в том числе уходить в минус – это будет просто значить, что частота соответствующих аллелей стала ниже исходной.
Сами по себе врожденные способности еще не гарантируют, что человек добьется успеха в жизни. Тут многое будет зависеть от устройства общества. Если в обществе всё устроено справедливо, если хорошо работают «социальные лифты», если у всех людей - равные возможности реализации своих талантов, то при наличии талантов человек непременно добьется высокого статуса (статус напрямую не моделируется, но подразумевается). Например, человек с врожденными способностями к педагогике станет успешным и уважаемым педагогом, к политике – политиком, к живописи – живописцем. В результате будет сильная положительная корреляция между наличием у человека «генов одаренности» и его социальным статусом. Если же общество несправедливое, жестко стратифицированное, без эффективных социальных лифтов, то связь между статусом и талантами будет слабее – вплоть до полного отсутствия корреляции. Например, ребенок с хорошими математическими способностями не станет математиком, потому что родился в семье бедного сапожника, а бездарный сынок лорда по блату займет вакантное место профессора математики. Итак, вот наша вторая переменная:
L (лифты, «справедливость» общественного устройства). Меняется от 0 (таланты вообще не помогают добиваться высокого статуса) до 1 (талант гарантирует приобретение высокого статуса). Изначальное значение Lо = 1, потому что можно допустить, что в бесклассовом, бедном и простом «первобытном» обществе статус человека зависел в первую очередь от его личных качеств, в том числе – врожденных способностей (к усвоению охотничьих навыков и к изобретению новых, к примирению разругавшихся сородичей, к изготовлению красивых бифасов и т.д.)
Теперь подумаем о том, как статус связан с приспособленностью (эффективностью размножения). Есть данные, указывающие на то, что в наши дни люди с высоким статусом размножаются в среднем хуже, чем люди с низким статусом. Но это не всегда было так: еще лет 300 назад, судя по всему, было наоборот: лучше размножались люди с высоким статусом (богатые крестьяне лучше бедных, успешные сапожники лучше сапожников-неудачников и т.д.). С третьей стороны, в Римской Империи элита тоже очень плохо размножалась, богатые дамы не хотели портить себе фигуру беременностью и родами, предпочитали заводить вместо детей домашних животных. Таким образом, есть основания предполагать, что люди, добившиеся высокого статуса, могут, в зависимости от общественного устройства и традиций, образования, доступности средств контрацепции и т.п. подвергаться либо положительному, либо отрицательному отбору (т.е. размножаться либо лучше, либо хуже людей с низким статусом). И вот наша третья переменная:
I (impact of status on Darwinian fitness): характер зависимости эффективности размножения (дарвиновской приспособленности) от социального статуса. Меняется от -1 (зависимость резко отрицательная) до +1 (зависимость резко положительная).
Самая главная идея предлагаемой модели заключается в том, что динамика изменений T зависит от комбинации значений L и I совершенно определенным, очевидным, но при этом весьма примечательным способом. Если значения L и I большие, то будет сильный положительный отбор по талантам, и T будет расти. Чем ближе величина L к нулю, тем отбор слабее. А при отрицательном I отбор становится отрицательным, причем он тоже наиболее силен при высоком L и слабеет при снижении L (см. рисунок).
Рис. 1. Отбор, которому подвергаются «гены одаренности» при разных значениях I и L.
Все эти долгие объяснения умещаются в одно уравнение:
dT/dt = K1*L*I,
где K1 – константа скорости эволюции, которую можно задавать произвольно в ходе работы с моделью.
Теперь осталось придумать, от чего зависят L и I. Для этого вводится четвертая (и последняя) переменная:
E (level of economical, educational, scientific & technological development of the society). Эта величина отражает уровень развития общества, включая экономику (богатство - что-то вроде ВВП на душу населения, в добытых мамонтах или в условных долларах), культурный багаж (включая способы охоты на мамонта и всю прочую науку и технологии), а также развитость системы образования.
Изначально я хотел отделить экономику от науки-образования и ввел две отдельные переменные. И даже запрограммировал такую модель и посмотрел, как она себя ведет. Однако потом я пришел к выводу, что модель станет проще, а ее поведение не станет менее интересным (но зато станет легче анализируемым), если слить экономическое и культурное развитие в один общий параметр.
Величина E ведет себя так:
dE/dt = K2*T*L*E
Здесь предполагается, что культурно-социально-научно-экономический прогресс общества определяется, во-первых, наличием у людей талантов (T), во-вторых, возможностью эти таланты реализовать (L), в-третьих, уже достигнутым уровнем развития, E (это общепринятая идея: на базе развитой культуры легче создавать новые культурные ценности, чем на базе неразвитой культуры).
Динамика величины L зависит от E. Зависимость «пороговая». Пока величина E мала, L остается равной 1 (нет собственности, нет классов, сохраняется «первобытное равенство»). Затем, начиная с некого порогового значения E, общество стратифицируется, появляется классовое деление, рабство и прочие ужасы, возникают проблемы с социальными лифтами: L снижается, в пределе – до 0. Но если общество станет очень богатым и развитым, то L снова увеличивается, в пределе – до 1 (в богатых высокоразвитых странах начинается движение в сторону «равных возможностей» и улучшается работа социальных лифтов).
По мере роста E величина L в какой-то момент начинает снижаться, а затем, если E продолжает расти, то в конце концов L тоже начинает расти.
Динамика I тоже зависит от E. Исходно высокий статус, как у всех нормальных социальных животных, дает репродуктивное преимущество. Но при каком-то уровне общественного богатства, просвещения и развития медицины люди, добившиеся высокого статуса (или стремящиеся к этому) начинают понимать, что деторождение – весьма обременительное занятие. Они начинают «планировать семью», и их дарвиновская приспособленность катится вниз. При этом богатое общество щедро заботится о людях с низким статусом, подкармливая их, выдавая пособия, обеспечивая медобслуживанием. В результате рождаемость (и выживаемость потомства) у людей с низким статусом становится выше, чем у людей с высоким статусом: I уходит в отрицательную область.
По мере роста Е величина I в какой-то момент начинает снижаться, и если E продолжает рост, то снижается вплоть до минимально допустимого значения -1.
Рис. 2. Блок-схема модели.
Сначала я опробовал модель, в которой не было самоподдерживающегося роста E (общественный прогресс не мог стимулировать сам себя непосредственно). Там еще было 5 переменных: отдельно рассматривались «богатство» и «образование». Такая модель тоже довольно интересна. Она, в зависимости от параметров, либо плавно выходит на стабильное состояние, после чего все переменные остаются неизменными (рост T, естественно, тоже останавливается), либо существует в колебательном режиме, причем колебаться могут либо все переменные вместе, либо все, кроме T (T почти не колеблется, а все остальные колеблются с большой частотой и амплитудой). Характерная особенность: эволюция практически всегда кончалась тем, что I стабилизировалось на близком к нулю уровне, что соответствует отсутствию отбора по «генам одаренности». После этого переставало меняться T, и все остальные показатели тоже стабилизировались (или колебались вокруг неизменного среднего).
Но у этой модели было два недостатка. Во-первых, рост E (которое тогда представляло собой две разные переменные) автоматически останавливался практически сразу после прекращения роста T. Т.е. общественное развитие более или менее тупо следовало за уровнем врожденных талантов и не было никакой «культурной инерции». Это, очевидно, не соответствует действительности. Ясно, что культурное развитие в реальном обществе может долго продолжаться после прекращения биологической эволюции: оно подпитывает само себя. Во-вторых, вследствие этого E никогда не могла достигнуть порога, после которого снова начинается рост L. То есть до торжества справедливости в богатом обществе дело не доходило: ситуация стабилизировалось в том диапазоне значений E, который соответствует отрицательному влиянию E на L, т.е. общество зависало где-то между «первобытным равенством» и «несправедливым классовым обществом с плохими социальными лифтами».
Внимательно посмотрев на всё это, я решительно объединил богатство с образованием в одну переменную E, и ввел в ее уравнение ссылку на саму себя, т.е. самоподдерживающийся рост.
Модель сразу стала вести себя гораздо интереснее и более похоже на то, как (в моем представлении) на самом деле должно эволюционировать общество разумных существ.
Я пока прогнал модель только один раз с неким от фонаря взятым наборром входных параметров. Вот результат:
Кстати, здесь показано только начало: в дальнейшем первые три параметра продолжают более или менее апатично колебаться, а E дает всплески переменной величины и в конце концов все-таки улетает в заоблачную высь. Как бы нам добраться до этого этапа эволюции?
Разберемся, что происходит в модели в самом первом «цикле», до первого краха цивилизации (а вы ведь понимаете, что резкое снижение E почти до исходного уровня – это цивилизационная катастрофа, чудовищный коллапс и возврат в пещеры?)
ПРОДОЛЖЕНИЕ В СЛЕДУЮЩЕЙ ЗАПИСИ
1) Модель еще толком не исследована. Собственно, в таком виде я ее только сегодня запрограммировал, а первую версию сделал вчера. Я понимаю, что всё спорно, что всё на самом деле не так просто, что надо бы учесть еще то и это и пятое и десятое... правда, тогда модель получится громоздкой и неудобопонимаемой, а значит, фактически бесполезной (для меня по крайней мере). В общем, набрасываться с резкой критикой на эту модель и допущения, лежащие в ее основе, конечно, можно, но, как бы это сказать... слишком просто, что ли. Ведь на самом деле всё, как мы знаем, сложнее.
2) Я категорически против идеи о необходимости улучшать человеческую природу варварскими методами, и не надо мне приписывать всякую чушь. Я думаю, надо развивать науку и думать, как справиться с проблемами, не поступаясь принципами гуманизма. Иначе цель, мягко говоря, не оправдает средства.
3) Всякая модель - это игрушка, но хорошая модель - это игрушка познавательная. Мы просто проверяем, "что будет, если".
Модель биосоциальной эволюции общества разумных существ.
В основе модели лежит следующая идея. В генофонде популяции существуют аллели, способствующие развитию у человека тех или иных способностей, которые обычно считаются хорошими и полезными: будь то способности к решению тех или иных задач, к живописи, педагогике или политике. Условно назовем эти аллели «генами одаренности». Иногда такие аллели возникают заново в результате мутаций. Их частоты могут меняться под действием отбора. Дрейфом для простоты пренебрежем. Будем считать, что рост или уменьшение частот этих аллелей определяется отбором. Как работает отбор – будет сказано ниже. Первая переменная в модели:
T (врожденные таланты, «гены одаренности») – частота встречаемости в генофонде «генов одаренности». Задается изначальный уровень (To = 0), а затем в ходе работы модели он может меняться без ограничений, в том числе уходить в минус – это будет просто значить, что частота соответствующих аллелей стала ниже исходной.
Сами по себе врожденные способности еще не гарантируют, что человек добьется успеха в жизни. Тут многое будет зависеть от устройства общества. Если в обществе всё устроено справедливо, если хорошо работают «социальные лифты», если у всех людей - равные возможности реализации своих талантов, то при наличии талантов человек непременно добьется высокого статуса (статус напрямую не моделируется, но подразумевается). Например, человек с врожденными способностями к педагогике станет успешным и уважаемым педагогом, к политике – политиком, к живописи – живописцем. В результате будет сильная положительная корреляция между наличием у человека «генов одаренности» и его социальным статусом. Если же общество несправедливое, жестко стратифицированное, без эффективных социальных лифтов, то связь между статусом и талантами будет слабее – вплоть до полного отсутствия корреляции. Например, ребенок с хорошими математическими способностями не станет математиком, потому что родился в семье бедного сапожника, а бездарный сынок лорда по блату займет вакантное место профессора математики. Итак, вот наша вторая переменная:
L (лифты, «справедливость» общественного устройства). Меняется от 0 (таланты вообще не помогают добиваться высокого статуса) до 1 (талант гарантирует приобретение высокого статуса). Изначальное значение Lо = 1, потому что можно допустить, что в бесклассовом, бедном и простом «первобытном» обществе статус человека зависел в первую очередь от его личных качеств, в том числе – врожденных способностей (к усвоению охотничьих навыков и к изобретению новых, к примирению разругавшихся сородичей, к изготовлению красивых бифасов и т.д.)
Теперь подумаем о том, как статус связан с приспособленностью (эффективностью размножения). Есть данные, указывающие на то, что в наши дни люди с высоким статусом размножаются в среднем хуже, чем люди с низким статусом. Но это не всегда было так: еще лет 300 назад, судя по всему, было наоборот: лучше размножались люди с высоким статусом (богатые крестьяне лучше бедных, успешные сапожники лучше сапожников-неудачников и т.д.). С третьей стороны, в Римской Империи элита тоже очень плохо размножалась, богатые дамы не хотели портить себе фигуру беременностью и родами, предпочитали заводить вместо детей домашних животных. Таким образом, есть основания предполагать, что люди, добившиеся высокого статуса, могут, в зависимости от общественного устройства и традиций, образования, доступности средств контрацепции и т.п. подвергаться либо положительному, либо отрицательному отбору (т.е. размножаться либо лучше, либо хуже людей с низким статусом). И вот наша третья переменная:
I (impact of status on Darwinian fitness): характер зависимости эффективности размножения (дарвиновской приспособленности) от социального статуса. Меняется от -1 (зависимость резко отрицательная) до +1 (зависимость резко положительная).
Самая главная идея предлагаемой модели заключается в том, что динамика изменений T зависит от комбинации значений L и I совершенно определенным, очевидным, но при этом весьма примечательным способом. Если значения L и I большие, то будет сильный положительный отбор по талантам, и T будет расти. Чем ближе величина L к нулю, тем отбор слабее. А при отрицательном I отбор становится отрицательным, причем он тоже наиболее силен при высоком L и слабеет при снижении L (см. рисунок).
Рис. 1. Отбор, которому подвергаются «гены одаренности» при разных значениях I и L.
Все эти долгие объяснения умещаются в одно уравнение:
dT/dt = K1*L*I,
где K1 – константа скорости эволюции, которую можно задавать произвольно в ходе работы с моделью.
Теперь осталось придумать, от чего зависят L и I. Для этого вводится четвертая (и последняя) переменная:
E (level of economical, educational, scientific & technological development of the society). Эта величина отражает уровень развития общества, включая экономику (богатство - что-то вроде ВВП на душу населения, в добытых мамонтах или в условных долларах), культурный багаж (включая способы охоты на мамонта и всю прочую науку и технологии), а также развитость системы образования.
Изначально я хотел отделить экономику от науки-образования и ввел две отдельные переменные. И даже запрограммировал такую модель и посмотрел, как она себя ведет. Однако потом я пришел к выводу, что модель станет проще, а ее поведение не станет менее интересным (но зато станет легче анализируемым), если слить экономическое и культурное развитие в один общий параметр.
Величина E ведет себя так:
dE/dt = K2*T*L*E
Здесь предполагается, что культурно-социально-научно-экономический прогресс общества определяется, во-первых, наличием у людей талантов (T), во-вторых, возможностью эти таланты реализовать (L), в-третьих, уже достигнутым уровнем развития, E (это общепринятая идея: на базе развитой культуры легче создавать новые культурные ценности, чем на базе неразвитой культуры).
Динамика величины L зависит от E. Зависимость «пороговая». Пока величина E мала, L остается равной 1 (нет собственности, нет классов, сохраняется «первобытное равенство»). Затем, начиная с некого порогового значения E, общество стратифицируется, появляется классовое деление, рабство и прочие ужасы, возникают проблемы с социальными лифтами: L снижается, в пределе – до 0. Но если общество станет очень богатым и развитым, то L снова увеличивается, в пределе – до 1 (в богатых высокоразвитых странах начинается движение в сторону «равных возможностей» и улучшается работа социальных лифтов).
По мере роста E величина L в какой-то момент начинает снижаться, а затем, если E продолжает расти, то в конце концов L тоже начинает расти.
Динамика I тоже зависит от E. Исходно высокий статус, как у всех нормальных социальных животных, дает репродуктивное преимущество. Но при каком-то уровне общественного богатства, просвещения и развития медицины люди, добившиеся высокого статуса (или стремящиеся к этому) начинают понимать, что деторождение – весьма обременительное занятие. Они начинают «планировать семью», и их дарвиновская приспособленность катится вниз. При этом богатое общество щедро заботится о людях с низким статусом, подкармливая их, выдавая пособия, обеспечивая медобслуживанием. В результате рождаемость (и выживаемость потомства) у людей с низким статусом становится выше, чем у людей с высоким статусом: I уходит в отрицательную область.
По мере роста Е величина I в какой-то момент начинает снижаться, и если E продолжает рост, то снижается вплоть до минимально допустимого значения -1.
Рис. 2. Блок-схема модели.
Сначала я опробовал модель, в которой не было самоподдерживающегося роста E (общественный прогресс не мог стимулировать сам себя непосредственно). Там еще было 5 переменных: отдельно рассматривались «богатство» и «образование». Такая модель тоже довольно интересна. Она, в зависимости от параметров, либо плавно выходит на стабильное состояние, после чего все переменные остаются неизменными (рост T, естественно, тоже останавливается), либо существует в колебательном режиме, причем колебаться могут либо все переменные вместе, либо все, кроме T (T почти не колеблется, а все остальные колеблются с большой частотой и амплитудой). Характерная особенность: эволюция практически всегда кончалась тем, что I стабилизировалось на близком к нулю уровне, что соответствует отсутствию отбора по «генам одаренности». После этого переставало меняться T, и все остальные показатели тоже стабилизировались (или колебались вокруг неизменного среднего).
Но у этой модели было два недостатка. Во-первых, рост E (которое тогда представляло собой две разные переменные) автоматически останавливался практически сразу после прекращения роста T. Т.е. общественное развитие более или менее тупо следовало за уровнем врожденных талантов и не было никакой «культурной инерции». Это, очевидно, не соответствует действительности. Ясно, что культурное развитие в реальном обществе может долго продолжаться после прекращения биологической эволюции: оно подпитывает само себя. Во-вторых, вследствие этого E никогда не могла достигнуть порога, после которого снова начинается рост L. То есть до торжества справедливости в богатом обществе дело не доходило: ситуация стабилизировалось в том диапазоне значений E, который соответствует отрицательному влиянию E на L, т.е. общество зависало где-то между «первобытным равенством» и «несправедливым классовым обществом с плохими социальными лифтами».
Внимательно посмотрев на всё это, я решительно объединил богатство с образованием в одну переменную E, и ввел в ее уравнение ссылку на саму себя, т.е. самоподдерживающийся рост.
Модель сразу стала вести себя гораздо интереснее и более похоже на то, как (в моем представлении) на самом деле должно эволюционировать общество разумных существ.
Я пока прогнал модель только один раз с неким от фонаря взятым наборром входных параметров. Вот результат:
Кстати, здесь показано только начало: в дальнейшем первые три параметра продолжают более или менее апатично колебаться, а E дает всплески переменной величины и в конце концов все-таки улетает в заоблачную высь. Как бы нам добраться до этого этапа эволюции?
Разберемся, что происходит в модели в самом первом «цикле», до первого краха цивилизации (а вы ведь понимаете, что резкое снижение E почти до исходного уровня – это цивилизационная катастрофа, чудовищный коллапс и возврат в пещеры?)
ПРОДОЛЖЕНИЕ В СЛЕДУЮЩЕЙ ЗАПИСИ
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
Page 2 of 3