Таких нишевых приложений можно напридумывать множество, но у крупных операторов до них вряд ли дойдут руки. То есть у малого бизнеса есть место для роста — на грустные размышления может навести лишь нацеленность приведенных примеров на зарубежные рынки…
К слову, есть и еще одно направление возможного развития, к сожалению, оставшееся вне повестки конференции, — освоение новых частотных диапазонов, а именно миллиметровых волн. Оборудование для этого диапазона уже сегодня обеспечивает скорости до нескольких гигабит в секунду, а завтра, закрепившись в локальных и персональных сетях, может стать еще и дешевым…
ТЕМА НОМЕРА: «Большая восьмерка» большого пестрого дятла
Автор: Леонид Левкович-Маслюк
Есть детские вопросы, которые не оставляют человека всю жизнь, — и я постепенно прихожу к выводу, что они-то и есть единственно важные и интересные. О чем разговаривают животные — один из таких вопросов (кто в детстве любил наблюдать за таинственной жизнью бабочек, муравьев, крабов, полевых мышей — меня поймет). Рядом с нами живут бесчисленные расы существ, абсолютно не похожих ни на нас, ни друг на друга, — а мы не знаем об их отношениях, побуждениях, переживаниях буквально ничего. Да, наверное, есть еще где-нибудь охотники-следопыты, которые могут и с лисой поговорить, и с лосем найти общий язык, — но тут другая проблема: нам, технарям и айтишникам, они уж точно об этом не расскажут, а и расскажут — так мы не поймем. Такое надо не рассказывать, а переживать. А переживание в журнал не вклеишь.
Потому так и вдохновляют встречи с учеными, исследующими эти таинственные вопросы, — ведь они не только много знают о взаимоотношениях животных, но и умеют поделиться знанием. Вот почему я отложил вечные неотложные дела и отправился на заседание Московского семинара по биоинформатике слушать доклад Владимира Фридмана с биологического факультета МГУ, исследователя «знаковых систем» животных — в частности, птиц.
Владимир — натуралист, его работа — многочасовые, регулярные, круглогодичные наблюдения за птицами в лесу, зарисовки (именно! а не фото— или видеосъемка, которая для его задач неприменима) и тому подобные занятия, мало кому сейчас знакомые. И это по-настоящему круто в эпоху тотального, стерильного, тепличного компьютерного моделирования. Мало того, Владимир еще и романтик даже среди натуралистов — он принадлежит к тем сравнительно немногочисленным исследователям поведения животных, которые склонны считать, что язык у животных все-таки есть.
Разумеется, язык этот — не язык в нашем привычном смысле, и разговор у них — это совсем не то, что разговор у нас, да и вообще они, животные, принципиально отличаются от нас во всем. Но услышав в докладе, что коммуникация в поселении дятлов сильно напоминает потоки данных в сети, где каждая птица — своего рода сервер, я был сильно заинтригован и решил подробно расспросить Владимира Фридмана о том, что же сегодняшняя наука думает о разговорах животных.
Оказывается, с далеких времен моего детства так и не удалось толком понять, как же общаются между собой муравьи…
"Еще в 1914 году, — говорит Владимир Фридман, — Джулиан Хаксли (Julian Huxley) и независимо от него Оскар Хейнрот (Oscar Heinroth) предположили, что некоторые яркие, привлекающие внимание позы и действия животных — их называют демонстрациями — не просто позы, а знаки, символизирующие определенную форму поведения.
Так возникла важная проблема этологии (науки о поведении животных), к которой относятся и мои исследования, — действительно ли экстравагантные позы животных есть элементы некоторой знаковой системы или это просто выплески энергии? Иногда мы натыкаемся на преграждающее дорогу бревно. Одно дело, если это случайно упавшее дерево, и совсем другое, если это шлагбаум; понять роль бревна можно лишь в рамках определенной системы знаков (семиотической системы). Прямой результат один и тот же: проезд закрыт. Но принципиальный вопрос для этолога: с каким из двух вариантов мы имеем дело?
Поэтому демонстрации многих видов животных изучались весьма активно, сегодня существует большой массив достоверных и очень интересных данных об этом. Однако их интерпретация сильно зависит от методологических, даже философских установок исследователя. В современной этологии демонстрации чаще всего считают лишь стимулом, воздействующим на особь-партнера без прямого физического контакта с нею, либо выражением уровня мотивации демонстранта — не более того".
В докладе вы говорили о более интересной интерпретации своих наблюдений за поведением большого пестрого дятла (Dendrocopos major).
— Изучая агрессивные и брачные демонстрации пестрых дятлов, я пришел к выводу, что их надо понимать не только как стимулы или уколы, которыми птица заставляет партнера сделать то, что ей надо. Эти демонстрации стоит рассматривать как знаки, с помощью которых в сообществе птиц циркулирует определенная информация, — и тогда мы сможем расшифровать эту информацию.
Использовав предложенный одним из наших виднейших этологов Евгением Николаевичем Пановым метод описания демонстраций животного как неких комбинаций элементарных двигательных актов (ЭДА), я разработал методику, направленную на максимально объективное выделение устойчивых структур из непрерывного потока действий и поз птицы. Обработка по этой методике результатов моих многолетних наблюдений показала, что при решении территориальных споров у больших пестрых дятлов есть ровно восемь устойчивых, дискретных вариантов демонстраций. Их, на мой взгляд, можно считать элементами знаковой системы, приспособленной для передачи определенного класса сообщений. Смысл же самих знаков крайне прост — каждый из них показывает ту или иную вероятность победы над потенциальным противником, которому знак предъявляется.
Во врезке изображены восемь территориальных демонстраций дятла, а также дан краткий рассказ о ваших наблюдениях и методе их обработки. Но что же все-таки подтверждает информационную роль этих поз?
«Натурализм»: наблюдения, обработка, выводыВладимир Фридман:
"В Лосином острове и в Павловской слободе у меня площадки с мечеными особями. Я там наблюдаю с 1984 года, круглый год (кроме периода гнездования), каждую субботу и воскресенье с утра, иногда и в будни. Наблюдения начинаются с июля-августа, когда птицы, отгнездившись и совершив гнездовые перемещения, занимают осеннюю территорию. В течение осени и зимы они дерутся, взаимодействуют, делят, переделивают территорию. А весной на этих территориях начинается образование пар. Часть образовавшихся пар гнездится в пределах зимовочных территорий, но примерно половина откочевывает и гнездится в других местообитаниях — не хвойных, а мелколиственных. В феврале, марте, апреле можно наблюдать образование пар, строительство гнезда, копуляции. В период собственно размножения — насиживания и выкармливания птенцов — наблюдения можно прервать: на этой стадии гнездового цикла особи из разных гнездовых пар не взаимодействуют, нет «горизонтальных» социальных связей внутри группировки, только между родителями и птенцами. Плохо с непрерывностью наблюдений — чаще двух-трех раз в неделю не получается. Но поскольку методика одна и та же, птицы одни и те же, то преемственность достаточно высокая.
Когда появляются новые особи, их приходится метить. У каждого дятла на его территории есть ночевочное дупло, и минут через 40—45 после захода в это дупло его можно поймать сачком, пометить и выпустить. Обычно он от стресса оправляется за сутки и на следующий день возвращается.
В большинстве случаев кузница дятлов — их база операций (кузница — это расщелина, куда птица засовывает и раздалбливает шишку сосны или ели, добывая из-под чешуек семена: ими и кормится на протяжении всей зимы). С этой суховершинной сосны дятел обозревает всю территорию, и поскольку конфликты обычно происходят на стыке участков, то, разместившись в этом месте, можно наблюдать конфликт сразу нескольких птиц. Но когда дятел быстро летит на другую часть участка взаимодействовать там с кем-то, есть риск его потерять. Чтобы понять, куда он полетит, надо обратить внимание, в какой сектор поля обзора чаще поворачивается клюв у птицы, сидящей «столбиком» (не корпус! корпус может быть отведен в сторону и прижат к стволу — это своеобразное оборонительное поведение в ситуации, когда птица опасается атаки ястреба-тетеревятника), — туда он скорее всего и слетит. Подобных хитростей много, и использовать видеоаппаратуру в такой работе очень сложно. Она хороша при стационарной установке в зоопарке или на кормушке.
Ряд фирм выпускает приборы для автоматического слежения за животными в зоопарках. Там идет видеонаблюдение, акустическая регистрация, и параллельно по заданной схеме поведение делится на акты. Далее — статистический анализ секвенций (последовательностей актов). Хорошее подручное средство. Но мне при моих наблюдениях в природе эта техника не помогает.
Когда появляются новые особи, их приходится метить. У каждого дятла на его территории есть ночевочное дупло, и минут через 40—45 после захода в это дупло его можно поймать сачком, пометить и выпустить. Обычно он от стресса оправляется за сутки и на следующий день возвращается.
В большинстве случаев кузница дятлов — их база операций (кузница — это расщелина, куда птица засовывает и раздалбливает шишку сосны или ели, добывая из-под чешуек семена: ими и кормится на протяжении всей зимы). С этой суховершинной сосны дятел обозревает всю территорию, и поскольку конфликты обычно происходят на стыке участков, то, разместившись в этом месте, можно наблюдать конфликт сразу нескольких птиц. Но когда дятел быстро летит на другую часть участка взаимодействовать там с кем-то, есть риск его потерять. Чтобы понять, куда он полетит, надо обратить внимание, в какой сектор поля обзора чаще поворачивается клюв у птицы, сидящей «столбиком» (не корпус! корпус может быть отведен в сторону и прижат к стволу — это своеобразное оборонительное поведение в ситуации, когда птица опасается атаки ястреба-тетеревятника), — туда он скорее всего и слетит. Подобных хитростей много, и использовать видеоаппаратуру в такой работе очень сложно. Она хороша при стационарной установке в зоопарке или на кормушке.
Ряд фирм выпускает приборы для автоматического слежения за животными в зоопарках. Там идет видеонаблюдение, акустическая регистрация, и параллельно по заданной схеме поведение делится на акты. Далее — статистический анализ секвенций (последовательностей актов). Хорошее подручное средство. Но мне при моих наблюдениях в природе эта техника не помогает.
Обработка наблюдений для выделения «знаков» в континууме поведения птиц состоит из следующих этапов (я не очень строго сформулирую):
а) объективно выделить демонстрации как определенные и воспроизводимые структуры действий;
б) объективно (количественно или полуколичественно) оценить устойчивость этих «значащих структур» на фоне обычных действий;
в) oпределить тип восприятия демонстраций «компетентным читателем»;
г) определить, способны ли оба участника взаимодействия адекватно использовать переданную информацию и выигрывать взаимодействия именно за счет этого (даже когда собственная мотивация птицы или «давление» стимуляции от партнера «подсказывают» принципиально иное решение);
д) когда доказано, что определенный ряд демонстраций представляет собой специализированную знаковую систему («язык»), необходимо реконструировать «синтаксис», «семантику» и «прагматику» употребления знаков в соответствующем процессе общения.
На рисунке показаны восемь территориальных демонстраций большого пестрого дятла, прошедших все этапы этого анализа. Наиболее эффективная демонстрация угрозы — №1, она обычно выполняется в центре участка, контролируемого птицей. На другом конце спектра — демонстрация отступления, №8. Предъявление демонстрации №1 выражает максимальную готовность демонстратора победить «по правилам» обмена сигналов в территориальном конфликте, №8 — готовность «свести» взаимодействие к поражению демонстратора, промежуточные демонстрации №№2—6 выражают готовность особи на тот и на другой исход, но с разной вероятностью. Вероятность «готовности сопротивляться до победы» падает, а вероятность «согласия на победу» растет в направлении от сигнала №2 к №7.
— Давайте введем аналогию — посмотрим на бокс как на систему знаков (ими можно считать разные виды ударов — джебы, хуки и т. п.). Характерные позы дятлов нам никто не мешает считать знаками того же типа. Но в этом случае действие сигнала сводится к эффекту стимула (в боксе — к воздействию удара на соперника). В случае с дятлами мы видим нечто подобное: в ответ на один сигнал противник в основном отскакивает, в ответ на другой — в основном замирает, и так далее. Но каждый удар в боксе — это не только удар, это некий сигнал о той тактике ведения боя, которую избрал противник. Удар следует отразить и затем скорректировать собственную тактику по сигналу, поданному этим ударом. Видимо, птицы сходным образом используют демонстрации в территориальных конфликтах!
Главное же обнаруживается, когда мы обратим внимание на последовательности «знаковых» поз, которые птицы демонстрируют друг другу. Они как бы выкладывают их друг перед другом, как костяшки домино. Домино как система знаков здесь более уместная аналогия, чем бокс. Именно эти последовательности передают противнику информацию о том, как он может завершить конфликт достойно — победой или поражением.
Поражение тоже достойный исход?
— В этой системе отношений победа или поражение одинаково лучше нулевого и отрицательного исхода. Нулевой исход — это обрыв взаимодействия; птицы теряют интерес друг к другу и разлетаются. Отрицательный — тоже обрыв взаимодействия, но из-за того, что птицы перестают демонстрировать и клюются до изнеможения. А серии демонстраций — это рациональный путь к победе или поражению. Играя в домино, я тоже могу разозлиться, перевернуть стол, начать лупить противника — и это будет «обрыв связи». Но проиграть в игре по правилам для животного лучше, чем получить «обрыв связи».
Более того. Демонстрации неразрывно связаны с прямыми действиями нападения и бегства — ударами, клевками и т. п. Так вот, ряд исследований показывает, что проигрывающее животное в агрессивном взаимодействии обычно больше лупит своего противника, но меньше демонстрирует. Выигрывает тот, кто сдерживает свое желание ударить, прибегая вместо этого к правильной демонстрации, дающей в случае успеха возможность безнаказанно клевать дальше!
Во время доклада один из слушателей сравнил эту систему с работой модема, который опрашивает сеть.
— Прямая аналогия, видимо, в том, что при территориальных конфликтах эти знаки вводятся в действие в определенной последовательности — сначала менее эффективные, потом — более. Отметим, что и смысл знака для особи различен в зависимости от того, показан он в начале взаимодействия или в конце. Но есть и более глубокая аналогия — она в том, что животные здесь выступают еще и как ретрансляторы некоторой системной информации, затрагивающей все сообщество, — в точности как узлы компьютерной сети.
Одна из самых важных для меня идей состоит в том, что животные могут пользоваться знаковыми системами, даже если их собственная индивидуальность (образно говоря, «ум и чувства») не участвует в этом процессе. Информация в социуме будет циркулировать и в этом случае, типичные конфликты между индивидами будут решаться, а значит, для сообщества в целом очень выгодно развивать такие знаковые системы.
Демонстрации животных я могу сравнить и с деньгами. На рынке, где имеет место столкновение миллионов эгоистических усилий продавцов и покупателей, обязательно возникают деньги. Сначала как товар (например, в Китае в давние времена были деньги в виде миниатюрных копий полезных предметов), затем как знак.
На мой взгляд, экстравагантная демонстрация совершенно бесполезна как способ животного удовлетворить свои побуждения — скажем, дать противнику в морду. Для этого его надо просто бить, а не демонстрировать. Точно так же и в ухаживании — чтобы удовлетворить сексуальное желание, надо спариваться, а не демонстрировать. Но прямое действие оказывается неэффективно. А обмен знаками оптимизирует всю систему, как деньги оптимизируют рынок.
Евгений Панов очень едко и точно разбил основные концепции классической этологии. Его книги я читал в студенческие годы, и во многом несогласие с этими книгами стимулировало мои исследования. Мне захотелось склеить те черепки, которые он оставил от классических концепций! На сайте ethology.ru Панов пишет, как его еще в 1970-х пригласили в один из биологических институтов Москвы прочитать лекцию о социальном поведении животных: "Тема эта в то время у нас в стране была для многих новой, вопросов было много, один из них был особенно замечательным: «Почему, — воскликнул маститый седовласый зоолог, — вы называете животных „социальными“? У них же нет денег!..» [Е. Н. Панов, "На острие социальной эволюции: "я" — «мы» — «они»]
Так вот, я пытаюсь показать, что знаковые системы животных представляют собой такого рода деньги — всеобщий эквивалент конкурентных усилий индивида.
Но можно ли определить, «понимает» дятел, что участвует в информационном обмене, или нет?
— Я исхожу из того, что, когда мы наблюдаем за взаимодействием животных, нам в принципе все равно, участвуют ли их рассудок (intelligence) и сознание (mind) в реакциях на демонстрации. Анализируя структуры, проводя чисто структурный анализ потока действий, потока сигналов, который возникает между особями в сообществе, мы можем выделить устойчивые и дискретные структуры, обладающие «сигнальностью», отделив их от пластичных и изменчивых действий, обслуживающих мое "я", мое «эго», мой «интеллект». Здесь я следую замечательной идее Льва Семеновича Выготского (основателя культурно-исторической школы в психологии), который в книге «Мышление и речь» писал, что речь у человека связана с социальными механизмами, отражает социальные концепты, а вот развитие интеллекта может быть прослежено и у животных и во многом определяется биологическими механизмами.