Аналитика

Врач, профессор СПбГУ академик РАН Юрий Наточин и директор Института когнитивных исследований СПбГУ член-корреспондент РАО, профессор Татьяна Черниговская представили научную работу, в которой показали: эволюция биологических систем, например водно-солевого обмена в организме позвоночных, во многом схожа с эволюцией языков — как естественных, так и искусственных.

Статья, опубликованная в последнем номере журнала Biological Communications, позволяет говорить об определенных эволюционных универсалиях.

Как рассказал Юрий Наточин, его давно интересовала идея поиска общих принципов организации разных сфер живого и неживого. Об этом, по всей видимости, задумывались еще философы прошлого — средневековому персидскому мыслителю, ученому и врачу Ибн Сине принадлежат слова: «Все, что природа накопить сумела, незримо входит и в природу тела». Для иллюстрации своей идеи о сходстве между эволюцией живого и неживого исследователи выбрали необычные примеры — почки позвоночных животных и язык как знаковую систему.

«Чтобы вы могли счастливо жить и не беспокоиться о собственном теле, в организме должна быть система, которая давала бы вам внутреннюю физиологическую свободу. Такая система называется гомеостазом. Она обеспечивает постоянство физических и химических параметров среды, которая окружает каждую клетку вашего организма. Главным органом этой системы являются почки — именно через них проходит огромное количество крови (более тонны за сутки), чтобы обеспечить идеальный состав среды, необходимый вашему организму и в первую очередь мозгу.» (Профессор СПбГУ академик РАН Юрий Наточин)

Как отмечают авторы научной статьи, принципы, заложенные в основу работы почки, можно сравнить с принципами, заложенными в основу эволюционирования языка. Такая связь прослеживается, например, если рассматривать уровни организации этих двух систем. Начальным уровнем в случае с почкой будет клетка, а в случае с языком — фонема, минимальная смыслоразличительная единица языка. Второму уровню соответствуют функциональные единицы: в языке это морфемы, в почке — нефроны. Третий уровень — органы: из нефронов строится почка, из морфем — слово. И на четвертом уровне почка включается в функциональную систему организма, где обеспечивает гомеостаз, в свою очередь слово становится частью предложения или фразы, которые выражают мысль.

Исследование также показывает, что обе системы подчиняются общим принципам эволюции. Один из них — полифункциональность: почки позвоночных животных кроме функции выделения отвечают еще за выработку гормонов. Одновременно в языке одно и то же слово может иметь сразу несколько значений. Другой пример — регресс функции: в ходе эволюции морские костистые рыбы потеряли способность производить гипоосмотическую мочу (не содержащую растворенных веществ), чтобы приспособится к переходу из пресной воды в морскую. В то же время в языке регресс функции можно увидеть на примере слов, которые полностью вышли из употребления. Есть и другие общие принципы — интенсификация, смена и замещение функций. Что интересно, подобные законы работают не только с естественными, но и искусственными языками (программирования).

«В 1956 году Л. А. Орбели сформулировал два стержневых эволюционных принципа: эволюция функций и функциональная эволюция, которую он определил как проникновение в суть того, "почему эволюционный процесс протекал так, а не иначе". К таким базовым факторам относятся физико-химические факторы эволюции функций, формирование взаимосвязи функциональных систем, становление целостности организма и развитие механизмов адаптации. Представлялось интересным посмотреть, могут ли выделяемые принципы быть применены для анализа эволюции не только биологических, но и иных информационных систем, в частности языка. Выделяемые нами принципы организованы иерархически и могут быть описаны как четыре уровня эволюции как физиологических, так и языковых систем. Отдельный интерес представляет вопрос эволюции "правил", регулирующих функционирование единиц внутри каждого уровня и взаимоотношение самих уровней. Выделение общих черт эволюции столь различных систем не может не вызывать удивление... Конечно, прогнозировать дальнейшую языковую эволюцию сложно, но важно понять, что язык — живой и постоянно меняется. Похоже, что он движется в сторону более экономных алгоритмов», — отметила Татьяна Черниговская.