Как косяку рыб удаётся плавать так слаженно? И как крохотные клеточки в вашем мозге порождают сложные мысли, воспоминания и сознание, из которых складывается ваше «Я»? Это покажется странным, но на эти вопросы существует один общий ответ: эмерджентность, или спонтанное возникновение сложного поведения и функций больших групп, состоящих из простых элементов. Как и многие другие животные, рыбы собираются в группы не просто потому, что им нужна компания. Для них это вопрос выживания. Косяки рыб являются примером сложного поведения толпы, позволяющего избежать голодных хищников, так как одну рыбу легко заприметить в качестве добычи. Которая из рыб в косяке является опытным вожаком? Вообще-то, никто и все одновременно. Что это означает? Пока косяк рыб так элегантно кружится, изгибается и уворачивается от акул, что кажется, будто движения осознанны, каждая рыба в отдельности подчиняется двум основным правилам, на которые никак не влияют акулы: первое — будь рядом с соседом, но не слишком близко к нему, и второе — всё время плыви. По отдельности рыбы сосредоточены на множестве мелочей таких взаимодействий, но как только собирается много рыб, происходит невероятное. Движение каждой из них строго подчиняется новому существу — косяку, который ведёт себя особым образом. Косяк не подчиняется одной рыбе, он образуется, если достаточно рыб следуют определённым правилам. Это похоже на случайность, которая повторяется снова и снова, так действуют морские рыбы, чтобы гарантированно избежать хищников. Но не только рыбы. Эмерджентность — основное свойство многих сложных систем связанных элементов. Например, таким особым способом миллионы песчинок сталкиваются и падают друг на друга, отчего всегда возникают похожие на волны рисунки. А когда влага замерзает в атмосфере, особые связующие свойства молекул воды формируют расходящиеся лучами решётки, из которых получаются снежинки. Сложность эмерджентности состоит в том, что её работу невозможно понять, просто разобрав её на составляющие, как двигатель автомобиля. Разбор на составляющие — хороший первый шаг к пониманию сложных систем, но стоит свести косяк к отдельным рыбам, то он моментально утратит способность избегать хищников, и изучать будет больше нечего. Если свести мозг к отдельным нейронам, то вы получите нечто совсем непригодное, непохожее на то, как мы думаем или ведём себя, по крайней мере, обычно. Неважно, о чём вы думаете прямо сейчас, это происходит не в одном нейроне, где-то в уголке вашего мозга. Напротив, разум формируется в результате слаженных действий многих, очень многих нейронов. В человеческом мозге существуют миллиарды нейронов и триллионы соединительных связей между нейронами. Если разом «активировать» столь сложную систему, она будет вести себя очень странно, но этого не происходит. Как и рыба в косяке, нейроны нашего мозга подчиняются простым правилам, их деятельность в группе строится по определённым моделям, что позволяет вам, например, узнавать лица, чётко выполнять определённые задачи несколько раз и приобретать забавные черты характера, которые так нравятся в вас другим. Так каким же простым правилам подчиняется мозг? Основная функция каждого нейрона мозга — либо возбуждать, либо сдерживать другие нейроны. Если соединить несколько нейронов в простую цепь, можно создать ритмические структуры активности, контуры обратной связи, которые наращивают или гасят сигнал, синхронизируют работу органов чувств и растормаживание, при которых два подавляющих нейрона могут активировать другой нейрон, устранив подавляющие рамки. Чем больше соединяется нейронов, в сети возникают всё более сложные модели активности. Наконец по-разному взаимодействует столько нейронов, что в системе возникает хаос. Траекторию деятельности сети трудно объяснить простыми короткими цепями, о которых мы говорили раньше. Но даже из этого хаоса начинают проступать системы, которые возникают снова и снова и воспроизводят друг друга. В определённый момент эмерджентные модели деятельности становятся настолько сложны, что их начинает интересовать природа собственного происхождения, не говоря уже об эмерджентности. Что присуще феномену эмерджентности в системах различных масштабов, так это те же свойства, что мы находим у рыб: для эмерджентности не обязательно, чтобы кто-то или что-то были «за главного». Если существуют нормальные правила и соблюдаются базовые условия, сложная система воспроизводит всё те же модели поведения снова и снова и хаос становится порядком. Это верно и для «столпотворения» молекул, позволяющих работать клеткам, и для спутанной толщи нейронов, порождающих ваши мысли и личность, и для вашего круга друзей и членов семьи, а также для инфраструктуры и экономики городов по всему миру.