Впрочем, ранняя весна — пора коварная, не редкость для нее и внезапные снегопады, и ночные заморозки. Поэтому раннецветущим растениям пришлось научиться бороться с этими неприятностями. Например, бутоны и стебли сон-травы — одного из красивейших растений наших сосновых боров — опушены многочисленными длинными оттопыренными волосками. Эта мохнатая «шубка» предохраняет бутоны от весенних холодов. И все же наиболее полно благоприятные весенние факторы научились использовать мелкие растеньица из группы эфемероидов. Понятие «эфемерность» справедливо ассоциируется с чем-то красивым, но недолговечным. В полной мере это относится и к ранневесенним эфемероидам, отличающимся необычайной «торопливостью». Они появляются на свет тотчас же после схода снега и быстро развиваются, несмотря на весеннюю прохладу. Через неделю-другую они уже цветут, а еще через неделю у них появляются первые плоды с семенами. Сами растения при этом желтеют и полегают на землю, а затем их надземная часть полностью засыхает. Происходит все это в самом начале лета, когда, казалось бы, условия для жизни лесных трав самые благоприятные. Но эфемероиды научились извлекать из своей «спешки» неоценимые преимущества.

Как известно, фотосинтез — основа жизни растений — возможен только при наличии солнечного света. В весеннем, еще лишенном листвы лесу цветут многие растения — они стремятся как можно полнее использовать все преимущества этого короткого сезона Обилие света, которого летом в лесу не хватает на всех, — это главный залог успеха раннецветущих растений. Весной эфемероиды, максимально используя энергию солнца, вполне успевают отцвести, отплодоносить и накопить запас питательных веществ для будущего года. Кроме того, в это время почва еще богата влагой, что очень важно для этих быстроразвивающихся растений.

Складывается впечатление, что эфемероиды специально созданы для жизни в не самых благоприятных условиях. На самом деле, в процессе эволюции именно этим хрупким созданиям пришлось решать максимальное число задач, чтобы получить доступ ко всем преимуществам весеннего цветения.

Заморозки и внезапные похолодания, столь обычные для весны, — самые страшные враги всего царства флоры. Но эфемероиды не боятся холодов. Клеточный сок этих растений действует как незамерзающий антифриз, хорошо знакомый всем автолюбителям. Если в начале апреля внезапно ударят заморозки и повалит снег, то, оказавшись в лесу, можно увидеть, что молодые, только начавшие раскрываться листочки берез и ив, прихваченные морозом, повсеместно побурели и сморщились. А вот хрупкая хохлатка продолжает цвести как ни в чем не бывало. Ни малейшего следа от заморозка на этих нежных растеньицах заметить невозможно.

Другой проблемой, вставшей перед эфемероидами, явилась необходимость приспособиться к процессу ускоренного развития. Ведь за две недели семечко не сможет превратиться в цветок. Поэтому все эфемероиды средней полосы — растения многолетние. После того как в начале лета их надземная часть засыхает, они не погибают. В почве сохраняются живые подземные органы — клубни (хохлатка), луковицы (гусиный лук), корневища (ветреница лютиковая), служащие вместилищем запасных питательных веществ, главным образом крахмала. Именно этот заранее запасенный «стройматериал» дает эфемероидам возможность столь быстро развивать их стебли с листьями и цветками.

Однако за столь короткий вегетационный период, да еще в спартанских условиях ранней весны, эфемероидам сложно создать большое количество питательных веществ, необходимых для жизни. Для решения этой проблемы их эволюция пошла по пути уменьшения размеров, поскольку маленькому растению большого количества питательных веществ не требуется. Поэтому все эфемероиды, произрастающие в наших широтах, выглядят лилипутами по сравнению с другими лесными травами. Например, раннецветущий гусиный лук — это самая маленькая лилия на планете.

Последней задачей, которую природа помогла решить эфемероидам, стал способ распространения семян. Необходимый для этого ветер гуляет в лесу лишь до распускания листвы, но именно это время эфемероиды используют для роста и цветения. Ягод, столь привлекательных для птиц, разносящих их по лесу, у эфемероидов за две недели появиться просто не может. Воспользоваться «услугами» животных, переносящих на своей шерсти мелкие сухие плоды, тоже проблематично — коротышкам-эфемероидам ни за что «не дотянуться» до шерсти проходящих зверей. Но все равно выход был найден. Для распространения семян эфемероиды «приспособили» почвенных насекомых, и в первую очередь муравьев. На плодиках или семенах этих растений образуются особые, богатые маслом мясистые придатки — элайосомы, привлекающие муравьев, которые и становятся «садоводами» для первоцветов.

В течение тысячелетий на долгом пути эволюции эфемероиды адаптировались ко всем превратностям весны, и ныне эта группа растений процветает, образуя в наших лесах сплошные красочные ковры, богатство которых — лучшее свидетельство ее успеха.

Максим Клепиков

Спасительный нейроомут

Компьютеры сегодня могут практически все, нейрокомпьютеры — многое. Чаще всего их «всемогущество» зависит от четкого следования алгоритму, иногда — от правильной адаптации программы к поступающим данным, а порой –– от возможности на собственном опыте обучаться выполнению поставленных задач. Причем в последнем случае даже разработчики компьютерных программ не всегда понимают причины подобной сообразительности машин.

Интеллектуальные мускулы

Человек всегда стремился окружать себя разнообразными приспособлениями, помогающими ему быть быстрее, сильнее и умнее. Люди давно осознали, что некоторые вычислительные задачи гораздо удобнее решать с помощью специальных механических и электрических машин. Однако реализовать эту мечту оказалось непросто. Первые арифмометры начали активно эксплуатировать только с середины XIX века, а первые ЭВМ появились всего каких-нибудь 50 лет назад. Электронные устройства, призванные усиливать интеллектуальные и творческие силы человека, оказались сложны не только в разработке и изготовлении. Кроме «железа» необходимы были программы, заставляющие машину производить совершенно определенные действия. Таким образом, впервые в истории человеческой цивилизации появились вещи, способные приносить пользу только в том случае, если в них будут установлены некие тексты-программы, дарящие бездушной машине частичку человеческого разума.

Программирование — достаточно своеобразное занятие, поскольку сочинять программы приходится на особом компьютерном языке, мало похожем на человеческий. И хотя большинство слов в этом языке пишется английскими буквами, в обычных лексических словарях их не найти. Роль же грамматических правил играют законы логики. Причем строгие законы программирования и обоснования правил составления безошибочных алгоритмов были разработаны математиками еще в 1930-х годах.

Успехи традиционного подхода — когда человек четко задает машине определенную задачу — поистине огромны и вполне устраивают пользователей, стремящихся получить конкретный результат. Однако далеко не все жизненные задачи удается решить путем жесткого программирования действий электронной машины, поэтому одной из важнейших на сегодня задач для кибернетики является создание интеллектуальных систем, способных к самообучению и не нуждающихся в услугах квалифицированных программистов. Разработчики таких обучаемых компьютеров вполне резонно решили воспользоваться методом копирования принципов работы человеческого мозга, и, судя по достигнутым результатам, некоторые из этих умных машин уже приблизились к имитации того, как Homo Sapiens думает и анализирует.

Электронные конкуренты и помощники

Человеческий мозг состоит «всего» из нескольких десятков миллиардов нейронов и нескольких сотен миллиардов связей между ними, причем время реагирования отдельно взятого нейрона измеряется сотыми долями секунды. С высоты «понимания» современных суперкомпьютеров, осуществляющих в секунду десятки триллионов операций, это непозволительно мало. Ведь даже обычный процессор Intel Pentium 4 содержит около 200 миллионов транзисторов, а подключаемая к нему оперативная память имеет объем до 4 Гб, и при этом на простейшую логическую или арифметическую операцию он тратит меньше одной миллиардной доли секунды. Современные нейросети по своей мощности пока достаточно скромны — они достигли только уровня нервной системы улитки или дождевого червя. Однако даже простейшие нейрочипы, содержащие по 64 нейрона со 128 входами каждый, гораздо быстрее решают задачи распознавания электронных изображений, чем их традиционные собратья, снабженные миллионами транзисторов.