Введение

Американский эволюционный биолог, эколог Томас С. Рэй — эволюционный биолог, известный своими исследованиями в области тропической биологии, цифровой эволюции и изучения человеческого разума.

Ранние годы и образование

Рэй получил степени бакалавра биологии и химии во Флоридском государственном университете. Затем он продолжил обучение в Гарвардском университете, где получил степени магистра и доктора биологии, специализируясь на поведении растений.

Тропическая биология

С 1974 по 1989 год Рэй работал тропическим биологом, изучая эволюцию, экологию и естественную историю различных организмов, обитающих в тропических лесах. Его исследования были в основном сосредоточены на поведении при поиске пищи у лиан семейства Araceae, но также включали изучение муравьев, бабочек и жуков. Рэй проводил большую часть полевых работ в Коста-Рике, где он основал биологическую станцию Finca El Bejuco в северных низинных тропических лесах. Он продолжает владеть и управлять этой станцией и по-прежнему активно участвует в охране тропических лесов Коста-Рики.

Искусственная жизнь и цифровое развитие

В 1990 году Рэй обратил свое внимание на искусственную жизнь, исследуя результаты эволюции посредством естественного отбора в рамках цифровых вычислений. Эта работа началась с создания Tierra – системы, в которой самовоспроизводящиеся программы машинного кода эволюционируют путем естественного отбора. Его работа в этой области привлекла значительное внимание средств массовой информации. В 2000 году он разработал новую систему под названием «Виртуальная жизнь», основанную на концепции «Эволюционировавшие виртуальные существа», первоначально созданной Карлом Симсом. В 2003 году Рэй сотрудничал с Иваном Таневым для дальнейшего развития проекта «Виртуальная жизнь».

Архитектура человеческого разума

Исследования, проведенные Т. С. Рэем, внесли существенный вклад в наше понимание человеческого разума, сознания и воздействия психоактивных веществ. Он выдвинул гипотезу о том, что человеческий разум состоит из "ментальных органов" – популяций нейронов, экспрессирующих на своей поверхности специфический G-белок-связанный рецептор (GPCR) (и другие метаботропные рецепторы). Считается, что эти ментальные органы обеспечивают прямую связь между психическими свойствами, такими как радость, сознание и разум, и генами и регуляторными элементами, ассоциированными с GPCR. Важно отметить, что поскольку с этими ментальными органами связана наследственная генетическая вариабельность, они способны эволюционировать со временем. Исследования Рэя, посвященные психоделическим препаратам, дополнительно развили эту теорию. Его работа предполагает, что разнообразие эффектов этих веществ обусловлено их взаимодействием с различными ментальными органами. Масштаб этих взаимодействий значителен: психоактивные вещества проявляют активность в широком спектре рецепторных сайтов. Эта закономерность взаимодействия подтверждает идею о том, что разнообразие эффектов этих препаратов, вероятно, связано с их различными взаимодействиями с разными ментальными органами, подчеркивая роль десятков различных рецепторов. Теория также предлагает новый взгляд на эффекты МДМА, препарата, известного своим уникальным энтактогенным психическим состоянием. Традиционные представления утверждают, что эффекты МДМА в основном обусловлены высвобождением нейротрансмиттеров, особенно серотонина. Однако Рэй предлагает альтернативную гипотезу: специфическое психическое состояние, вызываемое МДМА, возникает в результате одновременной прямой активации имидазолинового 1 (I1) и серотонинового 2 (5-HT2) рецепторов, которые соответствуют определенным ментальным органам. Согласно этой теории, ментальный орган может войти в сознание только при двух условиях: прямая активация ментального органа на его определяющем рецепторе и одновременная активация 5-HT2. Для проверки этих гипотез Рэй предложил метод "праймер/зонд". "Праймер" – это препарат, который селективно активирует определенные серотониновые рецепторы, а "зонд" – препарат, который активирует несеротониновый рецептор, соответствующий ментальному органу, который исследователи хотят ввести в сознание для изучения. Используя праймер и зонд совместно, можно "загрузить" ментальный орган в сознание и, таким образом, изучить его роль в разуме. В целом, этот комплекс исследований предоставляет инновационную основу для понимания человеческого разума, сознания и воздействия психоактивных веществ, предполагая прямую связь между психическими свойствами, нейронными структурами и генетическими компонентами.

Лаборатории дизайна Mindstate

В настоящее время Рэй является научным основателем Mindstate Design Labs, где его исследования посвящены изучению психоактивных веществ как инструментов для исследования химической организации человеческого разума. Он выдвигает гипотезу о существовании "ментальных органов", определяемых как популяции нейронов, экспрессирующих на своей поверхности специфические рецепторы нейротрансмиттеров. Цель работы Рэя – использование разнообразия ментальных органов для открытия, разработки и создания различных психических состояний.

Академические назначения

За годы работы Рэй занимал несколько академических должностей. В 1981 году он присоединился к факультету Университета Делавера, Школы наук о жизни и здоровье. В 1993 году он получил совместную должность в области компьютерных и информационных наук в Университете Делавера и был назначен во внешний штат Института Санта-Фе. Позднее в том же году он присоединился к Отделу эволюционных систем в ATR (Advanced Telecommunications Research Institute International Human Information Processing Research Labs) в Японии в качестве приглашенного исследователя. В августе 1998 года он стал профессором зоологии (впоследствии биологии) в Университете Оклахомы, с совмещением должности профессора компьютерных наук.

Программное обеспечение Tierra

Tierra — компьютерная программа, разработанная доктором Томасом С. Рэем в начале 1990-х годов. Это инновационное программное обеспечение позволяло компьютерным программам конкурировать за время (время центрального процессора, ЦП) и пространство (доступ к основной памяти). В виртуальной машине Tierra эти компьютерные программы способны к эволюции, самовоспроизведению и рекомбинации. Виртуальная машина Tierra написана на языке C и работает на специально разработанном наборе машинных инструкций, предназначенном для упрощения изменений и переупорядочивания кода, включающем элементы, такие как "переход к шаблону", в отличие от относительных или абсолютных переходов, распространенных в большинстве наборов инструкций. Модель Tierra использовалась для изучения фундаментальных процессов эволюционной и экологической динамики в вычислительной среде. Она облегчает исследование таких процессов, как динамика прерывистого равновесия, коэволюция хозяина и паразита, и естественный отбор, зависящий от плотности популяции. В отличие от более традиционных моделей эволюционных вычислений, таких как генетические алгоритмы, в Tierra отсутствует явная или экзогенная функция пригодности, встроенная в модель. Функция пригодности в Tierra является эндогенной, при этом выживание и гибель являются основными факторами, определяющими "пригодность" программы, что приводит к реализации естественного отбора. По мнению Рэя и других исследователей, такая структура может позволить более "открытую" эволюцию, в которой динамика обратной связи между эволюционными и экологическими процессами может изменяться со временем. Однако это утверждение пока не подтвердилось. Как и другие системы цифровой эволюции, Tierra в конечном итоге достигает точки, когда создание нового прекращается, и система в целом либо начинает циклически развиваться, либо перестает "эволюционировать". Задача реализации истинной открытой эволюции в искусственной системе остаётся актуальной в области искусственной жизни. Исследователи Марк Беду и Норман Паккард разработали статистический метод классификации эволюционных систем. В 1997 году они применили эту статистику к Evita, модели искусственной жизни, подобной Tierra и Avida, и пришли к выводу, что системы, подобные Tierra, не демонстрируют признаков открытой эволюции, характерных для естественно эволюционирующих систем. Аналогично, Рассел К. Стендиш измерил информационную сложность "организмов" в Tierra и не обнаружил сложного роста в их эволюции.

Личная жизнь

Рэй родился в Нормане, штат Оклахома. У него есть дочь по имени Ариэль Айви Рэй, которая родилась в 1993 году.

Образец публикаций

Сильный, Д.Р. и Т.С. Рэй. 1975. Поведение тропической лианы (Monstera gigantea) при поиске деревьев-хозяев посредством скототропизма. Science, 190: 804–806. Рэй, Т.С., и С.С. Эндрюс. 1980. Муравьиные бабочки: бабочки, следующие за армиями муравьев для питания отходами муравьедов. Science 210: 1147–1148. Рэй, Т.С. 1980. Syngonium oduberi (Araceae): новый вид с полуострова Оса в Коста-Рике. Aroideana 3(4): 128–129. Рэй, Т.С. 1983. Monstera tenuis. В: D. Janzen [ред.], Costa Rican natural history, 278–280. University of Chicago Press. Рэй, Т.С. 1985. Растение-хозяин Erythroxylum (Erythroxylaceae) для Agrias (Nymphalidae). J. Lep. Soc. 39(4): 266–267. Рэй, Т.С. 1988. Диверсификация типов роста у Araceae. Amer. J. Bot. 76(Suppl.): 276. Рэй, Т.С. 1990. Метаморфозы у Araceae. Amer. J. Bot. 77(12): 1599–1609. Рэй, Т.С. 1991. Эволюция и оптимизация цифровых организмов. В: Billingsley K.R., E. Derohanes, H. Brown, III [ред.], Scientific Excellence in Supercomputing: The IBM 1990 Contest Prize Papers, Athens, GA, 30602: The Baldwin Press, The University of Georgia. Дата публикации: декабрь 1991 г., стр. 489–531. Рэй, Т.С. 1991. Подход к синтезу жизни. В: Langton, C., C. Taylor, J.D. Farmer, & S. Rasmussen [ред.], Artificial Life II, Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity, vol. XI, 371–408. Redwood City, CA: Addison Wesley.

Рэй, Т.С. 1992. Поведение тропических травянистых лиан (Araceae) при поиске пищи. Journal of Ecology 80: 189–203. Рэй, Т.С. 1994. Эволюционный подход к синтетической биологии: Дзен и искусство создания жизни. Artificial Life 1(1/2): 195–226. Переиздано в: Langton, C.G. [ред.], Artificial Life, an overview. The MIT Press, 1995. Рэй, Т.С. 1994. Эволюция, сложность, энтропия и искусственная реальность. Physica D 75: 239–263. Thearling, Kurt, и Thomas S. Ray. 1997. “Эволюция параллельных вычислений”. Complex Systems, 10(3): 229–237. (Июнь 1996 г.).

Рэй, Т.С. 1998. Естественный отбор для дифференциации: предварительные эволюционные результаты. Complexity, 3(5): 25–33. John Wiley & Sons, Inc.

Рэй, Т.С. 2001. Эстетически развитые виртуальные питомцы. Leonardo 34(4): 313–316. Рэй, Т.С. 2002. Фалляция Тьюринга Курцвейла. В: Jay Wesley Richards [ред.], “Are We Spiritual Machines?: Ray Kurzweil vs. the Critics of Strong AI”, с участием George Gilder, Ray Kurzweil, William Dembski, John Searle, Michael Denton и Thomas Ray. Discovery Institute, Seattle, стр. 116–127. Рэй, Т.С. 2010. Психоделики и человеческий рецептором. PLoS ONE, 2 февраля 2010 г. Рэй, Т.С. 2012. Психические органы и происхождение разума. В: L. Swan (ред.), Origins of Mind, стр. 301–326. New York / Heidelberg: Springer. Рэй, Т.С. 2015. Конструирование экстаза МДМА из его составных психических органов: предложение метода праймера/зонда. Medical Hypotheses / Elsevier, 87, 48–60. Рэй, Т.С. 2017. Психические органы и широта и глубина сознания. Transform Press, 27 июня 2017 г.