Когда эволюции выгодно отращивать мозг

Я построил маленький 2D‑мир, в котором каждый нейрон стоит энергии, и посмотрел, что эволюция сделает с размером мозга, если раскачивать климат. Ответ оказался скромнее ожиданий — и полезнее.

Это игрушечная модель, а не исследование: выводы относятся к ней, а не к живой природе. Октябрь 2026.

Прототип проверяет одну гипотезу из эссе «Зачем природе мозг и чему это может научить ИИ»: мозг выгоден там, где мир меняется быстрее, чем успевает эволюция.

Мир 56×56 клеток, края склеены в тор. Зелёное — растения, синие точки — травоядные, красные — хищники.

Как устроен мир

Растения без мозга. Четыре гена: скорость роста, размер, ядовитость, дальность семян. Только мутации и отбор.
Травоядные с маленькой нейросетью. Видят еду, хищников, сородичей рядом и свою энергию; решают, куда идти, есть ли и размножаться ли.
Хищники устроены так же, но едят травоядных.

Главное правило: каждый скрытый нейрон стоит энергии на каждом шаге. Размер мозга (от 0 до 16 нейронов) наследуется с мутациями вместе с весами. Эволюция сама выбирает, какой мозг ей по карману.

Климат. Плодородие распределено по карте: леса, степи, пустыни. Ручка изменчивости задаёт, как быстро эти зоны переезжают: при 0 карта неподвижна, при 1 рисунок перестраивается примерно за жизнь одного травоядного.

Один прогон — 10 000 шагов: у травоядных это 400–500 смен поколений, у хищников около 100.

Мир живёт

Три уровня сосуществуют все 10 000 шагов. Хищники и травоядные колеблются, но не вымирают. Баланс при этом хрупкий: его пришлось подбирать руками, и на соседних настройках хищники вымирали в 25–40% прогонов.

Численность растений, травоядных и хищников за 10 000 шагов базового прогона

Главный результат: климат на мозг не влияет

Шесть значений изменчивости, по 10 прогонов на каждое. Ожидал увидеть «чем нестабильнее мир, тем больше мозг». Не увидел.

Изменчивость климата	0	0,1	0,25	0,5	0,75	1
Мозг травоядных, нейронов	2,85	2,66	2,17	2,59	2,87	2,70
Мозг хищников	1,40	1,39	1,08	1,42	1,21	1,43
Навык травоядных	0,62	0,57	0,56	0,58	0,65	0,61

Разница между столбцами — на уровне шума: ошибка среднего 0,15–0,3 нейрона. Травоядные немного выросли от стартовых двух нейронов и научились идти к еде. Хищники мозг уменьшили: добычи много, случайного блуждания хватает.

Почему так, скорее всего: животные видят еду здесь и сейчас. Куда бы ни переехали леса, сеть «иди к еде» работает одинаково. Изменчивость начала бы давить на мозг, если бы для успеха надо было запоминать или предсказывать. Памяти и обучения в модели нет.

Размер мозга и навык травоядных и хищников при шести значениях изменчивости климата

Перемотка плёнки: 24 одинаковых запуска

Средний мозг травоядных в конце — 2,56 нейрона, разброс от 1,6 до 3,8. Ни в одном прогоне средний мозг не дошёл до четырёх. Особи с шестью и больше нейронами появлялись в 8 прогонах из 24, но это полпроцента популяции. Мозг ни разу не вырос «взрывом».

Траектории размера мозга в 24 прогонах с одинаковыми параметрами

Единственная ручка, которая работает: цена нейрона

Цена нейрона за шаг	0	0,001	0,002	0,004	0,008
Мозг травоядных	5,3	3,6	2,7	2,0	0,4
Мозг хищников	3,6	2,3	0,9	0,5	0,3

Чем дороже мозг, тем он меньше. Даже бесплатный мозг не раздувается до максимума: пять нейронов из шестнадцати. Больше просто не нужно для задачи «иди к еде».

Размер мозга при пяти значениях цены нейрона

Вторжение следопытов

Я вручную собрал «следопыта» из трёх нейронов, который идёт туда, где больше еды, и подсадил 10% таких в популяцию безмозглых ходоков. При разумной цене нейрона следопыты вытесняют ходоков полностью за 300–500 шагов при любом климате. Только при очень дорогом мозге вытеснение останавливается на 55–70%.

Итог: мозг на 2–3 нейрона выгоден почти всегда, а больше — не нужно. Поэтому эволюция там и останавливается.

Доля следопытов в популяции после вторжения при разной цене нейрона

Что удивило

Сначала мозг проигрывал. В первых версиях безмозглые ходоки стабильно давали большую популяцию. Причины нашлись в мелочах мира: случайные сети ломали базовое «есть», а стадо умелых следопытов выедало растения до корня и вымирало.
Умные не обязательно успешнее как вид. Следопыты побеждают в прямой конкуренции, но их общая численность ниже: они перевыпасают растения. Выгода особи не равна выгоде популяции.
Хищникам мозг не нужен — в этих условиях: они дешёвые, добычи много.
Эволюция быстро находит простой мозг и останавливается на двух‑трёх нейронах: ровно столько, чтобы сравнить еду слева и справа, сверху и снизу.

Число видов растений, травоядных и хищников в начале и в конце прогонов — Разнообразие не схлопывается: растения теряют часть стратегий (8 → 5), животные — нет. Метрика грубая, часть «видов» животных — нейтральный шум.

Ограничения. Главный результат отрицательный: связи «нестабильный климат → больший мозг» в этой модели нет, но это не доказательство, что её нет в природе. Параметры подобраны вручную. Все начинают с двух нейронов, и итог отчасти помнит старт. Мир маленький, задача одна, памяти и обучения нет. Статистические тесты не делались: разницу меньше 0,4 нейрона считать нулём.

Что дальше

Обучение в течение жизни: веса обновляются по сигналу энергии. Самое вероятное место, где климат начнёт влиять на мозг.
Память: рекуррентный слой или вход «энергия на прошлом шаге».
Двумерная карта «цена нейрона × изменчивость климата».
Старт с 0 и с 8 нейронов, прогоны длиннее 10 000 шагов.
Мир шире и сложнее, сенсоры дальше.

Обновления эксперимента будут появляться здесь. Обсудить — в Telegram.