Романтика реальности. Как Вселенная самоорганизуется, порождая жизнь, сознание и сложность Космоса - Бобби Азарян

тех условиях. Возникновение когнитивных функций и даже интеллекта было так же неизбежно, как и возникновение жизни. Хотя на первый взгляд это утверждение может показаться загадочным, скептик может быть уверен, что в его основе лежит вполне механическое объяснение. Судьба жизни определяется формированием неравновесных аттракторов, которые постоянно создают сложность, сдерживая хаос. Хотя это объяснение не требует введения каких-либо новых фундаментальных законов физики, оно требует новых принципов, новых математических формул и сдвига парадигмы в осмыслении процесса эволюции и в том, что мы считаем эволюционным процессом.

Генетик и биолог-эволюционист двадцатого века Феодосий Добржанский, который помог модернизировать теорию Дарвина, математизировав ее и объединив с генетикой, произнес знаменитые слова: «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции». Хотя это, безусловно, верно, поскольку биологическое разнообразие и сложность вряд ли можно понять в отрыве от концепции естественного отбора, столь же верно, что ничто в биологии или эволюции не имеет смысла, кроме как в свете термодинамики и информации. Если, как утверждается в этой главе, биологическое знание является найденным жизнью решением грозной проблемы энтропийного распада, то, следовательно, эволюция – это процесс производства знания. Эта простая идея приведет нас к единой теории космической эволюции, элегантно объясняющей происхождение, развитие и конечное будущее жизни.

Часть II

Эволюция

Пока естественный отбор стрижет и режет вариации,

Природа ловко вычищает грязь генетических мутаций.

Правя жестоко и решительно ошибки адаптации,

Жизнь учится у смерти – вот знанья генерация

6

Естественный отбор и генерация знаний

Цифровая революция, происходящая сегодня, – последнее звено в длинной цепи революций в области обработки информации, уходящей в прошлое. Среди них – возникновение человеческих языков, половое размножение, рождение жизни, наконец, начало самой Вселенной. Каждая из них заложила основу для следующей, и все эти революции в сфере обработки информации, начиная с Большого взрыва, происходили благодаря естественной способности Вселенной обрабатывать данные.

Вычисляющая Вселенная с необходимостью создает сложность. Жизнь, пол, мозг и человеческая цивилизация возникли не случайно[7].

Сет Ллойд, Программируя Вселенную: квантовый компьютер и будущее науки

Добро пожаловать во вторую часть «Романтики реальности». Главный наш урок, пройденный на данный момент, заключается в том, что законы природы не только допускают существование жизни в местах с подходящими химическими условиями, но и делают жизнь неизбежной. Нам еще многому предстоит научиться, но изложенные концепции позволят понять, как и почему Вселенная буквально оживает в ходе непрерывного процесса космической эволюции.

Переосмыслив жизнь в термодинамических терминах (организмы представляют собой открытые, далекие от равновесия системы с круговоротом энергии, называемые диссипативными структурами), мы в значительной степени объяснили, почему биологическая форма и функция легко возникли из ранней геохимии Земли. Несмотря на всю его ценность, этот подход на самом деле мало что объяснил об агентности – целенаправленном поведении, движущем организмы к целям выживания.

Как объяснялось в предыдущей главе, философы называют такое целенаправленное поведение телеологией, но в практическом смысле телеология и свобода действий – одно и то же понятие. Если мы сможем объяснить происхождение агентности, мы сможем понять, как и почему возникает цель. То есть мы сможем натурализовать телеологию. В предыдущей главе мы узнали, что агентность становится возможной благодаря обработке информации, а не таинственному сверхъестественному духу, оживляющему организм, как энтелехия Аристотеля или жизненный порыв Анри Бергсона. Но это почти ничего не говорит нам о том, как возникла агентность или как она превратилась в нечто столь богатое, как агентность человека. Могут ли механизмы, лежащие в основе появления телеологии в простой жизни, пролить свет на тайну свободы воли?

Характеристики агентности

Раз уж мы зашли в мутные воды философии, давайте внесем ясность в то, что мы подразумеваем под агентностью, вновь сформулировав то поведенческое различие, которое отделяет неживые физические системы от живых. Как мы уже знаем, неживые предметы, такие как камни, всегда будут двигаться вниз под действием силы тяжести, если только на систему не влияет некая внешняя сила, противодействующая этому движению, например порыв ветра. Старшеклассники на уроке физики легко вычислят траекторию такого объекта, используя законы движения Ньютона, при условии что у них есть вся информация о силах, действующих на систему. Организм же движется по пути, который невозможно предсказать с помощью уравнений Ньютона. Живые существа могут взбираться в гору или плыть вверх по течению, вопреки силе тяжести. Жизнь никоим образом не нарушает законов физики, но и не является их рабыней. Причинная сила, наблюдаемая в биологическом мире, долгое время ставила в тупик ученых и философов, неспособных увязать преднамеренное поведение агентов с детерминированной «вселенной бильярдных шаров», которую описал Пьер-Симон Лаплас – французский математик, астроном и физик восемнадцатого века. Лаплас утверждал, что если все в космосе (включая жизнь) состоит из атомов, следующих законам движения Ньютона, то организмы не более свободны в выборе своей будущей траектории, чем бильярдные шары в выборе своего пути по столу. Цель этой книги – доказать, что Лаплас ошибался.

Хотя очевидно, что мы еще не вполне объяснили происхождение и природу жизни, мы, несомненно, приближаемся к этому. Теперь наш вопрос не только более целенаправленный и конкретный, но и выражен языком, который лучше совместим с количественными методами современной науки. Вопрос «как возникла жизнь?» превратился в «как появились биологическая информация и вычисления?». Или, если угодно, какой процесс превратил диссипативную структуру в автономную систему, способную воздействовать на мир и формировать свое окружение? Адаптивный агент простейшего вида, такой как бактерия, может не иметь сознательного представления о целях, которые он инстинктивно преследует. Но даже и в этом случае вычислительный или когнитивный процесс порождает направленное на поиск энергии поведение – целенаправленное и (в очень примитивном смысле) разумное.

Обычно мы связываем такие способности с мозгом и сознанием, но нам известно, что такое поведение появилось еще до того, как жизнь стала многоклеточной. Может ли происхождение агентности быть ключом к пониманию возникновения свободной воли и сознания – двух величайших научных загадок нашего времени? Если мы хотим разгадать эти извечные экзистенциальные головоломки, то мы должны начать рассматривать их с вычислительной точки зрения современной эпохи. Когда мы спрашиваем, как неодушевленная материя становится одушевленной, мы теперь понимаем, что на самом деле мы спрашиваем о том, как химическая система начинает обрабатывать, хранить и интегрировать информацию. Несмотря на достигнутый прогресс, этот вопрос так озадачивает ученых, что знающие о нем креационисты часто ссылаются на эту проблему как на явное доказательство сверхъестественного вмешательства.