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

человеческой истории, поскольку впервые начинаем осознавать свою, возможно, главную роль в разворачивающейся на наших глазах великой космической драме, которую наша цивилизация сыграет, если мы решим исправить свои ошибки прежде, чем сами окажемся устраненными ошибками. Вселенная самоорганизуется, космическая сложность нарастает, а разумная жизнь является основной движущей силой этого процесса. Как именно Вселенная пробуждается? Теперь мы знаем: с помощью петель, но одних петель для разума недостаточно. Разумные существа могут быть поняты только как продукт самореференции и многоуровневой информационной петли – «странной петли», по выражению Дугласа Хофштадтера, то есть не просто петли, а особой петли, пересекающей уровни. В новом космическом повествовании уровни так же важны, как и петли.

У нас есть уровни

Как сложные адаптивные системы, мы имеем уровни. Другими словами, все адаптивные системы являются вложенными системами, то есть состоят из множества взаимодействующих подсистем, которые сами состоят из множества взаимодействующих подсистем. Клетки состоят из биомолекул, многоклеточные организмы – из клеток, а сообщества, такие как колония муравьев или человеческая цивилизация, – из многоклеточных организмов. Хотя мы привыкли думать о себе только как об индивидуумах, мы тоже являемся сообществами агентов, как сказал бы вам любой клеточный биолог (человеческое тело – это интегрированная сеть из примерно тридцати семи триллионов клеток).

Такая вложенная многокомпонентная конструкция называется иерархической модульной архитектурой: слово «модульная» означает, что система состоит из множества взаимодействующих блоков, а слово «иерархическая» – что компоненты организованы в отдельные слои или уровни. В общем, блоки, состоящие из блоков, и так до самого основания. Такая модульная многоуровневая архитектура признается наиболее надежной конструкцией, какую может иметь адаптивная система, и тому есть целый ряд причин. Во-первых, поскольку вычислительная нагрузка распределяется между многими компонентами и на многих уровнях, то на каждом уровне наблюдается своего рода специализация. Но помимо увеличения вычислительной способности важно еще и то, что иерархическая модульная конструкция помогает легко защитить систему от сбоя или разрушения.

Рассмотрим сообщество людей, которое также является адаптивной системой, и кибернетическую систему с иерархической модульной архитектурой. Из-за функционального сходства между организмами и обществами ряд уважаемых ученых, таких как авторитетный биолог Э. О. Уилсон и Линн Маргулис, называли интегрированный коллектив социальным организмом. Даже великий биолог-эволюционист Эрнст Майр, ярый критик идеи космической телеологии, был убежден, что «социальная группа также является объектом отбора»5. Устойчивость социальных организмов позволяет легко увидеть преимущества вложенной многоуровневой системной организации.

Например, если система высокого уровня распадается (из-за голода, стихийного бедствия, войны или другого катастрофического сбоя), то составлявшие ее подсистемы могут просто собраться заново. В случае погибших цивилизаций, будь то цивилизации людей или насекомых, автономные агенты исследуют новые коллективные конфигурации до тех пор, пока не будет обнаружена и сохранена более стабильная и синергетическая организационная структура. Иерархическая модульная система – это аттрактор, построенный из аттракторов.

Эта вложенная архитектура объясняет устойчивость биосферы и то, почему она способна выполнять свою термодинамическую функцию, даже несмотря на стихийные бедствия и массовые вымирания. Первым ученым, тщательно изучившим важность иерархической модульной структуры, был Герберт Саймон – американский экономист, политолог и когнитивный психолог, получивший Нобелевскую премию по экономике в 1978 году. Его труды оказали влияние на многие сферы, в особенности на зарождавшуюся область искусственного интеллекта. Идеи Саймона о важности иерархического модульного строения помогли сформировать дисциплину, известную как теория управления или теория оптимального управления, которая в настоящее время входит в обязательный курс обучения инженеров, собирающихся разрабатывать надежные системы любых видов. Эта концепция также стала важнейшей частью машинного обучения, особенно при проектировании нейронных сетей.

Приведенная ниже схема отображает иерархию материи, которая продолжается как иерархия жизни.

Из этого описания мы видим, что жизнь, возникнув, становится движущей силой космической эволюции, а также, что история космической эволюции – это история иерархической эмерджентности в результате рекурсивной самоорганизации. Мы знаем, что самоорганизация – это то, как выстраиваются уровни иерархии, но особенно сильно нас интересует, будет ли этот процесс продолжаться. Является ли эволюционный прогресс таким же неизбежным, как возникновение жизни? Определенно, складывается впечатление, что это так, и мы опишем этот неограниченный процесс с помощью закона, вдохновленного принципом самоорганизации Эшби и называемого принципом рекурсивной самоорганизации. Этот принцип объяснит, как в процессе эволюции к постоянно расширяющейся иерархии материи добавляются новые уровни. Эти уровни перенесут нас от материи к разуму и за его пределы.

Сага космической эволюции – это рекурсивный процесс спонтанной самоорганизации, происходящий поэтапно, а каждый ее этап – это важный эволюционный переход, представляющий собой возникновение нового уровня структурной и функциональной сложности во Вселенной. Новые уровни в иерархии соответствуют более высокому уровню контроля и причинной силы (после их полного развития), и с каждым важным эволюционным переходом появляется некое совершенно новое свойство, которого не было в системах более низкого уровня, когда они существовали изолированно. Впервые эти переходы подробно описали Джон Мейнард Смит и Эрш Сатмари в книге 1995 года «Основные переходы в эволюции».

Как правило, важный эволюционный переход сопровождается созданием хранилища знаний нового типа, представляющего собой систему памяти, в которой хранится адаптивная информация. Первым хранилищем знаний была отдельная клетка, затем появились многоклеточные организмы, затем мозг, затем культуры, затем компьютеры, и теперь, похоже, благодаря интернету появляется глобальный мозг. Некоторые из этих важных эволюционных переходов соответствуют тому, что философы называют сильной эмерджентностью.

Более консервативный тип эмерджентности – слабая эмерджентность – наблюдается в природе повсюду, где есть паттерн, и именно такой тип эмерджентности мы наблюдаем, когда формируются лишенные агентности диссипативные структуры, например торнадо и водовороты. Сильная эмерджентность – это особый вид эмерджентности, при котором в природе возникает нечто онтологически новое. Происхождение жизни считается сильной эмерджентностью, потому что в результате такого события информация обретает причинную силу во Вселенной, и происхождение разума также относится к этой категории, поскольку оно представляет собой возникновение субъективного опыта, являющегося чем-то совершенно новым.

Всякая эмерджентность в процессе космической самоорганизации вызывается фазовым переходом, который все дальше отодвигает жизнь от состояния термодинамического равновесия и полной неупорядоченности. Благодаря многоуровневой серии таких фазовых переходов (когда функциональные элементы объединяются, образуя более крупные функциональные элементы, которые объединяются, образуя еще более крупные элементы, и так далее) адаптивная сложность начинает лучше соответствовать задаче доминирования в космосе. То есть жизнь обретает организацию, которая становится все более иерархичной и интегрированной, а следовательно, более устойчивой и мощной в вычислительном отношении. Хотя можно сказать, что жизнь доминирует во Вселенной, завоевывая господствующее положение в ней благодаря техническому прогрессу, столь же верно и то, что в ходе этого процесса пробуждается сама Вселенная. Это одно и то