Текст книги "Опасная идея Дарвина: Эволюция и смысл жизни"

А теперь предположим, что некоторые из этих оснований начинают формировать пары: C и G, A и U – и составляют мельчайшие комплементарные последовательности РНК (меньше сотни пар оснований), которые могут неточно воспроизводиться без помощи энзимов. Если вернуться к метафоре Вавилонской библиотеки, то в нашем распоряжении окажется печатный станок и переплетная мастерская, но вот книги будут слишком короткими, чтобы сгодиться на что-нибудь помимо копирования со множеством опечаток. И это не будут книги о чем-то. Может показаться, что мы вернулись ровно к тому, с чего начинали – или даже отступили назад. Спустившись на уровень молекулярных строительных элементов, мы сталкиваемся с инженерной задачей, больше похожей на сборку конструктора, чем постепенную лепку из пластилина. Подчиняясь непреложным законам физики, атомы либо образуют устойчивые сочетания, либо нет.

К счастью для нас – и к счастью для всех живых организмов, – в Чрезвычайно обширном пространстве возможных белков существуют белковые конструкции, которые (если их отыскать) позволяют жизни возникнуть. Как их найти? Нам как-то нужно согнать их вместе с помощью «охотников на белки», фрагментов самовоспроизводящихся цепочек нуклеотидов, которые в конце концов начнут кодировать их в образованных ими макросах. Эйген показывает, как порочный круг преисполнится добродетели, если расширить его, превратив в «гиперцикл», состоящий больше чем из двух элементов205205
  Eigen, Schuster 1977.


[Закрыть]. Это – сложная техническая концепция, но лежащая в ее основании идея достаточно проста: представьте себе условие, при котором фрагменты типа A могут увеличить шансы значительных частей B, которые в свою очередь обеспечивают благополучие порций С, которые – завершим круг – создают условие для воспроизводства большего числа фрагментов А, и так далее во взаимоусиливающем взаимодействии элементов до того момента, когда сможет запуститься весь процесс, создающий среды, обычно обеспечивающие воспроизведение все более и более длинных цепочек генетического материала206206
  В работе Мейнарда Смита (Maynard Smith 1979) прекрасно объясняется идея гиперцикла; см. также: Eigen 1983.


[Закрыть].

Но даже если это в принципе возможно, как может начаться гиперцикл? Если допустить, что все возможные белки и все возможные нуклеотидные «тексты» по-настоящему равновероятны, то непонятно, как такой процесс вообще можно запустить. Каким-то образом примитивная и пестрая смесь ингредиентов должна образовать некую структуру, сводя вместе немногих кандидатов, у которых есть «шансы на успех», и тем самым дополнительно повышая эти шансы. Помните соревнования по бросанию монеты из второй главы? Кто-то должен выиграть, но победитель выигрывает не из‐за своих способностей, а просто в силу стечения обстоятельств. Он не больше, не сильнее и не лучше других участников соревнования – и тем не менее он победитель. Кажется, что нечто подобное – с дарвиновским сюжетным поворотом – произошло в ходе добиологической молекулярной эволюции: победители начали в следующем раунде производить больше собственных копий, так что без какого-либо отбора «с указанием мотивов» (как говорят, отсеивая потенциальных присяжных) начинают возникать династии, проявляющие лишь выдающиеся репродуктивные способности. Если начать с совершенно случайных «участников соревнования», выбранных из множества самовоспроизводящихся фрагментов, даже если изначально они неотличимы друг от друга с точки зрения их репродуктивной способности, те, которым выпадет на долю победить в первых раундах, в последующих раундах будут встречаться чаще, заполняя пространство следами в высшей степени похожих друг на друга (коротких) текстов, тем не менее оставляющих Чрезвычайно обширные гиперобъемы пространства абсолютно пустыми и навеки недоступными. Самые первые нити протожизни могут возникать до всяких различий в навыках, становясь той самой действительностью, из которой благодаря состязанию в обладании разнообразными навыками может затем вырасти Древо Жизни. Как пишет об этом коллега Эйгена Бернд-Олаф Кюпперс, «теория предсказывает, что биологические структуры существуют, но не какие именно»207207
  Küppers 1990. Р. 150. Кюпперс (1990. P. 137–146) заимствует у Эйгена (1976) пример, позволяющий проиллюстрировать лежащую в основе этих слов идею: игру в «недарвиновский отбор», в которую можно играть разноцветными фишками на шахматной доске. Для начала случайным образом расставьте фишки по всем клеткам, отразив состояние изначальной путаницы. Теперь бросьте две (восьмигранные) кости, чтобы определить поле (например, 5 по вертикали, 7 по горизонтали), на котором происходит ход, и уберите с него фишку. Снова бросьте кости и поставьте на только что освободившееся поле фишку того же цвета, что и на выпавшем (то есть вторая фишка «размножится»). Повторяйте те же действия вновь и вновь. В конечном счете изначальное распределение цветов будет дерандомизировано, так что «победит» один из них, но тому не будет причин – так сложится исторически. Кюпперс называет это «недарвиновским отбором», поскольку это отбор в отсутствие побудительной причины; более привычным термином стал бы отбор без адаптации. Отбор этот недарвиновский только в том смысле, что Дарвин не видел смысла вводить такое понятие, а не в том, что Дарвин (или дарвинизм) не может его допустить. Очевидно, что может.


[Закрыть]. Этого довольно, чтобы с самого начала в пространстве вероятных событий появилось более чем достаточно фрагментов разнородности.

Итак, некоторые из возможных макросов неизбежно будут более вероятными, чем другие (в Чрезвычайно огромном пространстве возможностей натолкнуться на них больше шансов). Какие именно? «Более приспособленные»? Нет, за исключением тривиального, тавтологического смысла этого выражения – смысла полной (или почти полной) тождественности предшественникам-«победителям», которые в свою очередь обычно практически тождественны «победителям» еще более ранних раундов. (В миллионномерной Библиотеке Менделя последовательности, различающиеся единственным локусом, размещаются бок о бок друг с другом в одном из измерений; расстояние от любого тома до любого другого технически известно как расстояние Хэмминга. Этот процесс распределяет победителей равномерно, через малые отрезки расстояния Хэмминга, от одной исходной точки в любых и всех возможных в Библиотеке направлениях.) Это – наиболее простой из возможных случаев, характеризующихся поговоркой «деньги к деньгам», и, поскольку успех нуклеотидной последовательности определяется не чем иным, как только ею самой и тем, что она похожа на своего «родителя», перед нами чисто синтаксическое определение приспособленности в противоположность ее семантическому определению208208
  Küppers 1990. Р. 141.


[Закрыть]. То есть для определения степени приспособленности нуклеотидной последовательности не нужно размышлять, что она означает. В шестой главе мы видели, что простая опечатка всегда может объяснить нуждающийся в объяснении Замысел не более, чем вы можете объяснить разницу в качестве двух книг, сопоставив сравнительную частоту, с которой в них используются буквы алфавита, но прежде чем появятся осмысленные самовоспроизводящиеся коды, которые сделают это возможным, нам понадобятся самовоспроизводящиеся коды, лишенные всякого значения; их единственная функция – воспроизводить самих себя. Как говорит об этом Эйген, «структурная стабильность молекулы не имеет отношения к переносимой ею семантической информации, которая остается невыраженной до самого появления результата трансляции»209209
  Eigen 1992. Р. 15.


[Закрыть].

Это – момент появления наиболее яркого примера феномена QWERTY, но, как и в случае давшего ему имя культурного явления, пример этот даже изначально не был полностью лишен смысла. Как мы только что видели, совершенная равновероятность могла в результате случайного процесса превратиться в монополию, но в природе сложно найти случай совершенной равновероятности, и на самых первых стадиях этого процесса порождения текста существовала некая разнородность. Из четырех оснований (A, C, G и T) наиболее структурно устойчивыми являются G и C: «Расчет необходимой энергии связи, а также эксперименты по связыванию и синтезу показывают, что последовательности, богатые G и C, показывают лучшие результаты в самовоспроизводстве, идущем по шаблонному алгоритму без помощи энзимов»210210
  Ibid. Р. 34.


[Закрыть]. Это, можно сказать, естественная или физическая орфографическая разнородность. В английском языке буквы «е» и «t» появляются чаще, чем, скажем, «u» или «j», но не потому, что «е» или «t» сложнее стереть или легче ксерокопировать или написать. (В действительности объяснение, разумеется, будет совершенно противоположным; обычно для обозначения чаще всего встречающихся звуков используются символы, которые легче всего прочитать и написать; в азбуке Морзе, например, букве «е» соответствует одна точка, а букве «t» – одно тире.) Для РНК и ДНК объяснение будет обратным: G и C отдается предпочтение, поскольку они более стабильны при воспроизведении, а не потому, что они чаще всего встречаются в «словах» генного кода. Поначалу такая орфографическая разнородность является всего лишь «синтаксической», но затем к ней присоединяется разнородность семантическая:

Исследование генетического кода [«филологическими методами»]… показывает, что первые его кодоны были богаты G и C. Последовательности кода GGC и GCC для аминокислот глицина и аланина из‐за своей химической простоты в изобилии формировались… [в добиологический период]. Утверждение, будто первые кодовые слова были назначены (курсив мой. — Д. Д.) самым распространенным аминокислотам, в высшей степени правдоподобно и акцентирует тот факт, что логика схемы кодирования вырастает из законов физики и химии и их воплощения в Природе211211
  Ibid. Р. 34.


[Закрыть].

Такие «воплощения» представляют собой алгоритмические процессы сортировки, исходящие из вероятностей и фрагментов разнородности, обусловленных фундаментальными законами физики, и создающие структуры, которые в ином случае были бы весьма маловероятны. Как пишет Эйген, у возникающей в результате схемы есть логика; речь идет не просто о случайном сочетании двух предметов, а о «назначении», о системе, которая начинает приобретать смысл и становится осмысленной потому – и только потому, – что работает.

Эти самые первые «семантические» связи, конечно, настолько просты и локальны, что их едва можно счесть семантическими, но тем не менее в них можно различить отсвет референции212212
  В современной аналитической философии языка термин «референция» обозначает отношение между знаком и объектом, на который этот знак указывает. Так, между словом «стол» и предметом мебели, на который это слово указывает, имеет место отношение референции. – Примеч. ред.


[Закрыть]: заключается внезапный брак части цепочки нуклеотидов и фрагмента белка, способствовавшего ее воспроизведению. Петля замыкается; и как только начинает работать эта «семантическая» система назначений, все ускоряется. Теперь фрагмент кодовой цепочки может быть кодом чего-то — белка. Так появляется новый критерий оценки, поскольку как катализаторы (и, в частности, катализаторы процесса воспроизводства) некоторые белки лучше других.

Ставки растут. Если поначалу цепочки макросов могли различаться лишь степенью автономной способности к самовоспроизводству, то теперь различия можно усугубить, создав иные, более крупные, структуры и связав с ними свою судьбу. Стоит возникнуть такой обратной связи, как начинается гонка вооружений: все более и более длинные макросы оспаривают друг у друга доступные строительные блоки, чтобы создавать еще более крупные, быстрые, эффективные (но и более дорогие) самовоспроизводящиеся системы. Наше бессмысленное соревнование по подбрасыванию монеты, где значение имеет лишь удача, превращается в состязание в мастерстве. У него есть смысл, ибо теперь недостаточно всего лишь банально выиграть, подбросив монетку – нужно быть в чем-то лучше, чтобы занять место победителя.

И это состязание приносит прекрасные плоды! Белки разительно отличаются друг от друга «навыками», а потому открывается огромное пространство для совершенствования скромных каталитических талантов протеноидов. «Во многих случаях энзиматический катализ ускоряет реакцию в миллион или даже тысячу миллионов раз. Где бы ни производилась количественная оценка этого механизма, результат всегда один и тот же: энзимы – наилучшие катализаторы»213213
  Eigen 1992. Р. 22.


[Закрыть]. После того как срабатывает катализатор, возникают новые задачи, требующие решения, и циклы обратной связи расширяются, втягивая в свою орбиту более причудливые возможности совершенствования. «К решению какой бы задачи ни была приспособлена клетка, она решает ее наилучшим образом. Эффективность, с которой один из самых ранних продуктов эволюции, сине-зеленая водоросль, превращает свет в химическую энергию, близка к совершенству»214214
  Ibid. Р. 16.


[Закрыть]. Такое совершенство не может быть случайным; оно должно было возникнуть в результате постепенного самонастраивающегося процесса совершенствования. Так с нескольких крошечных разнородностей в изначальных шансах и свойствах строительных блоков начинается процесс лавинообразного самосовершенствования.

Прекраснейшая гармония солнца, планет и комет могла возникнуть лишь по желанию и повелению Разумного и Могущественного Существа.

Исаак Ньютон 215215
  Newton 1726 (цит. по переводу: Ellegard 1956. Р. 176).


[Закрыть]

Чем дольше я исследую Вселенную и изучаю детали ее устройства, тем больше я нахожу доказательств тому, что в каком-то смысле миру было известно о нашем грядущем появлении.

Фримен Дайсон 216216
  Dyson 1979. Р. 250.


[Закрыть]

Легко вообразить мир, который, будучи упорядоченным, тем не менее лишен тех сил и условий, что обеспечивают возникновение значительной глубины.

Пол Дэвис 217217
  Davies 1992.


[Закрыть]

К счастью для нас, в мире, определяемом известными нам физическими законами, в Чрезвычайно огромном пространстве возможных белков, макромолекулы со столь протрясающими каталитическими свойствами способны стать эффективными кирпичиками для создания сложных форм жизни. И – тоже к счастью, – эти же физические законы допускают существование в мире именно той меры неравновесности, что необходима для запуска алгоритмических процессов, которые в конечном счете приведут к появлению подобных макромолекул и превратят их в инструменты новой волны изысканий и открытий. Благодарение Богу, такие законы существуют!

Так ведь? Разве не следует возблагодарить за них Создателя? Как мы только что видели, будь эти законы хоть чуть-чуть другими, Древо Жизни могло бы так никогда и не прорасти. Может быть, мы и нашли способ обойтись без Бога при решении проблемы создания систем копировальных механизмов (которые могут, если хоть какие-нибудь из обсуждавшихся в предыдущем разделе теорий верны или близки к истине, автоматически проектировать сами себя), но даже если согласиться с этим, то что делать с важнейшим фактом: ведь законы и в самом деле позволяют осуществиться такому чудесному развитию; и многим этого вполне достаточно, чтобы отождествить Разум Создателя с Мудростью Законодателя, а не Изобретательностью Инженера.

Когда Дарвин обдумывает идею разработки законов природы Богом, у него немало авторитетных сторонников среди как предшественников, так и современников. Ньютон настаивал, что первоначальное устройство мира невозможно объяснить «лишь естественными причинами» – его можно приписать лишь «Разуму и Изобретательности Существа, действующего по собственной Воле». Эйнштейн называл законы природы «секретами Старика» и, как известно, выразил свое несогласие с тем, какую роль в квантовой механике может играть случай, заявив: «Gott würfelt nicht» – «Бог не играет в кости». Совсем недавно астроном Фред Хойл сказал: «Я не верю, что ученый, который изучал эти данные, не пришел бы к заключению, что законы ядерной физики были созданы с учетом тех последствий, которые они вызывают внутри звезд»218218
  Цит. по: Barrow, Tipler 1988. Р. 22.


[Закрыть]. Гораздо более осторожно высказывается физик и космолог Фримен Дайсон: «Я не утверждаю, будто устройство Вселенной доказывает существование Бога. Я утверждаю лишь, что устройство Вселенной согласуется с гипотезой, что разум играет в ее функционировании важнейшую роль»219219
  Dyson 1979. Р. 251.


[Закрыть]. Сам Дарвин был готов заключить по этому поводу почетное перемирие, но успешное применение дарвиновской мысли к решению той же проблемы в других контекстах побуждает нас двигаться вперед.

По мере того как мы все больше и больше узнаем о развитии Вселенной после Большого взрыва, об условиях, сделавших возможным формирование галактик и звезд, и о тяжелых элементах, из которых сформировались планеты, физиков и космологов все больше и больше поражает, насколько законы природы чувствительны к изменениям. Скорость света составляет приблизительно 186 000 миль в секунду. А что, если бы она была равна 185 000 миль в секунду или 187 000 миль в секунду? Изменилось ли бы что-то в этом случае? Что, если бы сила тяжести была на 1% больше или меньше существующей? Фундаментальные физические постоянные – скорость света, гравитационная постоянная, сильные и слабые взаимодействия на субатомном уровне, постоянная Планка – имеют значения, которые, разумеется, допускают, чтобы развитие Вселенной привело к наблюдаемому нами результату. Но оказывается, что, если мы представим самое незначительное изменение любой из этих величин, то тем самым постулируем Вселенную, в которой ничего такого бы не произошло и в которой, по всей вероятности, никогда бы не смогло появиться хоть что-то жизнеподобное: ни планет, ни атмосферы, никаких твердых тел, никаких элементов за исключением водорода и гелия, или, может быть, даже без этих исключений – лишь скучное гомогенное вещество в состоянии раскаленной плазмы или столь же скучное ничто. Так не чудо ли, что законы как раз таковы, что мы существуем? В самом деле, так и хочется добавить, что мы были на волосок от гибели!

Нуждается ли этот удивительный факт в объяснении, и если да, то какое объяснение ему можно дать? Согласно антропному принципу, высказывать предположения о Вселенной и ее законах нам следует, исходя из того непреложного факта, что мы (мы – антропоиды, мы – люди) существуем и можем наблюдать и делать выводы. Существует несколько формулировок антропного принципа220220
  Список последних полезных работ на эту тему включает следующие книги: Barrow, Tipler 1988; Breuer 1991. См. также: Pagels 1985; Gardner 1986.


[Закрыть].

«Слабый антропный принцип» представляет собой разумный, безвредный, а временами полезный пример применения формальной логики: если x – необходимое условие для существования y, а y существует, то существует и x. Если сознание зависит от сложных физических структур, а сложные структуры – от крупных молекул, состоящих из элементов тяжелее водорода и гелия, то, поскольку все мы обладаем сознанием, мир должен содержать такие элементы.

Но, заметим, что на палубе последнего предложения есть непривязанная пушка: глагол «должен». Я последовал общепринятому словоупотреблению и технически неверно сформулировал утверждение о необходимости. Как скоро понимает любой, кто берется за изучение логики, на самом деле мне следовало написать вот что:

Необходимо: если сознание зависит… то, поскольку мы обладаем сознанием, мир содержит такие элементы.

Заключение, которое можно сделать с полным на то основанием, состоит лишь в том, что мир и в самом деле содержит такие элементы, а не что он должен их содержать. Мы можем допустить, что для того, чтобы мы существовали, он должен содержать такие элементы, но он мог бы их и не содержать, и, будь оно так, нас с нашими волнениями просто бы не было. Вот и все.

Некоторые попытки определить и отстоять «сильный антропный принцип» имеют целью обосновать использование в его формулировке глагола «должен»: словно это не требование грамматики, а вывод о том, какое именно устройство мира неизбежно. Признаться, мне сложно поверить, что простая логическая ошибка стала причиной всего этого замешательства и споров, но вполне очевидно, что такое часто случается – и не только в дискуссиях об антропном принципе. Вспомним, что подобная неразбериха возникла и в связи с дарвиновским выводом в целом. Дарвин заключает, что люди должны были стать плодом эволюции общего с шимпанзе предка или что вся жизнь должна была возникнуть из одного источника, и некоторые странным образом восприняли это как утверждение, будто люди каким-то образом являются неизбежным результатом эволюции или будто появление жизни на нашей планете было неизбежно; но из правильно истолкованных выводов Дарвина ничего подобного не следует. Необходимым является не наше существование, но то, что, поскольку мы существуем, мы – результат эволюции приматов. Представим, что Джон – холостяк. Тогда он должен быть одинок, верно? (Это – логически истинно.) Бедный Джон – никогда он не сможет жениться! В данном примере логическая ошибка очевидна, и стоит всегда помнить о нем, чтобы было с чем сравнивать другие аргументы.

Те, кто верит в любую из предложенных формулировок сильного антропного принципа, полагают, что могут сделать какой-то удивительный и неожиданный вывод из факта существования разумных наблюдателей – например, заявить, что в каком-то смысле Вселенная существует для нас, или, возможно, что мы существуем для того, чтобы Вселенная могла существовать как целое, или даже что Бог сотворил Вселенную так, а не иначе, чтобы стало возможным наше появление. Истолкованные подобным образом, предложенные формулировки являются попыткой возрождения выдвинутого Пейли аргумента от Замысла, со смещением акцента с конкретных структур на самые основные физические законы Вселенной, делающие возможным существование таких структур. И здесь снова под рукой оказываются дарвиновские контраргументы.

Ил. 12

Обсуждаемые нами вопросы очень сложны, и большинство посвященных им дискуссий полны специальной терминологии, но логическая убедительность дарвиновских ответов может стать совершенно очевидной, если рассмотреть гораздо более простой случай. Для начала я должен познакомить вас с игрою «Жизнь» – остроумным мемом, основным автором которого является математик Джон Хортон Конвей. (В дальнейшем я еще несколько раз использую этот ценный мыслительный инструмент. Игра эта прекрасно позволяет взять запутанную проблему и высветить лишь самую ее суть или «скелет» – то, что легко понять и оценить.)

В «Жизнь» играют на двумерной сетке, похожей на шахматную доску, простыми фишками вроде камушков или монеток – или можно соблазниться высокими технологиями и сыграть на экране компьютера. Играют не ради победы; если и сравнивать «Жизнь» с какой-то другой игрой, то это будет раскладывание пасьянса221221
  Описание игры «Жизнь» с некоторыми изменениями заимствовано из моей более ранней работы (Dennett 1991b). Мартин Гарднер познакомил широкую аудиторию с этой игрой в двух статьях для колонки «Математические игры», которую вел в журнале Scientific American (в октябре 1970 и феврале 1971 года). Превосходное исследование игры и ее философского смысла см. в работе: Poundstone 1985.


[Закрыть]. Сетка делит поверхность на клетки, и каждая клетка в каждый конкретный момент времени либо ВКЛЮЧЕНА, либо ВЫКЛЮЧЕНА. (Если она ВКЛЮЧЕНА, положите в клетку монетку; если она ВЫКЛЮЧЕНА, оставьте клетку пустой.) Заметьте (см. ил. 12), что у каждой клетки – восемь соседок: четыре по сторонам (северная, южная, восточная и западная) и четыре по углам (северо-восточная, юго-восточная, юго-западная и северо-западная).

Ил. 13

Ил. 14

Время в мире «Жизни» дискретно, а не непрерывно; моменты времени изменяются скачками, и между двумя скачками состояние мира меняется в соответствии со следующим правилом:

Физика «Жизни»: Для каждой из клеток сетки подсчитайте количество ВКЛЮЧЕННЫХ в данный момент соседок. Если их две, то в следующий момент клетка сохраняет текущее состояние (ВКЛ или ВЫКЛ). Если три, то клетка будет ВКЛЮЧЕНА вне зависимости от нынешнего состояния. Во всех других случаях клетка ВЫКЛЮЧЕНА.

Вот и все – в игре лишь одно правило. Теперь вы знаете все, что нужно игроку. Вся физика мира игры «Жизнь» сводится к этому единственному и непреложному закону. Хотя это – фундаментальный «физический» закон мира «Жизни», вначале проще понять эту любопытную физику как биологию: пусть ВКЛЮЧЕННЫЕ клетки означают рождения, ВЫКЛЮЧЕННЫЕ – смерти, а следующие друг за другом скачки представляют собой поколения. Как перенаселение (наличие более трех ВКЛЮЧЕННЫХ соседок), так и изоляция (когда таких соседок меньше двух) ведет к гибели. Рассмотрим несколько простых примеров.

Ил. 15

На ил. 13 три ВКЛЮЧЕННЫХ соседки есть лишь у клеток d и f, так что в следующем поколении лишь в этих клетках произойдут рождения. У клеток b и h лишь по одной ВКЛЮЧЕННОЙ соседке, так что в следующем поколении они умрут. У клетки e – две ВКЛЮЧЕННЫХ соседки, и она останется без изменений. Значит, при следующем «скачке» появится конфигурация с ил. 14.

Очевидно, что при следующем скачке мы вернемся к изображению с ил. 13, и картинки будут сменять одна другую бесконечно, если только на рисунке каким-то образом не возникнет новая ВКЛЮЧЕННАЯ клетка. Это – маячок или светофор. А что станется с конфигурацией на ил. 15?

Ничего. У каждой ВКЛЮЧЕННОЙ клетки три ВКЛЮЧЕННЫЕ соседки, а потому рисунок будет воссоздаваться скачок за скачком. Назовем это натюрмортом. Последовательно применяя один-единственный закон, можно совершенно точно предсказать, какая конфигурация будет получена при следующем скачке, и при том, что будет за ним, и так далее. Иными словами, мир игры «Жизнь» – является моделью, идеально воплощающей прославленный Лапласом детерминизм: если мы, наблюдатели, располагаем описанием текущего состояния мира, то, просто применяя физические законы, можно с абсолютной точностью предсказать, каким он станет в будущем. Или, как я писал ранее222222
  Dennett 1971, 1978, 1987b.


[Закрыть], подходя к существующей в мире «Жизни» конфигурации с физических позиций223223
  В статье «Интенциональные системы» (Dennett 1971) и во многих последующих работах Деннет указывает, что реальность можно описывать из трех различных позиций: физической, позиции замысла и интенциональной. С «физической позиции» реальность исчерпывающим образом описывается на языке физики. Проблема в том, что такое описание будет чересчур длинным и непрактичным, ведь вся физическая информация подразумевает упоминание каждого атома и каждой молекулы! «Позиция замысла» позволяет абстрагироваться от ряда физических фактов и рассматривать физические объекты и системы с точки зрения их функции. Описание предмета посредством его функции, то есть как «топор» или «будильник», позволяет передать всю полезную для использования предмета информацию, не вдаваясь в мельчайшие детали его физического устройства. «Интенциональная позиция» подразумевает, что у физической системы есть некие цели и убеждения. Заняв интенциональную позицию, мы можем предсказывать поведение некоторых физических систем, предполагая, что они будут стремиться к достижению своих целей исходя из имеющихся у них убеждений. – Примеч. ред.


[Закрыть], мы способны на совершенно точные предсказания: без помех, неопределенности и с вероятностью равной единице. Более того, поскольку пространство «Жизни» двумерно, ничто не может укрыться от нашего взгляда. Нет ни закулисья, ни скрытых переменных; в мире «Жизни» развитие физических объектов можно наблюдать непосредственно и во всей полноте.

Ил. 16

Если вам скучно следовать простому правилу, то существуют компьютерные симуляции мира «Жизни», в которых можно задать на экране конфигурации и предоставить машине проигрывать алгоритм, раз за разом изменяя эти конфигурации в соответствии с единственным правилом. В лучших из симуляций можно менять пространственный и временной масштаб, наблюдая за процессом то вблизи, то с высоты птичьего полета. У некоторых цветных версий симуляции есть любопытная возможность: ВКЛЮЧЕННЫЕ клетки (часто называемые просто пикселями) меняют цвета в зависимости от возраста; рождаются они, скажем, синими, а затем с каждым новым скачком меняют цвет, становясь сначала зелеными, затем желтыми, оранжевыми, красными, коричневыми и, наконец, черными (и оставаясь черными уже до самой смерти). Это позволяет сразу видеть, насколько стары те или иные элементы узора, какие клетки принадлежат к одному поколению, где рождаются новые и т. д.224224
  В работе Poundstone 1985 приводятся простые симуляции на Бейсике и ассемблерном языке IBM-PC, которые можно скопировать на домашний компьютер, и описываются некоторые интересные модификации.


[Закрыть]

Ил. 17

Скоро становится ясно, что одни простые конфигурации интереснее других. Возьмем отрезок диагонали (ил. 16). Это не маячок; в каждом следующем поколении в изоляции гибнут две крайние ВКЛЮЧЕННЫЕ клетки, а новых клеток не появляется, и вскоре весь отрезок исчезает. Помимо неизменных конфигураций (натюрмортов) и конфигураций, со временем полностью исчезающих (например, только что описанная диагональ), существуют конфигурации, приводящие к появлению разнообразных циклов. Как мы видели, полный цикл маячка занимает два поколения и продолжается ad infinitum, если в пространство не вторгнется иная конфигурация. Такие вторжения и делают «Жизнь» интересной: помимо цикличных конфигураций, существуют и те, что, подобно амебам, плывут по поверхности. Наиболее простая из них – планер: на ил. 17 показано, как эта состоящая из 5 пикселей конфигурация продвигается на один шаг к юго-востоку.

Мир игры «Жизнь» населяют также пожиратели, паровозики, космические ракеты и множество иных удачно названных «существ», возникающих на новом уровне. (Этот уровень аналогичен тому, что в предыдущих работах я называл физической позицией.) У этого уровня свой собственный язык, краткая и упрощенная версия утомительных описаний, которые можно создавать на физическом уровне. Например:

За четыре поколения пожиратель может съесть планер. Что бы ни поглощалось, основной процесс неизменен. Между пожирателем и его жертвой появляется мост. В следующем поколении область моста отмирает из‐за перенаселенности; при этом и пожиратель, и жертва теряют фрагменты тел. Затем пожиратель восстанавливается, а жертва обычно на это не способна. Если, как в случае с планером, остальная часть жертвы гибнет, та считается поглощенной225225
  Poundstone 1985. Р. 38.


[Закрыть].

Ил. 18

Заметим, что, стоило нам перейти на новый уровень, как с нашей «онтологией» (каталогом существующих объектов) произошло нечто странное. На физическом уровне движение отсутствует, есть лишь ВКЛЮЧЕННЫЕ и ВЫКЛЮЧЕННЫЕ клетки, определяемые их неизменным местом в пространстве. На уровне замысла устойчивые объекты внезапно начинают двигаться; на ил. 16 показан один и тот же (хотя в каждом поколении состоящий из разных клеток) планер, двигающийся на юго-восток, меняя при этом форму. И в мире станет одним планером меньше после того, как тот, что изображен на ил. 18, будет съеден пожирателем.

Отметим также, что в то время, как на физическом уровне нет и не может быть никаких исключений из общего правила, на новом уровне наши обобщения требуют оговорок: нужно добавлять «обычно» и «при условии, что ничто не вторгнется в пространство». На этом онтологическом уровне заблудшие фрагменты осколков более ранних событий могут «сломать» или «убить» какой-либо объект. Степень их онтологической самостоятельности существенна, но не гарантирована. Сказать, что она значительна, значит согласиться, что можно, почти ничем не рискуя, подняться на этот уровень замысла, принять его онтологию и начать предсказывать (неточно и в общих чертах) поведение более крупных конфигураций или их систем, не заботясь о том, чтобы просчитать происходящее на физическом уровне. Например, можно задаться целью сконструировать некую интересную суперсистему из «частей», доступных на уровне замысла.

Именно это и хотели сделать Конвей и его ученики – и их ожидал невероятный успех. Они спроектировали самовоспроизводящуюся систему, состоящую исключительно из клеток «Жизни», которая также (в значительной степени) была универсальной машиной Тьюринга – двумерным компьютером, который, в принципе, может вычислять любые вычислимые функции (и доказали возможность ее создания). Что могло вдохновить Конвея и его учеников на создание, во-первых, этого мира, а во-вторых, его удивительных жителей? Они пытались на очень абстрактном уровне ответить на один из важнейших вопросов, занимающих нас в этой главе: каков минимальный уровень сложности, потребный для существования самовоспроизводящегося предмета? Они руководствовались давними блестящими рассуждениями Джона фон Неймана, который занимался этой проблемой незадолго до своей смерти в 1957 году. В 1953 году Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон открыли ДНК, но принципы ее работы в течение многих лет оставались загадкой. Фон Нейман довольно подробно описал своего рода дрейфующего робота, который подбирает осколки и обрывки, из которых можно построить его копию, затем повторяющую процесс. Опубликованное посмертно (в 1966 году) описание того, как автомат стал бы считывать собственные чертежи и затем строить по ним новую копию, в потрясающих подробностях предвосхитило последующие открытия механизмов экспрессии и репликации ДНК, но, чтобы сделать свое доказательство возможности самовоспроизводящегося автомата математически строгим и простым, фон Нейман обратился к элементарным двумерным абстракциям, ныне известным как клеточные автоматы. Клетки «Жизненного» мира Конвея – это особенно удачный пример клеточных автоматов.

Вместе со своими учениками Конвей хотел подробно обосновать доказательство фон Неймана, сконструировав двумерный мир с простой физикой, в котором подобная самовоспроизводящаяся конструкция окажется стабильной, рабочей структурой. Подобно фон Нейману они желали дать как можно более общий (и тем самым как можно более независимый от существующей в действительности – земной? локальной? – физики и химии) ответ. Они стремились к чему-то элементарному, что будет легко визуализировать и просчитать, а потому не только перешли от трехмерных моделей к двумерным, но и «оцифровали» время и пространство: как мы видели, все отрезки времени и расстояния описываются целым числом «скачков» и «клеток». Именно фон Нейман взял рожденную Аланом Тьюрингом абстрактную концепцию механического компьютера (который сейчас называется «машиной Тьюринга») и на ее основе разработал техническое описание универсальной электронной вычислительной машины с неизменной программой, осуществляющей последовательную обработку данных (которую сейчас называют «машиной фон Неймана»). В ходе своих блестящих исследований пространственных и структурных требований к такому компьютеру он осознал – и доказал, – что Универсальная машина Тьюринга (машина Тьюринга, способная без всяких исключений вычислить любую вычислимую функцию), в принципе, может быть построена в двумерном пространстве226226
  Больше о теоретических следствиях такого представления пространства и времени см.: Dennett 1987b. Ch. 6.


[Закрыть]. Конвей и его ученики также хотели подтвердить это своей собственной попыткой проектирования в двумерном пространстве227227
  Совершенно иное представление о двухмерной физике и проектировании дает «Планиверсум» Александра Дьюдни (1984), который значительно лучше «Флатландии» Эдвина Эббота (1884).


[Закрыть].