Случайность и необходимость

I О необычных объектах

Различия между искусственными и естественными объектами кажутся нам непосредственно и недвусмысленно очевидными. Камень, гора, река, облако – естественные объекты; нож, носовой платок, автомобиль – искусственные объекты, артефакты[2]. Однако проанализируйте эти суждения, и вы убедитесь, что в действительности они лишены не только непосредственности, но и объективности. Всем известно, что нож – творение рук человеческих, созданное с определенной целью. Поскольку создатель заранее представляет себе эту цель, материальная форма любого искусственного объекта отражает намерение, породившее его; другими словами, форму определяет ожидаемая функция. Иначе обстоит дело с рекой или скалой, которые, как мы знаем или полагаем, образовались благодаря произвольной игре физических сил, коим нельзя приписать никакого замысла, никакого «проекта» или цели. Только не в том случае, если мы принимаем основной принцип научного метода, а именно, что природа объективна, а не проективна.

Таким образом, мы судим о «естественности» или «искусственности» любого объекта сквозь призму нашей собственной деятельности, сознательной и проективной, преднамеренной и целенаправленной – деятельности по созданию артефактов. Но существуют ли объективные и общие стандарты для определения характеристик искусственных объектов, продуктов сознательной целенаправленной деятельности, в отличие от объектов, порождаемых произвольной игрой физических сил? Безусловно, наилучший способ убедиться в объективности выбранных критериев – это спросить себя, можно ли на их основе написать программу, которая позволила бы компьютеру отличать творения природы от артефактов.

Такая программа нашла бы множество самых интересных применений. Предположим, что космический корабль вот-вот приземлится на Венере или Марсе; что может быть увлекательнее поисков жизни на ближайших к нам планетах? Возможно, их населяют (или населяли прежде) разумные существа, способные к проективной деятельности. Чтобы обнаружить такую деятельность, мы должны уметь распознавать ее продукты, как бы сильно те ни отличались от всего того, что создал человек на Земле. Поскольку мы не имеем ни малейшего представления о природе инопланетных существ и их замыслах, нашей программе придется руководствоваться общими критериями, основанными исключительно на структуре и форме исследуемых объектов без какой-либо опоры на их конечную функцию.

На первый взгляд, подходящих критериев всего два: а) регулярность и б) повторяемость. Первый критерий отражает тот факт, что естественные объекты, порожденные игрой физических сил, почти никогда не обладают геометрически простой и незатейливой структурой: плоскими поверхностями, ровными краями, прямыми углами, точной симметрией. В той или иной степени эти признаки характерны только для артефактов.

Из двух упомянутых выше критериев повторяемость, вероятно, будет решающим. Материализуя некое повторяющееся намерение, гомологичные артефакты, предназначенные для одного и того же использования, более или менее точно отражают цель своего создателя. В этом отношении особое значение имело бы обнаружение большого количества однотипных объектов.

Таковы общие критерии, которые могут позволить программе отличить естественное от искусственного. Следует добавить, что объекты, отобранные для исследования, должны иметь макроскопические, а не микроскопические размеры. Под макроскопическими мы понимаем размеры, измеряемые, скажем, в сантиметрах; под микроскопическими – размеры, обычно выражаемые в ангстремах (один сантиметр равен ста миллионам ангстрем). Это важный момент: в микроскопическом масштабе мы имеем дело с атомарными и молекулярными структурами, простая и повторяющаяся геометрия которых, безусловно, свидетельствует не о сознательном и рациональном намерении, а о законах химии.

Итак, предположим, что такая программа написана и машина построена. Разумнее всего проверить ее работоспособность на наземных объектах. Для этого представим, что машина была собрана специалистами марсианского космического агентства с целью обнаружения признаков организованной, целенаправленной деятельности на Земле. Допустим, что первый марсианский корабль приземляется в лесу Фонтенбло, неподалеку от городка Барбизон. Машина видит и сравнивает две категории объектов, наиболее примечательных в этом районе: с одной стороны, дома в Барбизоне, с другой – скальные образования Апремона. Используя критерии правильности, геометрической простоты и повторяемости, она без труда заключит, что скалы – это природные объекты, а дома – артефакты.

Переключившись на более мелкие объекты, машина исследует гальку и обнаруживает в ней несколько кристаллов – скажем, кристаллов кварца. Используя те же критерии, она, разумеется, решит, что камни – природные объекты, а кристаллы кварца – искусственные. Данный вывод свидетельствует о том, что в программу закралась «ошибка». Примечательно, что эта «ошибка» проистекает из весьма любопытного источника: кристаллы представляют собой правильные геометрические формы потому, что их макроскопическая структура непосредственно отражает простую и повторяющуюся микроскопическую структуру составляющих их атомов или молекул. Другими словами, кристалл – это макроскопическое выражение микроскопической структуры. К счастью, такую «ошибку» достаточно легко устранить, ибо все возможные кристаллические структуры нам известны.

Теперь вообразим, что машина изучает объект другого рода: например, улей, построенный дикими пчелами. Здесь она, очевидно, найдет все признаки, указывающие на искусственное происхождение: простую и повторяющуюся геометрическую структуру сот и составляющих их ячеек. В результате улей будет отнесен в той же категории объектов, что и жилища Барбизона. О чем говорит подобный вывод? Мы знаем, что улей – «искусственный» объект, ибо представляет собой продукт деятельности пчел. Тем не менее у нас есть веские основания полагать, что эта деятельность носит не сознательно-проективный, а автоматический характер. В то же время, как хорошие натуралисты, мы склонны причислять пчел к классу «естественных» существ. Нет ли вопиющего противоречия в том, чтобы считать «искусственным» продукт автоматической деятельности «естественного» существа?

Проведя соответствующее исследование, мы убедимся, что если такое противоречие действительно имеет место, то оно проистекает не из ошибок программирования, а из неоднозначности наших суждений. Изучая обитателей улья – пчел, – машина неизбежно примет их за искусственные, высокотехничные объекты. Самый поверхностный осмотр выявит в пчеле элементы простой симметрии: билатеральной и трансляционной. Более того, изучая одну пчелу за другой, компьютер заметит, что чрезвычайная сложность строения (например, количество и расположение брюшных волосков или жилкование крыльев) воспроизводится с необычайной точностью в каждой особи. Разве это не есть убедительное доказательство того, что пчелы суть продукты преднамеренной, конструктивной и необычайно сложной деятельности? На основании собранной информации машина будет вынуждена сообщить марсианам, что на Земле существует высокоразвитая индустрия, по сравнению с которой их собственная покажется примитивной.

Единственная цель этого маленького экскурса в не столь уж фантастическое будущее состоит в том, чтобы показать, как в действительности сложно определить интуитивно очевидные, но вместе с тем трудноуловимые различия между «естественным» и «искусственным». По всей вероятности, на основе одних только структурных – макроскопических – критериев невозможно прийти к определению искусственного, которое, с одной стороны, охватывало бы все «истинные» артефакты, такие как продукты человеческой деятельности, а с другой – исключало бы естественные объекты вроде кристаллических структур и живых существ, которых мы также относим к природным системам.

Ища причину путаницы – точнее, кажущейся путаницы, – следует задуматься, не возникает ли она из нашего стремления ограничить программу только анализом формы, структуры, геометрии и тем самым лишить понятие искусственного его сущностного содержания. Любой искусственный объект определяется или объясняется в первую очередь функцией, которую он призван выполнять, действием, которого от него ожидает изобретатель. Как ни странно, запрограммировав машину таким образом, чтобы она обращала внимание не только на устройство, но и потенциальную функцию исследуемых объектов, мы получим еще более разочаровывающие результаты.

Предположим, что новая программа позволяет машине анализировать структуру и поведение двух категорий объектов – например, лошадей, скачущих по лугу, и автомобилей, движущихся по шоссе. Анализ приведет машину к выводу, что эти объекты сопоставимы: и лошади, и автомобили обладают встроенной способностью к быстрому перемещению, хотя и по разным поверхностям, что объясняет различия в их внутреннем устройстве. Рассмотрим другой пример: если мы попросим машину сравнить строение и функционирование глаза позвоночного с устройством и работой фотоаппарата, программа не сможет не признать их выраженное сходство. Линзы, диафрагма, затвор, светочувствительные пигменты – несомненно, одни и те же элементы не могут быть встроены в два разных объекта, кроме как с целью реализации одинаковых функций.

Последний из этих примеров – классический пример функциональной адаптации, свойственной живым существам. Я привел его только для того, чтобы подчеркнуть, как необоснованно и бессмысленно было бы отрицать, что естественный орган – глаз – представляет собой материализацию некой «цели» – в данном случае получение изображений. С той же целью, безусловно, создан и фотоаппарат. Отрицать это тем более абсурдно, что цель, «объясняющая» фотоаппарат, не может не быть тождественной цели, которой глаз обязан своим строением. Всякий артефакт есть продукт, созданный живым существом, которое через него выражает одну из фундаментальных характеристик всех живых организмов без исключения: все они представляют собой объекты, наделенные целью или замыслом, которые в свою очередь проявляются в их строении и через их деятельность (например, производство артефактов).

Вместо того чтобы отвергать эту идею (как пытались делать некоторые биологи), необходимо признать, что она принципиально важна для самого определения живых существ. Последние отличаются от всех других структур или систем, присутствующих во вселенной, данным характерным свойством, которое мы будем называть телеономией.

Впрочем, следует иметь в виду, что, хотя это условие и необходимо для определения живых существ, одного его недостаточно, ибо оно не предлагает никаких объективных критериев, позволяющих отличать живые существа от артефактов, возникающих в результате их деятельности.

Мало указать на то, что замысел, породивший артефакт, принадлежит создавшему его животному, а не самому искусственному объекту. Это очевидное понятие слишком субъективно, о чем явно свидетельствует трудность его использования в компьютерной программе: на каком основании машина может решить, что замысел получения изображений – замысел, реализуемый фотоаппаратом, – принадлежит какому-то другому объекту, а не самому фотоаппарату? Исследуя готовую структуру и анализируя ее работу, можно установить план, но не его автора или источник.

Чтобы обнаружить источник, необходима программа, которая будет изучать не только сам объект, но и его происхождение, историю и, для начала, процедуру его создания. Ничто, по крайней мере в принципе, не мешает написать такую программу. Даже при самом грубом исполнении она могла бы обнаружить радикальное различие между живым существом и любым артефактом, каким бы совершенным он ни был. Такая машина не могла бы не заметить, что макроскопическая структура артефакта (будь то соты, бобровая плотина, палеолитический топор или космический корабль) есть не что иное, как результат воздействия сил, внешних по отношению к самому объекту. Будучи завершенной, макроскопическая структура свидетельствует не о внутренних силах сцепления между атомами или молекулами, составляющими ее материал (и обуславливающими только общие свойства плотности, твердости, пластичности и т. д.), но о внешних силах, придавших ей данную конкретную форму.

С другой стороны, программа должна будет зафиксировать тот факт, что внутренняя организация живого существа есть следствие совершенно иного процесса. Так, любой организм обязан присущим ему строением – от общей формы до мельчайших деталей – не столько действию внешних сил, сколько «морфогенетическим» взаимодействиям внутри него самого. Его внутреннее устройство – доказательство автономного детерминизма: точного, строгого, подразумевающего практически полную независимость от влияния внешних агентов или условий. Внешние силы, несомненно, способны препятствовать развитию организма, но не могут ни управлять им, ни навязывать ему определенную организацию. Благодаря автономии и самопроизвольности морфогенетических процессов, формирующих макроскопическую структуру живых существ, последние кардинально отличаются от артефактов, как, впрочем, и от большинства природных объектов, макроскопическая морфология которых в значительной степени является следствием воздействия внешних факторов. Из этого правила имеется лишь одно исключение: кристаллы, характерная геометрия которых отражает микроскопические взаимодействия внутри самого объекта. Следовательно, на основании одного этого критерия машина отнесла бы кристаллы к категории живых существ, а не к классу артефактов и природных объектов, возникших благодаря действию внешних сил.

Тот факт, что этот последний критерий, в отличие от критериев правильности и повторяемости, указывает на сходство кристаллических структур с живыми существами, вполне может заставить нашего программиста призадуматься. Не будучи сведущим в современной биологии, он должен спросить себя: могут ли внутренние силы, придающие живым существам их макроскопическую структуру, иметь ту же природу, что и микроскопические взаимодействия, отвечающие за морфологию кристалла? В том, что это действительно так, мы сможем убедиться в последующих главах этого очерка. Пока же мы ищем наиболее общие критерии для определения макроскопических свойств, отличающих живые существа от всех других объектов во вселенной.

«Обнаружив», что внутренний, автономный детерминизм обеспечивает формирование чрезвычайно сложных структур живых существ, наш программист (специалист по информации, не имеющий биологического образования) неизбежно придет к выводу, что такие структуры несут в себе значительный объем информации. Поскольку всякая выраженная – и, следовательно, полученная – информация предполагает некий источник, возникает вопрос: каков источник информации, выраженной в структурном устройстве живых организмов?

Предположим, что, продолжив изыскания, наш программист наконец делает последнее открытие: источником информации, выраженной в структуре живого существа, всегда является другой, структурно идентичный объект. Итак, наш программист определил источник и обнаружил третье примечательное свойство живых объектов: способность воспроизводить и передавать информацию о своем строении ne varietur[3]. Объем этой информации достаточно велик, ибо она описывает организационную схему, которая, будучи необычайно сложной, сохраняется неизменной от одного поколения к другому. Для обозначения этого свойства мы будем использовать термин инвариантное воспроизводство или коротко – инвариантность.

Применив критерий инвариантного воспроизводства, мы увидим, что живые существа и кристаллические структуры обладают еще одним общим свойством, делающим их не похожими на все другие известные объекты во вселенной. Некоторые химические вещества в пересыщенном растворе не кристаллизуются, если раствор предварительно не инокулирован затравочными кристаллами. Мы также знаем, что в случае химического вещества, способного кристаллизоваться двумя различными способами, структура кристаллов, возникающих в растворе, определяется структурой используемой затравки. Объем информации, заключенной в кристаллических образованиях, однако, на несколько порядков меньше объема информации, передаваемой от одного поколения к другому при размножении самых простых из известных нам живых существ. По этому критерию – сугубо количественному, надо заметить – живые существа можно отличить от всех других объектов, включая кристаллы.

Теперь забудем о нашем марсианском программисте и предоставим ему спокойно обдумывать происходящее. Сей воображаемый эксперимент не имел иной цели, кроме как помочь нам «заново открыть» наиболее общие свойства, характеризующие живые существа и отличающие их от остальной вселенной. Допустим, что мы уже достаточно знакомы с современной биологией, а потому можем перейти к более тщательному анализу и попытаться определить, по возможности количественно, рассматриваемые свойства. Мы обнаружили три: телеономию, автономный морфогенез и репродуктивную инвариантность.

Легче всего количественно определить репродуктивную инвариантность. Поскольку инвариантность – это способность воспроизводить высокоупорядоченную структуру, а степень упорядоченности структуры может быть описана в единицах информации, не будет ошибкой утверждать, что «содержание инвариантности» вида равно количеству информации, передаваемой от одного поколения к другому и обеспечивающей поддержание определенного структурного стандарта. Как мы увидим далее, при помощи нескольких допущений можно установить приблизительный объем этой информации.

Это, в свою очередь, даст нам возможность лучше определить понятие, непосредственно вдохновленное изучением структур и поведения живых существ: понятие телеономии. Как показывает анализ, данное понятие в высшей степени неоднозначно, ибо подразумевает субъективную идею «замысла», или «проекта». Вспомним пример с фотоаппаратом: если мы согласились с тем, что существование и устройство этого объекта реализуют замысел получения изображений, то, разумеется, должны согласиться и с тем, что аналогичный замысел воплощает и глаз любого позвоночного.

Каждый отдельный «проект», в чем бы он ни заключался, имеет смысл только как часть более глобального «плана». Всякая функциональная адаптация живых существ, равно как и все артефакты, которые они производят, служат определенным целям, которые можно рассматривать как множественные аспекты или фрагменты уникального основополагающего замысла, а именно сохранения и размножения вида.

Таким образом, базовый телеономический замысел («проект») можно определить как состоящий в передаче от одного поколения к другому содержания инвариантности, характерной для данного конкретного вида. Если так, все структуры, все процессы, все действия, способствующие успеху основного «проекта», следует считать «телеономическими».

Это позволяет если не установить сам «телеономический уровень» вида, то хотя бы сформулировать принцип его определения. Все телеономические структуры и процессы можно рассматривать как соответствующие определенному количеству информации, передача которой обеспечивает реализацию этих структур и осуществление этих функций. Назовем эту величину «телеономической информацией». Тогда можно утверждать, что «телеономический уровень» вида соответствует объему информации, необходимому для передачи специфического содержания репродуктивной инвариантности из поколения в поколение.

Нетрудно заметить, что у того или иного вида, находящегося выше или ниже по шкале животных, исполнение фундаментального телеономического замысла (то есть инвариантного воспроизводства) требует разнообразных, более или менее сложных структур и процессов. Следует подчеркнуть, что речь идет не только о поведении, непосредственно связанном с самим воспроизводством, но и обо всех видах деятельности, способствующих – пусть и косвенно – выживанию и размножению вида. Так, у высших млекопитающих игра является важным элементом психического развития и социальной интеграции детенышей. Следовательно, игровая деятельность имеет телеономическую ценность, ибо содействует сплочению группы – неотъемлемому условию не только выживания самой группы, но и экспансии всего вида как целого. Именно степень сложности всех этих процессов или структур, служащих телеономической цели, мы и стремимся установить.

Хотя данная характеристика теоретически определима, на практике она не поддается измерению. Впрочем, она может служить эмпирическим мерилом для ранжирования разных видов или групп по «телеономической шкале». Возьмем яркий пример: представьте себе застенчивого поэта, слишком робкого, чтобы признаться в своих чувствах любимой женщине. Он может выразить свою страсть только символически, в стихах, которые он ей посвящает. Предположим, что в конце концов покоренная утонченными комплиментами дама уступает желанию поэта. Стихи способствовали успешной реализации его основного «проекта», а потому содержащаяся в них информация может быть определена через сумму телеономических действий, обеспечивающих передачу генетической инвариантности.

Бесспорно, аналогичное поведение не фигурирует в реализации «проекта» у других видов животных, например мыши. Однако – и это важный момент – содержание генетической инвариантности у мыши и человека примерно одинаково (и у всех млекопитающих, если уж на то пошло). Таким образом, два параметра, которые мы пытаемся определить, сильно различаются.

Это подводит нас к важнейшему вопросу о взаимосвязи между тремя ключевыми признаками, отличающими живых существ от прочих объектов. Тот факт, что компьютерная программа идентифицировала их последовательно и независимо, не доказывает, что они не являются проявлениями другого, более фундаментального свойства, недоступного непосредственному наблюдению. Будь оно так, выделение характерных свойств, равно как и поиск различных их определений, были бы не чем иным, как заблуждением и произволом. Вместо того чтобы пролить свет на реальную проблему, разгадать «тайну жизни» и препарировать ее, мы были бы заняты ее изгнанием.