Диалоги
Шрифт:
ФИЛОНУС. Ты прав, однако общий термодинамический баланс, подтверждающий правильность второго закона термодинамики, ни в малейшей степени не объясняет явления жизни. Подумай вот о чем: определенный механизм, определенная машина может воспроизвести только определенный механизм или же объект, структурно более простой, чем он сам. Попросту говоря, машина, производящая ботинок, более сложна, чем этот ботинок, машина для изготовления гвоздей более сложна, чем гвоздь, и так далее.
ГИЛАС. Всегда ли она должна быть более сложной? Мне кажется, сложность того, что производит, и того, что производится, может быть одинаковой. Возьми, к примеру, штамповочный механизм и отливку, им произведенную.
ФИЛОНУС. Всегда, всегда более, друг!
ГИЛАС. Но подожди-ка. Ведь на относительно простой машине, например токарном станке, можно изготовить очень сложный предмет.
ФИЛОНУС. Никогда. Более простая машина лишь тогда способна изготовить предмет более сложный, чем она сама, когда ее направляет человек, а в этом случае в расчет берется уже машина плюс человеческий мозг, то
ГИЛАС. Ну хорошо, а электронная счетная машина, которая выполняет невиданно сложное задание? Разве это задание не может быть структурно более сложным, запутанным, чем она сама? Правда, не представляю себе, как, собственно, измерить эту разницу в «запутанности»?
ФИЛОНУС. «Запутанность», или «усложненность структуры», в нашем понимании, – просто количество информации, мой Гилас. Счетный автомат может выполнить задание, которое структурно гораздо сложнее его, если мы поместим в него соответствующую инструкцию. Однако эта инструкция является определенной структурой, а говоря точнее – определенной информацией. Таким образом, окончательный баланс обнаружит перевес в сложности в пользу счетной машины, а не в пользу ее продукта – решенного задания. Рассмотрим для большей наглядности простой пример – твою формовочную машину. Штампует она, скажем, человеческие маски с формы. Таким образом форма в процессе штамповки передает глине определенный объем информации, при этом на практике некоторые незначительные детали формы утрачиваются в процессе штамповки, так что продукт (отливка) всегда чуточку менее сложный (обладающий меньшей информацией), чем сама отдельно взятая форма. Это проявление общего закона, по которому в процессе (при передаче) информация может уменьшиться, может подвергнуться упрощению, но сама собой она не увеличится. Это, как видишь, «обратная», кибернетическая, форма второго закона термодинамики, гласящего, что энтропия системы может спонтанно возрастать, но не может самопроизвольно уменьшаться. Однако идем дальше. Так вот, если бы мы процесс штамповки масок продолжили таким образом, что с каждой отливки изготавливали бы новую форму (негатив) и с нее отливали бы следующую маску, потом с этой следующей снова делали негатив (форму) и так далее, то после определенного количества таких повторений мы получили бы в конце концов маски, гораздо менее выразительные, чем исходная форма. Таким образом, мы смогли бы наблюдать постоянную дегенеративную тенденцию, проявляющуюся в том, что в процессе штамповки каждой последующей маски каждый раз утрачивались бы определенные детали рисунка. После многих тысяч операций мы получили бы в качестве отливки просто ком, лишь общим контуром приблизительно напоминающий исходный оригинал – и ни малейшей скульптурной изысканности. Так вот, следует отметить тот замечательный факт, что эта дегенеративная тенденция напрочь отсутствует в процессе, аналогичном рассмотренному, то есть при размножении живых организмов. Если бы подобная тенденция прослеживалась, дети всегда были бы несколько беднее (в смысле организации системы), чем родители, и через несколько поколений возникли бы системы, дезорганизованные настолько, что уже не были бы способны к жизни.
ГИЛАС. Какой же выход из этой дилеммы? Не значит ли это, что законы передачи информации не работают при рассмотрении живых систем, то есть вовсе не объем информации, заключенный в яйцеклетке, обусловливает появление из нее наследственного организма?
ФИЛОНУС. Законы обращения и передачи информации обязательны везде, во всех системах, живых или мертвых, так же как и законы термодинамики. Однако мы считаем, что в процессе эволюции действует некая закономерность, нейтрализующая проявление дегенеративной тенденции. В процессе эволюции проявляется, как нам кажется, феномен, неизвестный в мертвой природе, а именно: преодоление порога минимальной сложности. Что это значит? Это значит, что только ниже определенного уровня сложности системы не могут создавать другие системы, равные по сложности себе. Когда же воспроизводящее устройство превысит этот уровень, то есть достигнет «порога минимальной сложности», тогда оно уже будет в состоянии создавать устройства, равные по сложности себе.
ГИЛАС. Подожди-ка! Недостаточно, чтобы они были по сложности равными родительским. Ведь в процессе эволюции из более простых организмов возникают более сложные. Из этого следует, что при определенных обстоятельствах из меньшего объема информации может возникнуть больший объем, не так ли? Значит, закон кибернетики, утверждающий, что в процессе передачи информация не может возрастать, а может только уменьшаться, – этот закон не действует в процессе эволюции, которая его постоянно опровергает. Что ты на это скажешь?
ФИЛОНУС. Закон кибернетики в процессе эволюции не нарушается. Проблема, признаться, чрезвычайно сложна. Дело обстоит так: организм для рождения более сложного, чем он сам, потомка не создает информацию из ничего, но черпает ее из окружения. Подобным же образом, чтобы не допустить роста внутрисистемной энтропии, организм черпает из окружающей среды средства пропитания, энергетическая дезорганизация которых уравновешивает его термодинамический баланс. Каким образом организм черпает информацию из окружающей среды? В общих чертах мы можем сказать, что это происходит одним из двух способов. Во-первых, есть информация, которую получает из окружающей среды его нервная система. Она служит только данному организму, а не его потомкам, поскольку, как ты знаешь, индивидуальная память о событиях и жизненный опыт не передаются по
ГИЛАС. А вот этого я абсолютно не понимаю. Как ты себе это представляешь?
ФИЛОНУС. Чтобы это выяснить, мы должны в двух-трех словах обрисовать второе фундаментальное понятие кибернетики, а именно – понятие обратной связи. Оно означает, что информация о результате воздействия организма на окружение возвращается обратно в организм с тем, чтобы корректировать его последующее действие. Таким образом, обратная связь – это механизм, позволяющий постоянно контролировать результаты деятельности организма или другого устройства, которое благодаря этой связи становится самоуправляемым: оно ведь не действует вслепую и, постоянно корректируя последующие этапы своего развития, может достигать определенной цели. Приблизительности этой формулировки – по крайней мере на данный момент – нам будет достаточно. Когда я протягиваю руку, чтобы поднять с земли вот этот листочек, информация о результатах моего предприятия устремляется по закону обратной связи через глаза в мозг, так что, если я коснусь рукой земли дальше или ближе листа, то, проинформированный об этом зрительным впечатлением, смогу тут же ввести соответствующую поправку для последующих движений. Это, надеюсь, тебе понятно?
ГИЛАС. Да.
ФИЛОНУС. Теперь вернемся к эволюции: здесь тоже действует обратная связь, только не по отношению к тому же самому организму, а к последующему поколению. Организм «воздействует на окружающую среду» тем, что рождает потомка. Если это действие было «целенаправленным» (как ловкое подхватывание рукой листочка), то потомок будет способен существовать в окружающем мире, будет размножаться, создавая последующие поколения. Если же это действие, каковым является потомок, не было «целенаправленным» (как промах протянутой за листочком руки), то окружение, подобно фильтру, «не пустит» потомка дальше, «внесет поправку», заключающуюся в том, что, неспособный к поддержанию жизни, он погибнет. Таким образом, обратная связь в процессе эволюции охватывает жизненный цикл поколений. Организмы последующих поколений, проходящие через «фильтр среды», являют собой положительную обратную связь – эти организмы будут жить и размножаться в дальнейшем. Несоответствующие, то есть неспособные пройти через «фильтр среды», вымирают – чаще всего не в первом же поколении, но после ряда проходов через «фильтр» (т.е. через несколько поколений). Приспособление организмов в процессе эволюции равнозначно смене информации, заключенной в генеративных клетках. Эта информация увеличивается в генных мутациях, причем неподходящую информацию отметает, не пропуская ее дальше, «фильтр», иными словами – совокупность условий окружающей среды. Подавляющее большинство мутаций не позволяет полезной информации возрастать и потому поглощается «фильтром». Только мутации, вызванные полезной информацией (в смысле способности к выживанию в данных условиях), проходят через «фильтр среды». Процесс этот – очень медленный, если учесть, что то, чему в индивидуальной деятельности организма соответствует один управляемый обратной связью акт, в процессе эволюции соответствует одно поколение систем. Однако же эволюция предоставляет организмам достаточно времени: ни много ни мало – около двух миллиардов лет. Откуда же берется в общем балансе эта дополнительная информация, из поколения в поколение закладываемая в хромосомы генеративных клеток тех организмов, которые проходят через «фильтр»? В конечном счете она увеличивается за счет дезорганизации фотонов солнечного света, которые поддерживают и делают возможным существование и развитие жизни на Земле. Ясно ли представляется тебе теперь кибернетическая интерпретация процесса эволюции?
ГИЛАС. Отнюдь нет. Особенно мне не нравится концепция, согласно которой информация, заключенная в гаметах, увеличивается из-за случайности, по воле слепого случая – ведь мутации по сути случайны. Количество информации, содержащейся в генах генеративных клеток, как я читал, более или менее соответствует количеству информации, заключенной в полном издании Британской энциклопедии. Мыслимое ли дело, чтобы эти сорок толстенных томов можно было бы напечатать, швыряя на пол типографские кассы с литерами, прочитывая то, что случайно сложилось, и последовательно уничтожая бессмысленные комбинации? Мне кажется, что, повторяя такой процесс хоть даже миллиард лет, мы бы все равно не смогли напечатать энциклопедию. А ведь именно так, с точки зрения кибернетики, представляется образ эволюции. Впрочем, проблему – то есть вопрос о том, наследственны ли свойства, приобретенные в процессе индивидуальной жизни, или нет – можно разрешить благодаря именно измеримости информации. Можно ведь рассчитать, какова математическая вероятность того, что количество информации, содержащееся в человеческой гамете, возникло за два миллиарда лет под воздействием эволюционной обратной связи в системе «случайные мутации – селекционный фильтр среды». Если подобная вероятность окажется, как я и предполагаю, ничтожной, то придется принять гипотезу о наследовании приобретенных качеств. Другого выхода нет.
ФИЛОНУС. Все не так просто, как ты считаешь, Гилас. С точки зрения статистики, и в том, что касается количества информации, – действительно, здесь наблюдается аналогия между энциклопедией и гаметой, поскольку обе они – «информационные» системы. Однако в динамическом смысле, в смысле внутренних системных закономерностей, это вещи в высшей степени различные и несравнимые. В особенности же несравнимы издание энциклопедии путем случайных сочетаний литер и действие обратной связи эволюционных систем, фильтрующих мутационный разброс генотипа популяции.