Сумма технологии

Лем Станислав

Но мы-то говорим о другом. Мозг способен превосходно регулировать огромное число параметров тела, к которому он «подключен». Происходит это автоматически или полуавтоматически (когда мы хотим встать и не заботимся об остальном, то есть о целом кинематическом комплексе, приведенном в действие этим «приказом»). А в мыслительном отношении, то есть как машина для регулировки явлений вне соматической сферы, мозг является малопродуктивным устройством, и, что еще важнее, он не может справиться с ситуациями, в которых нужно учитывать сразу большое число переменных. Поэтому, например, он не может точно (на основе алгоритмизации) регулировать биологические или общественные явления. Впрочем, даже процессы гораздо менее сложные (климатические, атмосферные) и по сей день глумятся над его регуляторными способностями (понимаемыми в данном случае лишь как способность детально предвидеть будущие состояния на основе знакомства с предшествующими). [X]

X

Примечание автора: Среди систем, изучаемых технической кибернетикой,

выделяется класс, столь сильно похожий своими общими конструктивными принципами на мозг, что подобные системы называются «биологическими». Это системы, которые могли возникнуть на пути естественной эволюции. На этом пути не могла бы возникнуть ни одна из создаваемых нами машин, ибо они не способны ни к самостоятельному существованию, ни к самовоспроизведению. Эволюционным путем может возникнуть только биологическая система, то есть такая, которая на каждом этапе своего существования приспособлена к окружающей среде. Своей конструкцией подобная система отражает не только те насущные цели, для которых она предназначена, но вместе с тем и весь пройденный эволюционный путь. Проволока, резина, шестерни не могут сами собой объединиться в динамо-машину. Многоклеточный организм возникает из одной клетки не только потому, что этого требуют насущные условия жизни, но и потому, что одноклеточные существовали до многоклеточных и обладали способностью объединяться в группы (колонии). В результате биологические организмы в противоположность обычным машинам однородны. Благодаря этому биологический регулятор может действовать, даже не обладая определенной функциональной локализацией.

Вот пример из «Технической кибернетики» Ивахненко. Кибернетической «черепахе» придается вычислительная машина. Она не имеет никаких «рецептов», имеется лишь устройство, которое измеряет качество ее работы. Такая «черепаха», перемещаясь по лаборатории, будет искать место, где температура, освещенность, вибрации и т.п. «возмущения» будут влиять на качество работы машины наименьшим образом. Подобная система не имеет «чувств», не «ощущает» температуру, освещенность и т.д. Она воспринимает такие раздражители «всем существом», и потому мы причисляем ее к биологическому типу. Если изменение температуры неблагоприятно скажется на какой-либо части машины, прибор, измеряющий качество работы, зарегистрировав ухудшение, включит двигатели и черепаха начнет блуждать в поисках «лучшего» места. В другом месте вибрации нарушат работу другой части машины, однако реакция будет такой же: «черепаха» удалится в поисках оптимальных условий. Система не нуждается в программировании, которое учитывало бы все возмущения, какие только возможны: конструктор может, например, не предусмотреть электромагнитные влияния, однако, если функционирование машины ухудшится, «черепаха» примется искать условия, благоприятные для «жизни». Такая система действует методом проб и ошибок, который оказывается ненадежным, если проблема слишком сложна или вредные последствия выступают позднее (например, радиоактивность). Поскольку приспособление не всегда равносильно познанию, биологический регулятор отнюдь не обязан служить «идеальной моделью гностического устройства». Вполне возможно, что идеальный образец такого устройства нужно искать не среди биологических регуляторов, а в одном из других классов сложных систем, которыми занимается кибернетика.

Мозг, наконец, даже и в самой «абстрактной» своей деятельности находится под гораздо большим влиянием тела (которому он и хозяин и слуга благодаря двусторонним обратным связям), чем мы это обычно осознаем. Поскольку он в свою очередь подключен к окружающему миру «при посредстве» этого самого тела, то все закономерности мира он непременно пытается выражать через формы телесного опыта (отсюда поиски того, кто держит на своих плечах Землю, того, что «притягивает» камень к Земле, и т.д.).

Пропускная способность мозга как информационного канала максимальна именно в сфере соматических явлений. Напротив, как только избыток информации, поступающей извне (например, в читаемом тексте), превысит десяток битов в секунду, так он уже блокирует мозг.

Астрономия, одна из первых наук, которую стал разрабатывать человек, по сей день не нашла решения «проблемы многих тел» (то есть не решила вопроса о движении многих тяготеющих друг к другу материальных точек). А ведь существует некто, способный решить эту проблему. Природа делает это «без математики», самим поведением этих тел. Возникает вопрос, нельзя ли подобным же способом атаковать «информационный кризис». Но ведь это невозможно – слышится тут же. Это бессмысленное утверждение. Математизация всех наук возрастает, а не уменьшается. Без математики мы ничего не можем.

Согласен, но установим вначале, о какой «математике» идет речь. О той ли, что выражается формальным языком равенств и неравенств, написанных на бумаге либо хранимых в двоичных элементах больших электронных машин, или же о той, которую без всякого формализма реализует оплодотворенное яйцо? Если мы обречены лишь на математику первого рода, нам грозит информационный кризис. Однако если мы пустим в ход – для своих целей – математику второго рода, дело может принять иной оборот.

Развитие зародыша – это «химическая симфония», начинающаяся в момент, когда ядро сперматозоида соединяется с ядром яйцеклетки. Представим себе, что нам удалось проследить это развитие на молекулярном уровне, от оплодотворения вплоть до появления зрелого организма, и мы хотим теперь изобразить этот процесс формальным языком химии, тем же, какой мы используем для изображения простых реакций вроде 2H+O=H₂O. Как выглядела бы такая «партитура эмбриогенеза»? Прежде всего нам следовало бы выписать подряд формулы всех соединений, «выходящих на старт». Потом мы начали бы выписывать соответствующие преобразования. Поскольку зрелый организм содержит на молекулярном уровне около 10²⁵битов информации, пришлось бы написать квадрильоны формул. Для записи этих реакций не хватило бы поверхности всех океанов и материков, вместе взятых. Задача абсолютно безнадежная.

Не будем пока говорить о том, как может справиться с такими проблемами химическая эмбриология. Полагаю, что язык биохимии должен будет подвергнуться

весьма радикальной перестройке. Возможно, появится некий физико-химико-математический формализм. Но это не наше дело. Ведь если кому-нибудь «понадобится» живой организм, то вся эта писанина вовсе не понадобится. Достаточно взять сперматозоид и оплодотворить им яйцеклетку, которая через определенное время «сама» преобразуется в «искомое решение».

Стоит поразмыслить, можем ли мы сделать нечто аналогичное в области научной информации? Предпринять «выращивание информации», «скрещивать» ее, обеспечить такой ее «рост», чтобы в итоге получить в виде «зрелого организма» научную теорию?

В качестве модели для наших экспериментов мы предлагаем, следовательно, не человеческий мозг, а другой продукт эволюции – зародышевую плазму. Количество информации, приходящееся на единицу объема мозга, несравненно меньше, чем количество информации в том же объеме сперматозоида (я говорю о сперматозоиде, а не о яйцеклетке, потому что его информационная «плотность» больше). Разумеется, нам нужен не тот сперматозоид и не те законы развития генотипов, какие создала эволюция. Это лишь точка старта и в то же время – единственная материальная система, на которой мы можем основываться.

Информация должна возникать из информации, как организм – из организма. «Порции» информации должны взаимно оплодотворяться, скрещиваться, подвергаться «мутациям», то есть небольшим изменениям, равно как и радикальным перестройкам (генетике неизвестным). Возможно, это произойдет в каких-то резервуарах, где будут реагировать друг с другом «информационные молекулы», в которых закодированы определенные сведения – подобно тому как в хромосомах закодированы черты организма. Возможно, это будет своеобразное «брожение информационной закваски».

Но энтузиазм наш преждевремен – мы слишком далеко забежали вперед. Если уж мы собрались учиться у эволюции, то нужно выяснить, каким образом она накапливает информацию.

Информация эта должна быть, с одной стороны, стабилизированной, с другой – пластичной. Для стабилизации, то есть для оптимальной информационной передачи, необходимы такие условия, как отсутствие помех в передатчике, низкий уровень шумов в канале, постоянство знаков (сигналов), соединение информации в монолитные компактные блоки и, наконец, излишек (избыточность) информации. Объединение информации помогает обнаружить ошибки и уменьшает их влияние на передачу информации; тому же служит ее избыточность. Генотип пользуется этими методами точно так же, как инженер-связист. Так же обстоит дело и с информацией, передаваемой печатным или письменным текстом. Она должна быть удобочитаемой (отсутствие помех), не подвергаться уничтожению (например, при выцветании типографской краски), отдельные буквы должны объединяться в блоки (слова), а те – в единицы более высокого порядка (фразы). Информация, содержащаяся в тексте, также избыточна, о чем говорит тот факт, что частично поврежденный текст можно прочесть.

Защиту информации от помех при хранении организм осуществляет посредством хорошей изоляции зародышевых клеток, ее передачу – с помощью прецизионного механизма хромосомных делений и т.п. Далее, эта информация сблокирована в гены, а гены – в блоки высшего порядка, в хромосомы («фразы наследственного текста»). Наконец, каждый генотип содержит избыточную информацию, о чем говорит тот факт, что повреждение яйцеклетки – разумеется, до определенной степени – не препятствует формированию неповрежденного организма. [XI] В процессе развития генотипическая информация превращается в фенотипическую. Фенотипом мы называем ту окончательную форму системы (то есть ее морфологические черты наравне с физиологическими чертами, а следовательно, и функциями), которая возникает как равнодействующая наследственных (генотипических) факторов и влияния внешней среды.

XI

Примечание автора: Вероятностно-статистический подход к методам передачи информации позволяет с почти математической строгостью рассмотреть проблему двуполости, а также вредные последствия инбридинга, то есть скрещивания близкородственных особей. Именно вероятность того, что некоторое число особей имеет одинаковое генетическое нарушение (рецессивную мутацию), тем больше, чем ближе их родство, а если они происходят от одних и тех же родителей, эта вероятность максимальна. Наибольшей оказывается тогда и возможность появления фенотипических мутантов, коль скоро, разумеется, генетическая информация данных особей была повреждена; скрещивание родственных особей, генотипы которых не повреждены, никаких вредных последствий не может вызвать.

Вообразим, что на нескольких линотипах набираются такие тексты, в которых каждая ошибка набора приводит к существенному искажению смысла. Тогда, сравнивая один и тот же текст, набранный на различных линотипах, мы, очевидно, получим материал, позволяющий полностью восстановить исходную информацию, ибо весьма маловероятно, что на различных машинах опечатки возникнут в одних и тех же местах текста. Если же эта серия состоит из совершенно одинаковых линотипов, которые из-за особых недостатков конструкции всегда делают одинаковые опечатки, то сопоставлять («считывать») полученные на них тексты бесполезно, это не позволит реконструировать информацию, ибо она искажена в одних и тех же местах. Конечно, если линотипы вообще не делают опечаток, проблема отпадает сама собой, но ведь то же самое относится и к передаче биологической информации.[133]

Если воспользоваться наглядной моделью, то генотип – это как бы пустой и съежившийся детский воздушный шарик. Если мы вложим его в граненый сосуд и надуем, то шарик, который по «генотипической тенденции» должен был бы округлиться, приспособит свою форму к форме сосуда. Существенным свойством органического развития является его пластичность, обязанная своим происхождением «регуляционным буферам», которые служат как бы «амортизирующей прокладкой» между генотипическими инструкциями и требованиями среды. Попросту говоря, организм может жить в условиях даже не очень благоприятных, то есть таких, которые выходят за стандартные рамки генотипической программы. Равнинное растение может вырасти и в горах, но формой оно уподобится горным растениям; иначе говоря, фенотип его изменится, а генотип нет, ибо если перенести его зерна на равнину, то из них опять появятся растения первоначальной формы.