Глава 1

Жизнь как процесс познания

1. Положительная обратная связь при получении энергии

Самое удивительное свойство живого – и в то же время больше всего нуждающееся в объяснении – состоит в том, что оно развивается как будто вопреки законам вероятности, в направлении от более вероятного к более невероятному, от более простого к более сложному, от систем с более низкой гармонией к системам с более высокой гармонией. Между тем универсальные законы физики при этом нисколько не нарушаются; в частности, второй закон термодинамики сохраняет силу и для живых систем. Все жизненные процессы поддерживаются перепадом* рассеивающейся в мире или, как говорят физики, диссипирующей энергии. По образному выражению одного из моих венских друзей, жизнь "пожирает отрицательную энтропию".

Все живые системы устроены таким образом, что они способны захватывать и накапливать энергию. Как прекрасно сказал Отто Рёсслер, жизнь ведет себя в потоке диссипирующей мировой энергии подобно песчаной отмели, отложившейся поперек течения реки и способной задержать тем больше песка, чем больше она уже успела его набрать. Понятно, что живые системы могут поглощать тем больше энергии, чем больше они ее уже поглотили: в благоприятных условиях живые существа растут и размножаются. Большое число больших животных съедает больше, чем небольшое число малых. Таким образом, организмы – это системы, приобретающие энергию в замкнутой цепи с так называемой положительной обратной связью.

В неорганическом мире также встречаются системы, ведущие себя подобным образом. В английском языке положительная обратная связь описывается вошедшим в повседневный язык выражением "Snowballing" [От глагола to snоwball – расти, как снежный ком]. Точно так же и пожар распространяется тем быстрее, чем больше он уже разгорелся, и у многих поэтов пламя было подобием и символом жизни:

Ja!Ich weiß, woher ich komme!

Ungesättigt gleich der Flamme

Glühe und verzehr ich mich.

Licht wird alles, was ich fasse,

Kohle alles,

was ich lasse:

Flamme bin ich sicherlich!'

[Да! Я знаю, откуда я происхожу!/ Ненасытный, как пламя,/ Я пылаю и пожираю сам себя./ Все, к чему я прикасаюсь, становится светом,/ Все, что покидаю, обращается в пепел:/ Несомненно я — пламя! (стихи Ф. Ницше)]

2. Приспособление как приобретение знания

Органические системы отличаются от неорганических систем с положительной обратной связью в одном важном отношении: способностью приобретать энергию они обязаны определенным, часто очень сложным структурам своего тела. Эти структуры образуются у живых существ в ходе эволюции – иначе говоря, филогенеза – благодаря некоторому процессу, делающему их хорошо пригодными для получения и накопления энергии.

Старые открытия Чарлза Дарвина и новые достижения биохимии позволяют нам теперь составить вполне определенные и, вероятно, правильные представления о процессах, благодаря которым органические структуры становятся целесообразными. «План строительства» каждого вида живых существ, "закодированный" последовательностью нуклеотидов, записан в цепной молекуле нуклеиновой кислоты, имеющей форму двойной спирали. При каждом делении клетки этот код воспроизводится в двух экземплярах: двойная спираль молекулы нуклеиновой кислоты распадается на две половины, и каждая сразу же начинает дополняться до двойной спирали, "отыскивая" свободные нуклеотиды и присоединяя их к себе в последовательности, которая соответствует второй отделившейся полуспирали. Так возникают две новых двойных спирали, каждая из которых состоит из старой части и дополняющей ее новой. Таким образом, непрерывность наследственности опирается на материальную непрерывность, но, как говорит Вейдель, "с той особенностью, что при этом передается от поколения к поколению не что иное, как определенная связанная с материей структура". При такой передаче – то есть при редупликации спирали нуклеиновой кислоты – иногда случаются "мелкие ошибки", вследствие которых коды вновь образовавшихся двойных спиралей могут в небольших деталях отличаться от кода исходной. Это явление называется мутацией гена.

У всех живых существ, обладающих настоящим клеточным ядром – так называемых эукариот, – к которым относятся все высшие животные и растения, – гены собраны в большие конструкции – хромосомы, которые образуют пары, имеющиеся в каждом клеточном ядре, в каждой клетке организма. В хромосомах, входящих в одну пару, содержатся одинаковые или соответствующие друг другу гены приблизительно в одинаковой последовательности. Перед половым размножением происходит так называемое редукционное деление клеток, при котором пары хромосом расходятся, так что каждая из готовых к оплодотворению половых клеток содержит лишь половинный набор хромосом; это называется гаплоидным состоянием. При оплодотворении хромосомы снова соединяются в пары, причем в каждой паре одна хромосома происходит от материнской, а другая от отцовской клетки. Таким образом, а также посредством происходящих с хромосомами особых процессов, могут возникать новые комбинации наследственных задатков. Вследствие мутаций и рекомбинации наследственных задатков (то и другое описано здесь в крайне сокращенном и упрощенном виде) облик высших организмов – так называемый фенотип – никогда не остается абсолютно неизменным.

Частота и величина изменений находятся в таких пределах, что появление нежизнеспособных монстров не угрожает существованию вида, но затронутому ими индивиду они далеко не всегда выгодны. Напротив – поскольку эти малые и мельчайшие изменения, вызванные мутациями и рекомбинацией наследственных задатков, носят совершенно ненаправленный характер, они, как правило, уменьшают шансы индивида на получение энергии и выживание. Лишь в редких, исключительных случаях – но именно они нас здесь интересуют – мутация или рекомбинация наследственных задатков позволяет организму использовать окружающий мир лучше, чем это делали его предки. Это происходит в тех случаях, когда новое существо получает возможность "лучше справляться" с каким-то явлением внешнего мира, увеличивая тем самым свои шансы на получение энергии или уменьшая вероятность ее потери. В такой же мере возрастают шансы на выживание и размножение удачливого организма и убывают шансы его собратьев, не наделенных новым преимуществом: они не выдерживают конкуренции и обречены на вымирание. Этот процесс называется естественным отбором, а вызываемое им изменение живых организмов называется приспособлением.

Понимая сущность этих процессов, биолог вынужден ввести два понятия, незнакомых физике и химии. Первое из них – понятие целесообразности для сохранения вида, или телеономии. Поскольку отбор "выводит" структуры, особенно хорошо выполняющие некоторую полезную для сохранения вида функцию, в конечном счете возникает впечатление, что эти структуры созданы именно с такой целью неким мудрым, предусмотрительным, разумно планирующим духом (Geist). (Впечатление это – заметим в скобках – не совсем лишено смысла: планирующий человеческий дух также обязан своими способностями процессам, которые, как будет показано уже в этой главе, по существу родственны процессам, происходящим в геноме.)

Все без исключения сложные структуры всех организмов возникли под селекционным давлением определенных функций, служащих сохранению вида. Когда биолог сталкивается со структурой, функция которой ему неизвестна, для него само собой разумеется, что он обязан поставить вопрос, в чем состоит назначение этой структуры. Когда мы спрашиваем, например: "Зачем кошке острые кривые когти?" – и отвечаем: "Чтобы ловить мышей", вопрос и ответ представляют собой краткое изложение постановки и решения некоторой проблемы. Колин Питтендрай назвал вопрос о значении некоторой структуры для сохранения вида телеономическим, надеясь отграничить этим новым словом телеономию от телеологии столь же четко, как астрономия отграничивается от астрологии.

Второе понятие, которое мы вынуждены ввести, поняв сущность процессов приспособления, – это понятие знания. Уже само слово "приспосабливаться" (anpassen) неявно подразумевает, что этот процесс устанавливает некоторое соответствие между тем, чт`o приспосабливается, и тем, к чему оно приспосабливается. То, чт`o живая система узнает таким образом о внешней действительности, чт`o в ней "отпечатывается" или "запечатлевается", – это информация о соответствующих данных внешнего мира. Информация буквально и означает "запечатление"!

Я употребил здесь слово «информация» в том смысле, который оно имеет в обиходном языке. Чтобы избежать недоразумения, следует сказать, что в теории информации оно имеет другой, гораздо более широкий смысл. Там намеренно отвлекаются от семантики, т. е. от смыслового содержания информации, и тем более от возможного значения этого содержания для сохранения вида. Поэтому в терминах теории информации нельзя говорить, как в обиходном языке, об "информации о чем-то". В дальнейшем, говоря об информации, лежащей в основе приспособления, я всегда буду иметь в виду понятие, обозначаемое этим словом в обиходном языке, т. е. информацию, имеющую смысл и цель для того, кто ее получает или обладает ею. Для обозначения приобретения такой информации и обладания ею в немецком языке есть два хороших слова: Еrкеппеп – познание и Wissen – знание. Эти выражения я не буду в дальнейшем применять к когнитивным процессам, происходящим намного ниже уровня сознания – таким, например, как приобретение информации геномом или рефлекторные функции низших животных; в подобных случаях я буду говорить об информации или ставить слово "знание" в кавычки.

Для читателя, интересующегося теорией информации, замечу, что, как показал Б. Гассенштейн, в терминах теории информации также можно было бы определить то понятие информации, которое здесь используется – например, рассматривая приспособление как возрастание объема информации, которой обмениваются организм и окружающий мир. Такое возрастание происходит благодаря процессам, протекающим внутри организма, без заметного изменения при этом окружающего мира. Это явление можно было бы рассматривать как специальный случай возникновения соответствия (Korrespondenz) в смысле Мейер-Эпплера [Цитируется по Норберту Бишофу], которое, впрочем, пришлось бы представлять себе асимметричным или односторонним, поскольку оно вызывается исключительно изменениями в одной из находящихся в соответствии систем. Отсюда видно, что принятая в теории информации терминология малопригодна для описания процессов жизни.

Как уже говорилось в "Гносеологических пролегоменах", поскольку геном приобретает знание посредством испытания и сохранения наиболее подходящего, в живой системе возникает изображение реального внешнего мира. Для этого рода "знания" Дональд Маккей предложил термин "отображающая информация". Возникающая таким образом картина окружающей среды есть, так сказать, негатив действительности, наподобие гипсового слепка монеты. Как говорит в своей прекрасной образной манере Якоб фон Юкскюль, организм находится в "контрапунктном" отношении к окружающему миру. Как уже было сказано, такое отношение отображения между организмом и действительностью существует уже на уровне строения тела, "морфогенеза"; можно вспомнить о "солнечности" глаза или о волнообразных движениях рыбьих плавников. Структуры такого рода, обязанные своей поразительной целесообразностью содержащейся в них приспособительной информации, наилучшим образом служат энергетическому хозяйству соответствующего организма и позволяют ему использовать даже труднодоступные источники энергии.

Между способом действия генома, который непрерывно ставит эксперименты, сталкивает их результаты с действительностью и сохраняет пригодное, и способом действия человека, стремящегося к научному знанию, имеется лишь одно различие, которое, однако, часто оказывается очень важным: геном учится только на своих успехах, а человек-исследователь также и на своих ошибках! Но и человек, стремящийся к знанию, аналогичным образом сталкивает с внешним миром свое внутреннее предположение, сложившуюся в его мышлении гипотезу, и "смотрит, подходит ли она".

Дональд Т. Кэмпбелл в работе "Сравнение признаков как существенная сторона дистального познания" ("Pattern Matching as Essential in Distal Knowing")* убедительно показал, каким образом именно из этого процесса возникает б`oльшая часть любого познания, начиная с простого узнавания предмета и кончая подтверждением научных гипотез. Выражение "pattern matching" – твердый орешек для переводчика. В психологии и этологии сложилось обыкновение переводить "pattern" словом Muster – образец. Говорят об образцах движения и поведения, что противоречит моему чувству языка, поскольку содержание, связываемое с английским и немецким словами, отнюдь не одно и то же. Слово "pattern" может означать не только "образец", но также и расположение, конфигурацию, но не может озанчать "образец" в смысле примера (Beispiel), как, например, в выражении "собрание образцов" (Musterkollektion). "Образец" в этом смысле по-английски называется "sample". Так же трудно перевести слово "matching". Оно означает сравнительное, даже измерительное сопоставление, с тем отчетливым добавочным смыслом, что при этом сравнении устанавливаются и подчеркиваются различия, как при состязании - "матче" - футбольных команд или боксеров. Очень естественное выражение "pattern matching", заимствованное из повседневной жизни, превосходно описывает рассматриваемый процесс познания, но, к сожалению, не поддается точному переводу. [На русский язык это выражение можно приблизительно перевести как "сравнение шаблонов")]

Процесс "pattern matching" применим лишь к упорядоченной совокупности, "конфигурации", состоящей из сенсорных данных и отношений между ними. К отдельному, точечному сообщению органов чувств его применить нельзя, потому что такое сообщение всегда многозначно. Отдельную звезду, видимую в маленьком просвете между облаками, назвать невозможно; лишь если откроется больший участок ясного неба, где будет видно много звезд в их взаимном расположении, мы сможем сопоставить и идентифицировать их конфигурацию с определенной частью карты звездного неба. А тогда можно будет назвать и замеченную вначале звезду, если только это неподвижная звезда, а не планета. В противном случае для ее идентификации по «созвездию» потребуется также много знаний о "звездной конфигурации" более высокого порядка, включающей в себя время.

В работе "Эссе об эволюционной эпистемологии" Дональд Т. Кэмпбелл пишет: "...пример приращения знания, осуществляемого естественным отбором, можно обобщить на другие виды познавательной деятельности, такие, как обучение, мышление и наука" ("...the natural selection paradigm of such knowledge increments can be generalized to other epistemic activities, such as learning, thought and science"). Я не только разделяю эту точку зрения, но и считаю одной из главных задач этой книги провести предложенное Кэмпбеллом обобщающее сравнение различных механизмов, с помощью которых различные живые существа приобретают и накапливают существенную для них информацию. Подавляющая часть того, что естествознание открыло во внешнем мире, получена, по справедливому утверждению Кэмпбелла, посредством "pattern matching". И поскольку все когнитивные процессы, от самого высокого уровня до самого простого и самого древнего, какой можно себе представить, основаны на одном и том же принципе, можно было бы подумать, что других способов приобретения знаний нет вообще.

В этом мнении — как мы увидим, ошибочном — нас могло бы укрепить еще и то обстоятельство, что древнейший и простейший аппарат приобретения знаний имеет еще и другое важное функциональное свойство, общее с новейшим и сложнейшим: как аппарат, с помощью которого получает знание геном, так и исследовательский аппарат человека, выполняющий такую же работу, изменяются каждый раз, когда приобретают новое знание. Вобрав в себя новую информацию, ни тот, ни другой не остается прежним. В обоих случаях каждое вновь приобретенное знание повышает шансы приобретения энергии и тем самым вероятность дальнейшего получения знаний.

3. Получение не накапливаемой «мгновенной» информации

Есть также и другие виды получения знания. Точно так же, как приспособление создало соматические структуры, служащие для приобретения и использования энергии, оно выработало и такие структуры, функция которых состоит в получении и оценке информации, то есть знания – а именно знания обстоятельств, существующих в окружающем мире в данный момент (augenblicklich), которые организм должен немедленно принять во внимание.

Поведение, основанное на функции этого аппарата, характеризуется тем, что определенная ситуация внешнего мира вызывает осмысленный ответ, даже если эта ситуация в ее специальной наличной форме никогда не встречалась ни виду в его эволюционной истории, ни отдельному организму в его индивидуальной жизни. Важно заметить, что это определение применимо и к так называемому понимающему поведению*. Оно относится и к простейшим таксисам, или реакциям ориентации, и к тем высокодифференцированным функциям органов чувств и нервной системы, на которых у нас, людей, основаны "априорные" формы созерцания и мышления.

Субъективное явление понимания (Einsicht), которое Карл Бюлер назвал «переживанием “ага!”», возникает сходным образом и в случае, когда нам удается усмотреть сложнейшие связи, и тогда, когда под дейстивием простейшей реакции ориентации состояние неориентированности уступает место состоянию ориентированности, – например, когда вестибулярный аппарат внутреннего уха доводит до нашего сведения простое сообщение, что направление "вверх" уже не таково, каким мы его только что считали. Насколько интенсивно может переживаться такое понимание, я узнал, когда однажды ночью один из моих друзей столкнул меня в то время, как я крепко спал, с борта моторной лодки, и я оказался в мутной воде Дуная, где уже на небольшой глубине нет ни проблеска света, который позволил бы понять, где верх и где низ. Могу заверить, что, когда после нескольких страшных мгновений неизвестности статолиты* выполнили свою работу, это было весьма интенсивное «переживание «ага!» – поистине спасительное переживание подлинного понимания.

Процессы получения краткосрочной информации, о которых сейчас идет речь, – это не процессы приспособления в смысле определения на с. 263: это функции соматических, нервных и сенсорных структур, уже готовых и приспособленных. Индивидуальная модификация может изменять эти структуры столь же мало или еще меньше, чем структуры, предназначенные для получения энергии. Повторение процесса получения краткосрочной информации также не должно оставлять никаких следов в воспринимающем ее физиологическом аппарате, потому что свою главную функцию – держать организм в курсе быстро меняющейся окружающей обстановки – этот аппарат может выполнять лишь при условии, что он всегда в состоянии заменить только что принятое сообщение другим, часто противоположным.

К этому добавляется следующее соображение, еще более важное: именно те защищенные от любых изменений устройства, которые на основе текущих (gegenw?rtigen) сообщений органов чувств открывают нам окружающий мир в актах непосредственного "понимания", составляют основание всякого опыта! Их функция предшествует всякому опыту и должна ему предшествовать, чтобы опыт вообще был возможен. В этом отношении они вполне соответствуют определению, которое дал Иммануил Кант понятию "априорного".

Как мы еще увидим в различных контекстах, эффективность хорошо приспособленной структуры всегда покупается ценой потери степеней свободы. Не составляют исключения и механизмы получения краткосрочных знаний, о которых здесь идет речь. Вследствие весьма специального приспособления их структур к приему информации вполне определенного рода большинство из них связано очень жесткими и узкими программами. Встроенный в эти структуры «вычислительный аппарат» по необходимости содержит "гипотезы", которых придерживается с подлинно доктринерским упрямством. И если возникают обстоятельства, не "предусмотренные" выработавшим эти структуры процессом приспособления, они могут передавать ложные сообщения и упрямо на них настаивать. Много примеров этому дают различные обманы чувств.

"Доктринерский" характер законченных процессов приспособления навязывает всему нашему познанию некоторые гипотезы – или, лучше сказать, «подсовывает» их нам без нашего ведома. Мы не можем ничего узнать, увидеть или подумать, не опираясь на допущения и подсказки, в которых заключены такие врожденные гипотезы: они встроены в наш "аппарат отображения мира"! И как бы мы ни старались свободно находить новые гипотезы, мы не можем помешать тому, что в них прячутся древнейшие гипотезы априорного знания, возникшие путем мутации и рекомбинации генов и испытанные посредством "pattern matching" на протяжении сотен миллионов лет, – гипотезы, которые никогда не бывают совсем глупыми, но всегда жестки и никогда не верны абсолютно.

4. Двойная обратная связь получения энергии и получения информации

Получение и накопление информации, существенной для сохранения вида, – столь же конститутивная функция всего живого, как получение и накопление энергии. Та и другая – одинаково древние, потому что обе должны были явиться на свет одновременно, вместе с возникновением жизни. Первым биологом, ясно осознавшим, что процессы получения энергии не только образуют сами по себе цепь с положительной обратной связью, но и находятся в отношении положительной обратной связи с процессами получения информации, был, насколько мне известно, Отто Рёсслер.

Когда вследствие мутации или рекомбинации наследственных задатков вероятность получения энергии возрастает настолько, что отбор начинает действовать в пользу наделенного данным преимуществом организма, возрастает также и численность его потомства. А вместе с ней повышается и вероятность того, что именно представителю этого потомства достанется следующий большой выигрыш в лотерее наследственных изменений.

Эта двойная положительная обратная связь между процессами получения энергии и информации характерна для всего живого – в том числе и для вирусов, обладающих, по удачному выражению Вейделя, лишь заимствованной жизнью. Утверждение, что живые существа подвержены ненаправленным, чисто случайным изменениям, а эволюция происходит лишь путем устранения неприспособленных, без сомнения, справедливо, но в нем содержится и опасность заблуждения.

К подлинной сущности великого становления органической природы мы подойдем гораздо ближе, если скажем: жизнь есть в высшей степени активное предприятие, преследующее одновременно две цели – приобретение "капитала" энергии и приобретение сокровища знания, причем обладание одним всегда способствует получению другого. Невероятная эффективность этих двух функциональных циклов, связанных между собой усиливающим взаимодействием, является предпосылкой и даже объяснением того, что жизнь вообще способна выстоять в борьбе с превосходящей мощью безжалостного неорганического мира, а при благоприятных обстоятельствах может "буйно разрастаться". То, как действует современное крупное промышленное предприятие – например, большой химический концерн, целенаправленно вкладывающий значительную часть своего дохода в исследовательские лаборатории, чтобы извлечь из новых открытий новые источники дохода – не только наглядная модель, но попросту частный случай того, что происходит во всех живых системах.

Я считаю важным открытием Отто Рёсслера понимание того, что органический мир зависит в своем эволюционном развитии не от одной лишь "чистой" или "слепой" случайности, но сразу хватается за любое случайно возникающее благоприятное обстоятельство и создает его экономической эксплуатацией условия для новых счастливых случайностей. Понимание этого подводит нас ближе к решению двух великих загадок.

Первая из них – скорость эволюции. Если бы эволюция зависела лишь от чисто случайного устранения неприспособленных, если бы не было взаимной поддержки процессов приобретения капитала и получения информации, то для возникновения человека из простейших организмов, безусловно, не хватило бы тех нескольких миллиардов лет, которые по расчетам физиков, основанным на периодах полураспада радиоактивных элементов, составляют возраст нашей планеты.

Вторая проблема – направление эволюции. Как уже было сказано, жизнь является одновременно и приобретением информации, т. е. когнитивным процессом, и экономическим (хочется сказать – коммерческим) предприятием. Возрастающее знание об окружающем мире дает экономические преимущества, производящие, в свою очередь, селекционное давление, благодаря которому механизмы получения и накопления информации развиваются дальше.

Естествоиспытатели, для которых приобретение знания превратилось в самоцель, гуманитарные ученые и все вообще культурные люди, наделенные этическим чувством, не могут одинаково относиться к двум великим благам жизни – капиталу потенциальной энергии и сокровищу знания: второе они ценят несравненно выше. И понимание экономической природы селекционного давления, которым порождено знание, разумеется, не снижает эту оценку. Селекционное давление, стимулирующее приумножение информации, полезной для сохранения вида, столь вездесуще, что его, вероятно, достаточно, чтобы объяснить общее направление эволюции от "низшего" к "высшему". Я вовсе не утверждаю, что участие других, неизвестных факторов следует исключить; но при нынешнем состоянии наших знаний нет никакой нужды постулировать для объяснения общего направления эволюции сверхъестественные факторы вроде "демиургического разума" Дж. Г. Беннета. Определения "низший" и "высший" поразительно единообразно применимы и к живым существам, и к культурам, причем эта оправданная оценка непосредственно относится к содержащемуся в этих живых системах бессознательному или сознательному знанию – независимо от того, создано ли это знание отбором, обучением или исследованием, хранится ли оно в геноме, в памяти индивида или в традиции культуры.

Страница 2 из 8 Все страницы