Романтика реальности. Как Вселенная самоорганизуется, порождая жизнь, сознание и сложность Космоса - Бобби Азарян
Первая ошибка – игнорирование или преуменьшение того факта, что процесс, постоянно порождающий большее разнообразие видов, также систематически увеличивает сложность наиболее сложных видов. Интегрировав термодинамику и теорию информации в наше представление о дарвиновской эволюции, мы начнем понимать, почему можно ожидать, что любая биосфера, достаточно долго выводимая из равновесия потоками планетарной энергии, произведет на свет вид с общим интеллектом. Это, надо признать, смелое утверждение, однако мы покажем его логическую неизбежность. Чтобы разобраться, почему это так, мы должны понять принцип кибернетики, известный как закон необходимого разнообразия, сформулированный Эшби в 1960-х годах.
Вторая ошибка – внимание исключительно к сложности на уровне отдельного организма, а не к сложности сетей, формируемых этими организмами, или к сложности биосферы в целом. В следующей главе мы попытаемся исправить первую ошибку. Вторая ошибка, требующая обсуждения главных эволюционных переходов, будет подробно рассмотрена в девятой главе.
Усилия по расширению господствующей теории эволюции, известной как синтетическая теория эволюции (этому названию, которого она больше не заслуживает, уже восемьдесят лет), в совокупности создали то, что специалисты в этой области именуют расширенным эволюционным синтезом. Это обновление теоретической модели – своего рода «эволюционная теория 2.0» – продвигается группой уважаемых теоретиков эволюции, включая философа Массимо Пиглуччи и биолога-эволюциониста Дэвида Слоана Уилсона, сообща корректирующих ее по мере выявления новых эволюционных механизмов.
Хотя она прояснила ряд часто упускаемых из виду биологических механизмов, без которых не складывается общая картина, например ламаркианские механизмы эпигенетики, эволюционируемости (эволюция механизмов эволюции) и концепцию многоуровневого отбора, правда в том, что она заходит не достаточно далеко. Мы не смогли бы в полной мере понять, как возникла жизнь, не рассмотрев этот феномен с точки зрения термодинамики и информации, как предложил Шрёдингер, и мы не сможем по-настоящему понять, как эволюционирует жизнь, если не сделаем того же самого. Имея это в виду, мы дадим нашей объединяющей теории реальности подходящее название: интегрированный эволюционный синтез. На протяжении остальной части книги эта парадигма сведет воедино концепции из первой части книги и предыдущей главы, чтобы дать нам настоящую «теорию всего» – такую, которая объединяет, а не редуцирует.
8
Интегрированный эволюционный синтез
Нанес ли Дарвин «решающий удар телеологии» (как провозгласил Маркс); показал ли он, как следовало бы эмпирически объяснить «рациональный смысл» естественных наук (как Маркс тоже провозгласил), тем самым расчищая в пространстве научной мысли место для обсуждения функции и телеологии?
Дэниел Деннет, «Опасная идея Дарвина»[9]
Какова основа нередукционистской «теории всего»? Чтобы понять природу жизни и природу реальности, мы должны начать с того, что многие ученые считают законом всех физических законов, а именно со второго закона термодинамики. Второй закон – это базис нашей дарвиновской телеологии.
Естественная тенденция к дезинтеграции и хаосу, описываемая больцмановской статистической версией второго закона (которую можно резюмировать словами «все распадается»), ставит любую мыслимую адаптивную или разумную систему перед вечным экзистенциальным вызовом. Биологи называют это выживанием, кибернетики – устойчивостью, а физики – удаленностью от термодинамического равновесия. Чтобы избегать равновесия, другими словами, продолжать существовать, система должна уметь извлекать свободную энергию (то, что Шрёдингер называл отрицательной энтропией) из шумной, неустойчивой, постоянно меняющейся среды. Это нетривиальная задача. Более того, она решительно требует, чтобы жизнь получала информацию о мире, в котором она обитает.
Эта информация имеет принципиальное значение для системы, поскольку она каузально необходима для ее продолжительного существования. Из-за ее имманентной значимости этот вид информации называют семантической информацией, телеосемантической информацией и адаптивной информацией, хотя между этими терминами существуют тонкие различия в зависимости от того, как они применяются. Поскольку адаптивная информация уменьшает неопределенность окружающей среды – или энтропию Шеннона, что является техническим термином, обозначающим неведение, – мы также называем ее знанием. По мере того как жизнь борется за поддержание своего существования, она преобразует свободную энергию в информацию, а ценой этого сокращения неведения, этого процесса обучения, является тепловая энтропия, производимая жизнью в виде рассеянного тепла.
Информация, снижающая неопределенность, является первым и последним оружием жизни в непрекращающейся войне с хаосом, и она наделяет органическую материю контролем и причинной силой. Получается, что «знание – сила» – не просто пустая модная фраза цифровой эпохи, а истина в самом что ни на есть фундаментальном смысле. Как выразился Эдвин Томпсон Джейнс, ученый, прояснивший связь между статистической механикой и теорией информации, «старый афоризм „знание – сила“… это неоспоримая истина, причем как в человеческих отношениях, так и в термодинамике»1. Без знаний жизнь не может существовать дольше мгновения, не говоря уже о колонизации галактики и выходе за ее пределы. Это говорит о том, что вступление на путь к космическому превосходству не выбор, который разумные агенты, подобные Homo sapiens, делают после тщательного размышления, и не просто какое-то причудливое честолюбивое стремление, появившееся у нас случайно. Коллективное желание человечества преодолеть собственную бренность и распространиться в космос, столь очевидное из наших научных и технологических достижений, возникает не бессистемно, а как неизбежное следствие того факта, что постоянное приобретение знаний является фундаментальным биологическим императивом.
Сила прогнозирования
Подобно знаниям, которые мы приобретаем в результате научной практики, биологическая информация основана на фактических данных и является прогностической, потому что это информация, позволяющая жизни достаточно хорошо предвосхищать будущие события в мире, чтобы находить энергию и избегать угроз. Именно эта прогностическая способность сохраняет сложную систему вместе со знаниями, которые она воплощает, до тех пор, пока они не передаются потомству путем самовоспроизведения. Итак, эволюция не только равна обучению, эволюция и обучение равны статистическому выводу, а именно байесовскому выводу или чему-то, что приближается к нему. По мере эволюционного обучения жизнь эффективно обновляет имеющиеся у ее модели «убеждения» об окружающем мире, делая их более точными и всеобъемлющими.
В статье для Aeon Фристон объясняет: «Вывод заключений на самом деле довольно близок к «теории всего» – включая эволюцию, сознание и саму жизнь. Это абдукция до самого основания»2. Вечная необходимость избегать равновесия и ради этого предвидеть или прогнозировать окружающую среду придают адаптивной сложности имманентную задачу выживания, а всем живым существам – эмерджентную цель, или телеологию.
В 2017 году когнитивный психолог Гарвардского университета
