А.А. Силин - ЖИВОЕ В КОНЦЕПЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ

Актуальные публикации по вопросам философии. Книги, статьи, заметки.

NEW ФИЛОСОФИЯ

Все свежие публикации

Меню для авторов

ФИЛОСОФИЯ: экспорт материалов
Скачать бесплатно! Научная работа на тему А.А. Силин - ЖИВОЕ В КОНЦЕПЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ОТОБРАЖЕНИЙ. Аудитория: ученые, педагоги, деятели науки, работники образования, студенты (18-50). Minsk, Belarus. Research paper. Agreement.

Полезные ссылки

BIBLIOTEKA.BY Беларусь глазами птиц HIT.BY! Звёздная жизнь KAHANNE.COM Мы в Инстаграме
Система Orphus

2 за 24 часа
Автор(ы): • Публикатор: • Источник:


Исследование феномена жизни в широком мировоззренческом аспекте естественно выходит на такие фундаментальные проблемы как развитие материи и соотношение материального содержания сущностей с их формой, имеющей информационную, то есть нематериальную структуру.

Восприятие жизни как объекта наблюдения всегда было неразрывно связано с общим состоянием естествознания и философии. Еще в XVIII веке на заре классической науки ученые отделили натурфилософию от метафизики, сосредоточив внимание на познании материального мира как такового. Два столетия спустя Д.Юм [1] научно обосновал этот рубеж, отделив эмпирическое (“как”) от этического (“почему?” и “зачем?”). В дальнейшем все старания свести этическое начало к материи, то есть должное к сущему, предпринятые на гребне блестящих успехов естествознания, оказались тщетными. В результате на смену классической модели мироздания в XX веке стало приходить мировоззрение, органически сочетающее в своей основе материю и сознание как первичные и несводимые друг к другу сущности [2]. Это, в свою очередь, позволило обнажить целый ряд новых проблем, охватывающих все основные отрасли естествознания и замыкающихся в философии.

Выяснилось, что термин информация, ворвавшийся в середине нашего века вместе с кибернетикой в науку и технологию, оказался отнюдь не сугубо специальным, применимым лишь в области обработки и передачи сигналов. Это понятие как мера сложности систем постепенно стало выглядеть столь же всеобъемлющим и фундаментальным, сколь материя и сознание, играя роль моста между ними, но не являясь ни тем, ни другим. К числу парадоксальных свойств информации относятся, по-видимому, ее способность быть нетленной и только расти во времени подобно энтропии, а также распространяться во Вселенной практически мгновенно*. Стало ясно также, что информация отнюдь не служит двойником энтропии, даже будучи взятой с обратным знаком. Это историческое недоразумение, приводящее к очевидным противоречиям с опытом, исчерпывается, если развести оба понятия по физическому смыслу, положив, что энтропия есть мера обесценивания “свободной энергии”, поглощаемой термодинамической системой и возвращаемой в окружающую среду, а информация служит только мерой усложнения системы при переходе ее в более упорядоченное состояние [3].

Это, в свою очередь, позволяет разрешить проблему “тепловой смерти”, которая приобрела особое значение в наше время в связи с появлением космофизической теории расширяющейся Вселенной [4]. Именно эта теория, основанная на наблюдаемом астрономами разбегании галактик, служит сегодня наиболее масштабным подтверждением необратимости мирового времени, проявляющейся столь явственно в мире живого [5]. По мере расширения и охлаждения Вселенной рассеяние “свободной энергии” (рост энтропии) сопровождается появлением все более сложных материальных образований, от элементарных частиц до галактик, что выражается в росте информации, который компенсирует таким образом рост энтропии [3].

На этом естественно-историческом фоне, полном событий, может быть, самой драматической была попытка свести жизнь к известным физическим представлениям о материи. Несмотря на грандиозные успехи квантовой механики, с одной стороны, и молекулярной биофизики, с другой, тоннель, сооружаемый с этих двух исходных точек так и не завершился обоюдно желаемой смычкой. Здесь можно говорить лишь о перемещении границы познания, неизбежно отступающей по мере приближения к ней все дальше подобно линии горизонта. Обреченность подобных попыток следует уже из упомянутого доказательства Д.Юма. Если объекты неживой природы всего лишь существуют, то все живое, от клетки до самого сложного организма, явно нацелено на то, чтобы выжить, подпадая тем самым под категорию долженствования. Но подобная категория не только чужда естествознанию, но демонстративно вынесена им за скобки как объект метафизики. Перед нами порочный круг, вырваться из которого можно лишь с помощью достаточно сильных допущений, основанных на единстве материи и сознания [2, 3]. Тем не менее, натуралисты, зачарованные успехами естествознания, упорно продолжали свою погоню за призраком.

Зияющая пропасть между живым и неживым, которую не раз обозначал В.И.Вернадский, так и оставалась, казалось бы, непреодолимой для науки. “Вся биология, — писал он — до сих пор проникнута извне проникшими в нее допущениями — безразлично, будут ли то душа, духовное начало, жизненная энергия, энтелехия” [6]. Постулируя как эмпирическое обобщение резкую и непроходимую грань между живым и неживым, создатель учения о ноосфере исключал самозарождение жизни из косного вещества. Он видел в живом организме свой собственный самодовлеющий мирок в особом пространстве-времени, закономерно связанный, однако, с окружающей средой путем метаболизма и максимального использования свободной энергии. Процессы, протекающие в живом существе, необратимы во времени. В результате радиоактивного распада элементов и биогеохимической энергии биосфера в ходе времени накапливает свободную энергию; с созданием ноосферы процесс этот чрезвычайно усиливается. Скептически относясь к идее витализма, В.И.Вернадский верил в возможность сведения жизненной силы к естественно-научным представлениям [6].

П.Тейяр де Шарден [7], исходя из неразрывности материи и сознания, соединил в своем учении постепенное нарастание сложности материи, прослеживаемое с особой ясностью в биоэволюции, с активизацией сознательного, изначально присущего природе в виде “психического напряжения”. Единая генеральная линия подобного сквозного процесса бытия от косного физического вещества к биогенезу и далее, к психогенезу осуществляется через постепенную нервизацию и цефализацию материи. При этом ее физико-химические и геологические формы — всего лишь преджизнь, которая при благоприятных условиях приводит к усложнению молекул, возбуждаемых свободной энергией, и интеграции их в праклетку — эту единую основу всего живого. Стремление живого к взаимному сближению и социализации подобно склонности атомов и молекул к кристаллизации. Неодолимая сила экспансии живого, заключается, по мнению французского мыслителя, в бесчисленности размножающихся клеток, являющейся отблеском бесчисленности существующих атомов.

Английский химик М.Кальвин исходит из происхождения жизни целиком как результата химической эволюции путем автокатализа, естественного отбора и роста макромолекул. Определенная ступень сложности молекул рождает, по его мнению, их качественно новую способность к самоусложнению. При этом структуры-носители информации соединяются с каталитическими структурами, обладающими способностью к самосборке. Последняя же, в свою очередь, рождает образования более высокого порядка. Отсюда всего один шаг до вычленения этого концентрированного и самодовлеющего набора веществ из открытой среды с помощью мембраны, то есть до образования клетки [8]. Таким образом, барьер между живым и неживым преодолевается. Однако мы не видим здесь ответа на другой фундаментальный вопрос. Почему зарождение и развитие жизни на Земле шло по существу единственным способом: из единой праклетки и с использованием общего для всех, хотя и случайно выбранного генетического кода?

Появление кибернетики, основанной на довольно глубокой аналогии действия машин-автоматов с поведением живых существ, привело к эпохальной компьютерной революции, ознаменовавшей, в свою очередь, пришествие “века информации”. Стало ясно, что окутанный туманом феномен жизни покоится по крайней мере на трех “китах”. Прежде всего это свойство организмов поддерживать самих себя в далеком от термодинамического равновесия состоянии за счет метаболизма, то есть активного обмена энергией и веществом с окружающей средой. Во-вторых, — это сверхизбыточная способность к размножению. И наконец, в-третьих, — поразительная склонность и без того неимоверно сложных систем к дальнейшей эволюции.

Первая задача не вызывала у создателей автоматов-роботов особых забот, поскольку питание роботов энергией не было сопряжено с техническими трудностями. Теория самовоспроизведения автоматов, созданная Д. фон Нейманом и А.Тьюрингом, и столь же парадоксальная, сколь и безупречная по своей логике, доказывала принципиальную возможность построения роботами себе подобных автоматов, разумеется, при наличии “под рукой” программы, а также необходимых деталей и материалов [9]. И лишь воспроизведение способности живых существ к самоусовершенствованию вызывала серьезные сомнения, хотя и обосновывалась этой же теорией.

До середины нашего века единственной по существу концепцией развития от простого к сложному оставался естественный отбор, положенный за сотню лет до этого Ч.Дарвиным и А.Уоллесом в основу учения о биоэволюции. При всей простоте и очевидности этого принципа огромной натяжкой и наивностью было бы считать, что столь слепая и примитивно–жестокая борьба за выживание привела в конце–концов к фантастическому расцвету материи на крохотной космической пылинке Земле в виде пышущей многообразием флоры и фауны. Расцвету, за которым скрывалась, как оказалось, еще более невообразимая сложность живой материи. Получалось, что мышь родила гору, и в это, за полным отсутствием иных научных гипотез, вынуждены были поверить прежде всего сами натуралисты. Ведь единственной альтернативой оставалось разовое Божественное творение, которое, считаясь сильнейшим доказательством бытия Божьего на протяжении веков, было, тем не менее, опровергнуто доказательствами постепенного происхождения видов.

Но наука славна тем, что сама очищается от собственных химер. Теория передачи информации, возникшая на базе теории вероятности, без особого труда вынесла смертный приговор концепции естественного отбора. Оказалось, что метод “проб” и “ошибок”, имел бы в биоэволюции такие же или даже более ничтожные шансы на успех, чем создание “Войны и мира” обезьяной, тыкающей наугад в клавиши пишущей машинки. Здесь требовался какой-то новый принцип развития, охватывающий к тому же не только живую, но и неживую материю.

Э.Шредингер [10] усмотрел в мутации глубокую аналогию с квантовым скачком в более организованное состояние апериодического кристалла, каким, по его мнению, является ген или хромосома. Устойчивость подобных весьма сложных по структуре образований при комнатной, типичной для всего живого температуре он объяснил их весьма высоким барьером активации, что обусловливает также и редкость мутаций. Поразительный контраст физики и биологии один из создателей квантовой механики видел, однако, в том, что стабильность живых организмов в далеком от равновесия состоянии, равно как и их тиражирование, определяются весьма ограниченной, хотя и сильно упорядоченной группой атомов в ядре клетки, которая непостижимым образом способна передавать, безошибочно и на протяжении многих тысяч поколений, весь четырехмерный план фенотипа. Речь шла, иначе говоря, о новом принципе порядка и отбора, не известном в физике. Таким образом, Э.Шредингер четко сформулировал проблемы биофизики, нашедшие вскоре свое, по крайней мере частичное, разрешение в нелинейной термодинамике.

Принципиальный шаг в этом направлении был сделан И.Пригожиным и его последователями, создавшими весьма общую концепцию синергетики, базой которой стала нелинейная термодинамика [11]. Введя фундаментальное понятие диссипативная структура (ДС). И.Пригожин обосновал универсальную возможность для любой реальной системы переходить последовательно во все более сложные, но термодинамически устойчивые состояния. Порядок таким образом парадоксально возникал из хаоса, воплощенного в росте энтропии. Тем самым был найден, наконец, загадочный источник природной творящей силы. Им, как это и предсказывали В.И.Вернадский и П.Тейяр де Шарден, оказалась “свободная энергия”, обесцениваемая в процессе создания все более сложных ДС. Это помогло в какой-то степени рассеять сомнения по поводу способности автоматов к эволюции. Синергетика как бы подхватила эстафету кибернетики и создала вместе с нею научный плацдарм для производства если не живых, то псевдо-живых систем в виде роботов. Прояснилась, благодаря супермолекулярной генетике, и особая роль нуклеотидов и молекул нуклеиновых кислот в живой материи при передаче наследственной информации, обеспечивающей поразительную устойчивость генотипа из поколения в поколение.

М.Эйген, использовав нелинейную термодинамику, перевел феноменологическую теорию Ч.Дарвина на молекулярный уровень, рассмотрев, вместо борьбы за существование видов, отбор информацинных биоструктур с генетически ценными мутациями, побеждающих конкурентов за счет ускорения цикла регенерации [12]. Однако трудности теории слепой биоэволюции сохраняются, похоже, и на этом уровне. Чем объясняется, например, единство процесса эволюции и почему побеждают более сложные структуры, шансы которых, в вероятностном плане, ничтожно малы?

Впечатляющие успехи биофизики, увенчанные открытием Д.Уотсоном и Ф.Криком структуры молекулы ДНК, где особым, единым для всего живого кодом “записана” вся наследственная информация данной особи [13], тут же, как это всегда бывало в науке, поставили перед учеными новые проблемы. Так, согласно уже упомянутой теории Д. фон Неймана и А.Тьюринга, саморазмножающийся автомат обязан хранить в своей памяти всю необходимую для этого программу, то есть запас информации, адекватный сложности системы. Но тогда даже растения, не говоря уже о более сложных животных организмах, должны были аккумулировать огромный объем информации в микроскопической половой клетке, точнее даже в ее ядре [13]. Напомним, что высшие животные, включая человека, обладают, помимо весьма сложной анатомии и физиологии, еще и мозгом — сложнейшей из известных нам систем. Достаточно сказать, что мозг человека включает 1010 клеток-нейронов, весьма сложно связанных друг с другом [15]. Сложность самого человека, как системы, определяется чудовищным числом 1024+1026 бит [13].

Как же такая масса информации способна вместиться в двух микроскопических половых клетках-гаметах? А ведь не было никаких сомнений, что по наследству, то есть скажем исключительно через гамету отца передается не только физическое сходство (“вылитый отец”), но и многие черты характера родителя. Наиболее простое и естественное объяснение состоит в допущении, что через гаметы передается лишь часть информации, необходимая для старта развития зародыша во взрослый организм. Остальные сведения поступают в зародыш по мере надобности из какого-то гигантского и потаенного хранилища информации. Так мы приходим к идее биоморфного поля (БМП), природа которого неизвестна и даже непредставима в физике [16]. Впрочем, что мы собственно знаем о природе электромагнитного или гравитационного поля за исключением их свойств и структуры? На наличие БМП указывает прежде всего ярко выраженное ступенчатое развитие эмбриона [13], что намекает на поэтапный ввод в него информации. Здесь правомерно говорить об информационной матрице или даже “чертеже”, адекватным причудливым промежуточным формам зародыша.

Даже в сложившемся и находящемся в покое организме постоянный метаболизм требует движения невообразимых по объему и разветвленности потоков информации для регулирования и синхронизации работы всех его частей согласно единой программе [13]. Глубокая аналогия между живым существом и автоматом, вскрытая кибернетикой, не шла, однако, дальше объяснения устойчивости и поведения систем с помощью универсального механизма “обратной связи”. Но и это позволило создать роботы — верные помощники людей в тяжелой, опасной и неприятной работе. Тем не менее, за бортом кибернетики осталась, по существу, тайна формирования и развития живых систем из половой клетки или, если угодно, из заложенной в нее информационной матрицы и программы.

Подобный автоматический процесс постепенного появления живой особи (будь то растение, животное или человек) из половой клетки, этого микроскопического аккумулятора информации, был настолько естественен и привычен, что на долгое время выпал из поля зрения натуралистов. Мы имеем ввиду, разумеется, не скрупулезные наблюдения за развитием самого зародыша, приведшие к созданию эмбриологии, а таинственную творческую и движущую силу этого развития, граничащего с чудом.

Чудо, правда, повторяем, настолько примелькавшееся, что уже не выглядящее таковым, состоит в способности половой клетки, при благоприятных условиях самостоятельно развиваться за определенное время в сложнейшую форму, в строгом соответствии с генотипом, то есть с заложенной в нее информационной программой. Более того, для роста и развития организма требуются дополнительные изменения в самой программе, осуществляемые, по всей видимости, поэтапно. Вспомним, что мнимая мудрость эволюции, которая на самом деле слепа, объясняется по Дарвину, естественным отбором путем проб и ошибок единственно удачного варианта из огромного числа “пустышек”. Ничего подобного не наблюдается при становлении живого организма из родительской клетки, которое с самого начала происходит вполне однозначно, в строго определенном порядке, заданном направлении и в заранее установленный срок. Другими словами, процесс явно идет от начала до конца строго по плану, неуклонно и целесообразно.

По аналогичному разумному принципу реализуются технические проекты. Скажем строгое следование проекту строительства дома гарантирует постройку дома. Но подобный контроль обеспечивается периодической сверкой с проектом того, что сделано фактически, то есть тем же методом обратной связи, который определяет поведение роботов или живых существ. Каким же образом подобная обратная связь реализуется при становлении организма и что здесь сравнивается с чем?

В поведении животных обратная связь осуществляется посредством органов чувств, нервной системы и мозга, которые имитируются, в той или иной степени, соответствующими устройствами в роботах. Это позволяет сравнивать реальную ситуацию с программой и вносить коррективы в целенаправленное действие. Как же обстоит дело при становлении живого организма, когда подобная система обратной связи, по всей видимости, еще не сложилась?

Отметим принципиальную разницу между поведением уже сложившейся системы и ее становлением. Первое невозможно без сопротивления окружающей среды, например, трения, тяжести, инерции и т.д., что создает внешнюю базу для сравнения реального действия с программой. Это означает, что поведение — всегда равновесие и компромисс между попыткой и ее реализацией. При развитии организма из зародыша контроль, точнее, самоконтроль, замыкается на внутреннее состояние самой системы, напоминая ситуацию барона Мюнхгаузена, который тащит самого себя за волосы из болота. В данном случае меняется даже характер хода времени, на что обратил внимание еще Аристотель. Вместо перемещения системы в пространстве по отношению к реперной точке (этим и характеризуется ее поведение) наблюдается изменение внутри неподвижной системы. В результате исчезает сама возможность обратной связи, поскольку то, с чем надлежит сравнивать, вырождается в то, что необходимо сравнивать.

На этой почве и возникла альтернативная идея биоморфного поля (БМП), отражающая способность живой материи организовать или структурировать в себе собственную пространственно-временную метрику. Впервые эта идея, как отмечал В.И.Вернадский [6], была высказана Л.Пастером и, возможно, нисходит к Д.Локку*. Намек на подобный эффект содержится уже в асимметрии живых организмов по отношению к левому и правому, что делает их собственное пространство по существу неоднородным**. “Состояния пространства, занятые телами живых организмов, — писал В.И.Вернадский, — в корне отличаются от состояния пространства окружающих их косных естественных тел биосферы. Они создаются в биосфере только из самих себя Вполне допустимо поэтому представление, что мы имеем здесь дело с более глубоким представлением свойств материи чем свойства атомов и изотопов, чем физико-химические свойства вообще” [6]. Ключевая идея БМП состоит как раз в том, что программа (мы по-прежнему будем использовать этот емкий термин) действует на этот раз не как иттерационный ряд операций, ассимптотически приближающих к цели, а как предустановленная пространственная форма, аналогичная, по Л.Кэрролу [17], улыбке Чеширского кота без самого кота. Подобная форма, задаваемая на каждом этапе развития зародыша, определяет его конфигурацию на этом этапе с точностью, с которой кокиль задает вид детали в прецизионном литье.

То, что процесс идет именно так, подтверждается тщательно изученной кинетикой развития эмбриона [13], где гладкие участки роста в виде постепенного оформления очередной структурной ступени чередуются со скачками, то есть переходом к следующей всякий раз более сложной ступени. Другими словами, дело выглядит так, будто к относительно простой стартовой форме после ее заполнения зародышем последовательно добавляются новые, все более усложненные конфигурации. Именно так, кстати, представлял себе развитие новых форм жизни П.Тейяр де Шарден.

Мы приходим к выводу, что в процессе формирования зародыша во взрослую особь действует строго детерминированный и целенаправленный принцип, осуществляемый, по всей видимости, путем последовательного заполнения живым веществом ряда форм, предначертанных БМП. Уточним, что речь идет об организации пространства не только в виде внешнего контура геометрического тела, адекватного форме эмбриона, но и о внутреннем структурировании этого тела, задающего, в свою очередь, структуру зародыша.

Подобное представление срывает покров таинственности с процесса становления живой особи, причем не только на макро–, но и на молекулярном уровне, например, при расщеплении и репликации двойной спирали молекул ДНК с последующей сборкой комплиментарной ее части. Сама форма подобной спирали задается и поддерживается, по–видимому, с помощью БМП. Эти же представления прекрасно объясняют другое биологическое чудо, также известное впрочем с давних времен. Речь идет о восстановлении у ряда позвоночных пресмыкающихся лапок и хвоста после их утраты [13]. Напомним, что биология при всех своих успехах, так и не приблизилась к разгадке подобного феномена.

На раннем этапе развития эмбриологии было широко распространено мнение, что в яйцеклетке или сперматозоиде содержится крошечный, но уже вполне сформировавшийся зародыш, который затем просто развертывается и растет, пока не превратится во взрослый организм [13]. Такая, наивная, на первый взгляд, гипотеза фактически значительно опередила свое время. Для этого стоит только представить подобную преформацию в виде некоей информационной матрицы или голограммы. В дальнейшем на смену этой концепции пришла противоположная ей теория эпигенеза. Согласно ей оплодотворенная яйцеклетка вообще лишена всякой структуры, а развитие зародыша протекает само собой путем дифференциации его различных частей [13].

Поверить в подобную “науку” значило бы уверовать во все, что угодно. В конце концов, ученые вынуждены были придти к компромиссу — наличию в эмбрионе неких потенций, то ли на химическом, то ли на физиологическом уровне, из которых, опять-таки неведомо как и почему, формируются и растут различные структуры. При этом однако строго соблюдается принцип, согласно которому при любом митозе (делении клетки) в каждую новую клетку попадает полный набор генов, задающий генотип, специализация клеток определялась при этом различиями в составе ферментов и белков благодаря далеко неодинаковой активности их генов [13].

На этом историческом фоне совершенно необъяснимая регенерация конечностей у саламандр и тритонов выглядит как очередное яркое доказательство существования у живой материи собственного конфигурационного и структурированного пространства в виде БМП. Оно-то, сохраняясь даже после утраты материальной “начинки”, способно не только поддерживать свой материальный аналог, но в определенных случаях даже восстановить его потерю. Наряду с этим получает простое и естественное объяснение другой факт, не менее загадочный, чем сама регенерация: самопроизвольное прекращение роста восстановленной конечности при достижении ею прежнего нормального размера. В этом случае заполнение формы автоматически исчерпывает весь процесс.

Экспериментальным подтверждением наличия конфигурационного пространства у живого организма служат опыты супругов Кирлиан [14]. Они зафиксировали возникновение под действием высокочастотного электромагнитного поля на человеческую руку или только что сорванный лист дерева свечения, повторяющего контур живого объекта. Самым поразительным было, что контур такого ореола сохранялся даже при частичном повреждении объекта, например, отсутствии кусочка листа. К сожалению, подобные физические опыты — скорее исключения из правила, гласящего, что БМП, если оно действительно существует, имеет скорее всего не электромагнитную природу, то есть находится пока за пределами физики. Тем не менее, явная нестыковка все новых и новых экспериментальных данных с традиционными представлениями биологии и биофизики становится все более драматичной. Случайный занос жизни на Землю из космических глубин, по-прежнему, представляется маловероятным, хотя эта гипотеза, обоснованная в свое время С.Аррениусом, разрабатывается теперь Ф.Криком и Л.Оргилом [18].

Фантастическая сложность живых объектов, открывшаяся ученым, вызывает, как мы уже говорили, все большие сомнения в их происхождении путем слепой эволюции. Любые астрономические сроки для этого явно недостаточны. Непонятно и многое другое. Почему, например, потенциально более приспособленные мутанты, вероятность появления которых и без того ничтожно мала, способны, всякий раз начиная с нуля, действительно выжить в одиночку, побеждая в безнадежной, казалось бы борьбе с враждебным окружением. Не менее странна и поразительная устойчивость генотипов на протяжении сотен миллионов лет (хвощи, папоротники, плеченогие). Ведь совершенно неизбежные ошибки при репликации сложнейших молекулярных цепей ДНК и РНК, повторяемых последовательно бесчисленное количество раз, должны были за это время неизбежно размыть генотип [19]. Тем не менее эта сложнейшая биоинформационная структура сохраняется, как отметил Э.Шредингер, неправдоподобно долго, поскольку случайные мутации чрезвычайно редки.

И наконец, самая сложная и захватывающая проблема: почему более приспособленные оказываются, как правило, более сложными и где неисчерпаемый источник той творящей силы, которая настойчиво гонит природу вверх по “лестнице эволюции”? Остроту этой проблемы отчетливо осознал еще Аристотель, который был вынужден постулировать генеральное стремление природы к изменению от простого к сложному и более совершенному. Он же ввел весьма точное и меткое понятие “лестница природы” [20]. Два тысячелетия спустя уже в эпоху классического естествознания Ж.Ламарк, как впрочем и большинство биологов его времени, верили, что живые организмы стабилизируются и управляются тем же присущим природе таинственным стремлением к совершенству. Это направление дожило и до наших дней в виде витализма, который впрочем с порога отрицается физиками, считающими, что биология, в своей основе, не выходит за рамки квантовой механики [21].

Но, несмотря на то, что пресловутый витализм торжественно изгоняется в дверь, его весьма охотно пускают в окно или, вернее сказать, в многочисленные “дыры”, имеющиеся в современных биофизических построениях. Мы имеем ввиду удивительные свойства, которые с легкостью необыкновенной приписываются сплошь и рядом биоструктурам и живым организмам. Претензии специалистов квантовой механики и биохимии объяснить все и вся со своих позиций по–прежнему оптимистичны [8, 18, 22]. В то же время создается впечатление, что биология — та область, где грань между научным и чудотворным в значительной мере упразднена.

Все живое является типичной ДС, поскольку оно обеспечивает свое существование посредством метаболизма, то есть активного обмена энергией и веществом с окружающей средой. Масса и температура живого организма сохраняются примерно постоянными. Это означает, что он потребляет извне не саму энергию и вещество, а лишь их качество или термодинамический потенциал, возвращая обратно в среду ту же энергию и ту же массу, но в рассеянном и обесцененном виде. Мерой рассеяния служит энтропия, которая, по определению, необратима, то есть может только сохраняться или расти. Использование энергии и вещества является таким образом необходимым условием стабилизации всего живого, от колонии бактерий до всей нашей цивилизации. Необходимым, но недостаточным, хотя бы потому, что не снимает трудностей иной природы, перечисленных выше.

Характерно, что естествознание так и не восприняло принцип “лестницы природы”, хотя он давно известен в телеологии [23], допускающей изначальную целесообразность бытия. Тем не менее, оно воодушевленно приняло теорию эволюции Ч.Дарвина, усмотрев в ней указание на развитие живого как на слепую игру случая. Мы видели, однако, насколько несостоятельно подобное представление даже в рамках самого естествознания. Назрела пора открыто ввести в науку телеологический принцип, но не как промысел Божий, а как естественное выражение единства материи и сознания в нашем бытии. Единства, постигаемого и подкрепляемого всем историческим опытом бытия, включая массу экспериментальных фактов, как новых, так и старых [12]. Проявляясь уже в неживой природе в виде всеобщего механизма самоусложнения ДС, этот принцип находит все более явное выражение в устройстве и поведении живых существ в формах приспособляемости, инстинктах и всего того, что называют неукротимой тягой к жизни.

Поэтому универсальный механизм стабильности сложных термодинамических систем должен включать значительно больше компонентов, чем просто подпитка “свободной энергией” извне, и исходить из парадоксального принципа “ни шагу назад” [2, 3]. Это означает, что любое случайное, но термодинамически устойчивое усложнение системы, скажем благодаря мутации или флуктуации, должно автоматически и немедленно становиться природной нормой, закрепляясь на информационном уровне в виде информационного отображения (ИО), причем как живого существа, так и материальной структуры вообще. Тем самым ИО становится гарантом стабильности уже достигнутого уровня сложности, поскольку оно, не являясь материальной сущностью, пребывает вне времени и, следовательно, неподвластно времени. Изменения ИО, в соответствии с принципом “ни шагу назад”, могут происходить лишь в сторону роста информации, поскольку эти изменения адекватны усложнению телесного прототипа ИО. Другими словами, указанный принцип равносилен допущению нетленности информации как меры сложности системы.

Парадоксальность принципа “ни шагу назад” заключается в беспрецедентном постулировании “таинственного” стремления материи к самоусложнению. Тогда на сакраментальный вопрос — почему материя усложняется, следует простейший ответ, известный еще Аристотелю: потому что развитие — цель ее существа и ее бытия. Речь идет таким образом не о наличии сущего, а о его долженствовании. Следовательно, формула “ни шагу назад” и есть на самом деле искомый телеологический постулат, связывающий эмпирическое с этическим*.

Изложенное представление служит по существу обобщением концепции БМП на системы и структуры любой природы, объясняя их стабильность и дальнейшее развитие под лозунгом “ни шагу назад”, который реализует природа и вся Вселенная. Так, эволюция от простого к сложному, прослеживаемая с особой наглядностью в мире живого, объясняется закреплением случайных, но термодинамически устойчивых мутаций и флуктуаций на информационном уровне, то есть в ИО. Это прежде всего резко повышает шансы на выживание мутантов, которые вступают в борьбу с уже завоеванного плацдарма. Размножение живых организмов, включая и мутантов, происходит не путем эстафетной передачи генетической информации из поколения в поколение, с неизбежным в этом случае накоплением ошибок и размыванием генотипа, а посредством единой и незыблемой матрицы в виде ИО, что практически исключает такие ошибки. Наконец, индивидуальная стабильность особи путем регенерации клеток в течение всей отпущенной ей жизни, равно как самозалечивание ран, а в отдельных случаях и восстановление целых органов, — все это обеспечивается постоянным мониторингом ИО.

Поразительным доказательством принципа “ни шагу назад” служит повторение человеческим зародышем предшествующих ступеней развития животного мира, от низшей до самой высокой, причем в том же хронологическом порядке, в котором шествовала эволюция*. Природа упорно не желала отказываться от завоеванного, в то время как дорога вперед и выше оставалась всегда открытой. К этому следует добавить еще два странных обстоятельства, получающих, однако, естественное объяснение в рамках концепции ИО. Все разнообразие жизни на земле развилось, как считают специалисты [13, 18], из общей праклетки, а столь же единый генетический код не имеет каких–либо преимуществ и, по–видимому, так же случаен, как скажем система нумерации домов и автомобилей [24].

В пользу общего происхождения организмов свидетельствуют их гомологичные органы [13], сходные по общему плану строения, соотношению с организмом, эмбриональному развитию, иннервации и кровоснабжению**. Хорошо вписываются в концепцию ИО и такие черты биоэволюции, как образование новых видов из относительно простых, неспециализированных форм, например, происхождение млекопитающих не от динозавров, а от сравнительно мелких рептилий. Но существуют и явно противоречащие этой концепции примеры эволюции, когда сложная форма давала начало более простым, примером чего служат появление всевозможных паразитов, происхождение бескрылых казуаров от птиц, способных летать, и безногих змей от рептилий, имевших конечности, и, наконец, происхождение китов от четвероногих млекопитающих [13]. Все эти случаи, являющиеся скорее исключением из общего правила биоэволюции, заслуживают специального анализа, выходящего за рамки статьи.

Концепция ИО позволяет, наконец, пролить свет на удивительную открытую Д.Шапиро и Д.Боннером способность некоторых бактерий и амеб к коллективному или, если угодно, синергетическому поведению с четким разграничением общественных функций во времени и пространстве [25]. Подобный феномен просто немыслим без какого-то “штаба”, координирующего сложную программу совместного действа миллионов или миллиардов участников. Добавим к этому и экспериментально установленный голографический принцип в биологии. Согласно ему, каждая клетка организма несет в себе всю информацию о целом организме [13]. Известно, с другой стороны, что информационная емкость клетки, в основном даже ее ядра, принципиально ограничена количеством нуклеотидов [13] и в любом случае уступает на много порядков чудовищному объему информации, необходимому для описания всего организма. Мы снова и снова приходим, причем с совершенно разных сторон, к наличию какого–то гигантского хранилища информации вне клеток и микроорганизмов, обеспечивающего тем не менее их коллективное, но весьма специализированное поведение и воспроизведение.

Так мы возвращаемся к проблеме самовоспроизведения живых существ с помощью гамет, не разрешимой в рамках традиционной биофизики. Но мы можем заключить, опираясь теперь уже на концепцию ИО, что половые клетки действительно несут в себе лишь весьма ограниченную часть информации, необходимую для старта развития зародыша. Все остальные инструкции поступают в эмбрион из ИО, порциями или постепенно, обеспечивая каждую стадию его развития. Теория Д. фон Неймана и А.Тьюринга остается таким образом в силе. Принцип “ни шагу назад” может быть распространен однако и на более ранний период эволюции, когда праклетка, как первичная ячейка живого, стала развиваться в многоклеточные структуры и параллельно усложнять собственное устройство, которое впрочем в основном сохранилось даже за миллиард лет эволюции [13]. Случайно возникший на этом этапе генетический код тут же закрепился в ИО, став вместе с живой клеткой единой основой жизни.

Концепция ИО с таким же основанием может быть распространена и на сложнейшую проблему происхождения человека. К трем расам — белой, черной и желтой, признанных человеческими еще Ветхим заветом, добавилась после Колумба четвертая, — раса краснокожих индейцев. Правда, христианская церковь признала наличие души у краснокожих с трагической задержкой, стоившей жизни целым народам Центральной Америки, безжалостно истребленным испанскими конвистадорами [26]. Но так или иначе, все четыре расы, несмотря на известные и довольно существенные антропологические различия, оказались полностью способными к взаимному оплодотворению, что подтверждало их действительную принадлежность к единому виду Homo sapiens. Означает ли это, что люди возникли единожды и распространились по планете из общего центра происхождения, в соответствие с одним из главных принципов биогеографии [13]?

Преобладает мнение, что прародиной человека послужила Африка, где наш прямоходящий пращур впервые появился 1,5+2 миллиона лет назад и откуда он мигрировал в Европу, Азию и остальные континенты. Возникновение рас объясняется последующим влиянием географических особенностей новых постоянных регионов обитания. Но есть и другая версия [14]. Расы возникли самостоятельно в различных местах и в разное время. В этом случае принадлежность их к единому виду выглядит весьма таинственно, если объяснима вообще. Концепция ИО позволяет решить и эту загадку. Более того, она создает научную основу для встречи людей с человекоподобными “братьями по разуму” где-нибудь в глубинах космоса. Ведь ИО, как нам представляется, является не только локальной, но и мировой нормой сущего, воплощая его информационную матрицу везде, где для этого созрели благоприятные условия. Тем не менее и футурологи, и писатели фантасты не разделяют обычно такую точку зрения, считая ее, по-видимому, или ненаучной или чересчур прозаичной и наивной*.

Космологический принцип, провозглашающий тождество физических законов во Вселенной, то есть единство ее строения, справедливо считается одной из основ естествознания, находя все более яркие и убедительные подтверждения. Достаточно упомянуть, например, данные спектрального анализа, свидетельствующие, что все наблюдаемые объекты во Вселенной, включая самые отдаленные из них, состоят из тех же элементов, которые имеются на Земле. Другим характерным примером служит поразительно точная подгонка “частей Вселенной” друг к другу, подтверждающая ее цельность и неразрывность [27]. Тем более странно выглядят на этом фоне представления о человеке–отшельнике в Космосе, об уникальности явления жизни как редчайшего, а потому и неповторимого феномена. Очевидно, что подобные представления явно находятся в противоречии прежде всего с космологическим принципом.

Возможно, что это связано с удивительным разнообразием живых форм на крохотной, по космическим масштабам, Земле, а также невообразимой сложностью биологических структур, которая, кажется, только возрастает еще более при всяких попытках ее постижения. Но мы уже подчеркивали, что феномен жизни покоится на единой клеточно-генетической основе, а ее происхождение и эволюция закономерны и вписываются в единую тенденцию развития диссипативных структур (ДС) в расширяющейся и охлаждающейся Вселенной [2, 3]. Универсальной движущей силой подобного естественного усложнения ДС служит избыток “свободной энергии”, рассеяние и обесценивание которой сопровождается столь же неизбежной самоорганизацией материи. Концепция ИО позволяет еще более укрепить генеральный принцип единства и цельности наблюдаемого Мира, равно как и его способность к развитию, дополнительными аргументами, приведенными выше.

В заключение констатируем, что мы вправе рассматривать жизнь как закономерный этап естественного стремления материи и духа к развитию от простого к сложному и от неживого к живому, присущее самому бытию. Универсальный механизм развития заключается в скачке насыщенной “свободной энергией” ДС в более сложное и термодинамически устойчивое состояние. Прирост информации, как меры сложности, оплачивается ростом энтропии. Каждая ДС, независимо от ее телесной природы, обладает собственным ИО, обеспечивающим, при благоприятных условиях, ее стабильность и тиражирование. Случайное усложнение ДС тут же закрепляется в ИО (принцип “ни шагу назад”) и, распространяясь на информационном уровне практически мгновенно, становится мировой нормой. Тем самым обеспечивается единство и устойчивость структурных элементов Вселенной, а также всеобщность их взаимодействия и развития (космологический принцип). В этом плане живая ДС аналогична неживой и любой другой.

Принципиальное отличие живого обусловлено прежде всего достижением материей критического уровня сложности в виде клетки — первичной и универсальной основы живого. Клетка, в отличие от атомов и простых молекул, способна к самокопированию путем деления. Для этого клетка (ее ядро) содержит невиданный в неживых структурах информационно–телесный преобразователь (ИТП), способный в буквальном смысле воплотить поступающую из ИО информацию в виде адекватной структуры.

При еще более высоком уровне сложности, соответствующем организму, процесс разового тиражирования на уровне клетки дополняется поэтапным становлением (ростом) живой особи от родительской клетки до взрослого состояния. Для этого процедура становления разбивается на ряд шагов, повторяющих в порядке нарастания сложности этапы эволюции особи как вида. Каждому такому шагу соответствует свое био-морфологическое поле (БМП), создаваемое ИТП путем локального изменения пространственно–временной метрики согласно получаемой от ИО информации. Подобное качество, свойственное материи вообще, достигает в ИТП высокой степени и продолжает усиливаться по мере усложнения живых структур. Таким образом, присущее живому быстрое и сверхизбыточное размножение особей, вплоть до насыщения экологической ниши, обеспечивается с помощью ИО путем сочетания матричного тиражирования клеток с жестким многошаговым программированием становления каждого организма благодаря локальной организации пространства–времени.

Случайные усложняющие мутации благодаря ИО немедленно становятся природной нормой, что гарантирует в благоприятных условиях выживание мутантов. Подобный механизм обеспечивает биоэволюцию в реальных космологических и геологических сроках, в отличие от естественного отбора, неприемлемого уже из–за его противоестественной медлительности.

Сравнивая с живой системой саморазмножающийся автомат (СА) Тюринга-фон Неймана, способный по существу выполнять лишь сборку своей копии из заготовленных деталей по заложенной в него программе, мы замечаем важные различия. Прежде всего — это уровень сложности, по которому СА уступает на много порядков даже простейшему живому организму. Во-вторых, — принципиальная разница в устройстве и действии ИТП, отражающая несопоставимость, по их сложности и эффективности, процессов механической сборки и биостановления. Можно надеяться впрочем, что подобный разрыв будет сокращаться по мере использования в робототехнике биомеханики и бионики.

Приведенная концепция, как мы видим, является по существу результатом критического обобщения гигантского опыта и точек зрения различных ученых и мыслителей многих поколений, равно как и связанных с этим ключевых идей и гипотез. Отсюда следует, в частности, что изложенная концепция широко открыта для дальнейшей критики как изнутри, так и при сравнении ее с другими альтернативными вариантами.

Означает ли изложенное, что загадка жизни, наконец, решена и благополучно уложена в рамки имеющихся фундаментальных представлений? Разумеется, нет. При всех успехах естествознания, в том числе молекулярной генетики и других отраслей биологии, мы по–прежнему вынуждены строить гипотезы и делать допущения, далеко выходящие за традиционные рамки и требующие, в свою очередь, привлечения каких-то новых и необычных методов проверки.

Мы видим в итоге, что тайна жизни не может быть раскрыта без привлечения наиболее злободневных на сегодня общих проблем развития естествознания и гносеологии, что, как мы надеемся, найдет свое достойное выражение в формирующейся ныне биофилософии.

Литература
1. Hume D. The philosophical works: In 4 vol. / Ed. Th. Green, Th. Grose. Vol. 3. Darmstadt, 1964.

2. Силин А.А. О единстве и саморазвии мира // Вестн. РАН. 1993. № 4.

3. Силин А.А. Энтропия, вероятность, информация // Вестн. РАН. 1994. Т. 64. № 8.

4. Вейнберг С. Первые три минуты. М., 1985.

5. Силин А.А. О природе времени // Вестн. РАН. 1995. Т. 65. № 2.

6. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М., 1988.

7. Тейяр де Шарден П. Феномен человека. М., 1988.

8. Кальвин М. Химическая эволюция. М., 1971.

9. Тьюринг А. Может ли машина мыслить? М., 1960.

10. Шредингер Э. Что такое жизнь? М., 1972.

11. Пригожин И., Николис Ж. Биологический порядок, структура и неустойчивости // УФН. 1973. Т. 109. Вып. 3.

12. Эйген М. Молекулярная самоорганизация и ранние стадии эволюции // УФН. 1973. Т. 109. Вып. 3.

13. Вилли К., Детье В. Биология. М., 1975.

14. Фомин Ю. Реальность невероятного. Свердловск, 1991.

15. Holler J. Das Neue Gehirn. Verlag Brund Martin& Sudergellersen, 1989.

16. Кузин Б.С. О принципе поля в биологии // Вопр. философии. 1992. № 5.

17. Carroll L. Alice in Wonderland. M., 1990.

18. Хоровиц Н. Поиски жизни в Солнечной системе. М., 1988.

19. Уилсон А. Молекулярные основы эволюции // В мире науки. 1985. № 12.

20. Аристотель. Сочинение: В 4 т. Т. 3. М., 1981.

21. Волькенштейн М.В. Биология и физика // УФН. 1973. Т. 109. Вып. 3.

22. Вайскопф В. Наука и удивительное. М., 1965.

23. Философский словарь. М., 1991.

24. Хофштадтер Д. Генетический код // В мире науки. 1983. № 6.

25. Боннер Д. Химическая сигнализация у микомицетов // В мире науки. 1983. № 6.

26. Antkowiak A. El Dorado. Die Volk und Welt. B., 1978.

27. Вэвис П. Суперсила. М., 1989.

Опубликовано 19 января 2007 года




Нашли ошибку? Выделите её и нажмите CTRL+ENTER!

© А.А. Силин • Публикатор (): Забелина Анастасия Источник: http://www.philosophy.ru/

Искать похожие?

LIBRARY.BY+ЛибмонстрЯндексGoogle

Скачать мультимедию?

Выбор редактора LIBRARY.BY:

Популярные материалы:

подняться наверх ↑

ДАЛЕЕ выбор читателей

Загрузка...
подняться наверх ↑

ОБРАТНО В РУБРИКУ

ФИЛОСОФИЯ НА LIBRARY.BY


Уважаемый читатель! Подписывайтесь на LIBRARY.BY на Ютубе, в вКонтакте, Одноклассниках и Инстаграме чтобы быстро узнавать о лучших публикациях и важнейших событиях дня.