Просвещение продолжается. В защиту разума, науки, гуманизма и прогресса
Шрифт:
Однако в природе присутствует и иная требующая объяснения упорядоченность: не изящная симметрия и ритмичность материального мира, но функциональное устройство живых организмов. Они состоят из органов с их разнородными частями, которые невероятными образом сформированы и соединены между собой так, чтобы обеспечивать процессы, поддерживающие в организме жизнь (то есть потребление энергии и противодействие нарастанию энтропии) [41] .
Обычно сложность биологических систем иллюстрируют примером глаза, но я хочу продемонстрировать ее на примере моего второго самого любимого органа чувств. В человеческом ухе есть эластичная перепонка, которая вибрирует под действием малейшего колебания воздуха, костяной рычаг, который увеличивает силу вибрации, поршень, который передает вибрации в жидкость в длинном канале (удачно закрученном так, чтобы умещаться в стенке черепа), сужающаяся мембрана, которая тянется вдоль всего канала и физически раскладывает звуковые волны на гармонические составляющие, а также совокупность клеток с крошечными волосками, которые выгибаются вперед и назад под действием вибрации, посылая череду электрических импульсов в мозг. Невозможно объяснить, почему все эти мембраны, кости, жидкости и волоски расположены таким маловероятным образом, не приняв во внимание, что именно такое устройство позволяет мозгу воспринимать упорядоченные звуки. Даже мясистое внешнее ухо (асимметричное и по
41
Эволюция против энтропии: Dawkins 1983, 1986; Lane 2015; Tooby, Cosmides, & Barrett 2003.
Организмы изобилуют этими маловероятными конфигурациями плоти вроде глаз, ушей, сердец и желудков, каждая из которых прямо-таки требует объяснения. До 1859 года, когда Чарльз Дарвин и Альфред Рассел Уоллес нашли такое объяснение, разумно было полагать, что все это – дело умелых рук всевышнего проектировщика. Возможно, в том числе и по этой причине многие мыслители Просвещения были скорее деистами, нежели рьяными атеистами. Дарвин и Уоллес сделали проектировщика ненужным. Как только физические и химические процессы самоорганизации порождают конфигурацию материи, которая способна воспроизводить саму себя, ее копии начинают копироваться, что, в свою очередь, ведет к появлению копий копий, и так далее по экспоненте. Самовоспроизводящиеся системы должны конкурировать между собой за материю для создания копий и энергию для процесса копирования. А поскольку по закону энтропии никакое копирование не совершенно, в его ходе будут возникать ошибки, и, хотя большинство таких ошибок-мутаций пойдут системе во вред (вновь энтропия), иногда слепая удача породит ошибку, с которой система сможет воспроизводиться более эффективно и вытеснит всех конкурентов. Поскольку ошибки, которые идут на пользу стабильности и скорости копирования, накапливаются от поколения к поколению, такая самовоспроизводящаяся система – мы называем их организмами – в итоге будет оставлять впечатление, будто она изначально проектировалась с расчетом на выживание и размножение в будущем, хотя на самом деле она лишь сохраняла те ошибки копирования, которые способствовали выживанию и размножению в прошлом.
Креационисты зачастую искажают смысл второго начала термодинамики, утверждая, что биологическая эволюция как возрастание упорядоченности со временем физически невозможна. Они опускают важное уточнение: «в изолированной системе». Организмы – открытые системы: они получают энергию от солнца, из пищи или глубинных гидротермальных источников и используют ее, чтобы создать в своих телах и жилищах временные очаги упорядоченности, в свою очередь выбрасывая в окружающую среду тепло и отходы, увеличивающие неупорядоченность в мире в целом. Использование организмами энергии для поддержания своей целостности под натиском энтропии – это современное толкование принципа конатуса (импульса или усилия), который Спиноза формулировал как «стремление к тому, чтобы утвердиться и совершенствоваться в своем бытии» и который в эпоху Просвещения стал основой для нескольких теорий жизни и сознания [42] .
42
Спиноза: Goldstein 2006.
Неотменяемая необходимость высасывать энергию из окружающей среды является причиной одной из трагедий живых существ. В то время как растения могут нежиться в лучах солнца, а некоторые морские существа – питаться химическим бульоном, который извергается из трещин в дне океана, животные рождены эксплуататорами: им приходится тяжким трудом добывать энергию из тел растений и других животных, поедая их. Тем же самым заняты вирусы, бактерии и прочие патогены и паразиты, терзающие тела изнутри. За исключением плодов, все, что мы называем «едой», является частями тела или запасами энергии других организмов, которые с радостью оставили бы эти сокровища себе. Природа – это война, и многое из того, что привлекает наше внимание в природном мире, – это гонка вооружений. Животные-жертвы защищаются посредством раковин, иголок, клешней, рогов, ядовитых желез, камуфляжа, способности летать и просто постоять за себя; растения вооружены шипами, кожурой, корой и тканями, пропитанными раздражающими и ядовитыми веществами. Животные вырабатывают приемы нападения, способные преодолеть эти защитные приспособления: у плотоядных есть скорость, когти и орлиная зоркость, а у травоядных – приспособленные для измельчения зубы и печень, расщепляющая натуральные яды.
Мы подходим к третьей ключевой особенности – информации [43] . Информацию можно понимать как снижение энтропии; это тот компонент, который отличает упорядоченную, структурированную систему от огромного числа систем беспорядочных и бесполезных [44] . Представьте себе страницы случайных символов, набранные на пишущей машинке обезьяной, или помехи в динамике радиоприемника, настроенного на частоту между станциями, или россыпь пикселей на экране компьютера при открытии поврежденного графического файла. Каждый из этих объектов может принять триллионы различных форм, и каждая из этих форм будет такой же скучной, как предыдущая. А теперь представьте, что эти приборы контролирует некий сигнал, выстраивающий символы, звуковые волны или пиксели в последовательность, которая соответствует какому-то явлению реального мира: Декларации независимости США, первым тактам песни Hey, Jude или коту в темных очках. В таком случае мы говорим, что сигнал передает информацию о декларации, песне или коте [45] .
43
Информация: Adriaans 2013; Dretske 1981; Gleick 2011; Hidalgo 2015.
44
Информация – это снижение энтропии, а не энтропия сама по себе: https://schneider.ncifcrf.gov/information.is.not.uncertainty.html.
45
Переданная информация как знание: Adriaans 2013; Dretske 1981; Fodor 1987, 1994.
Объем информации, содержащейся в некой последовательности, зависит от того, насколько детально наше восприятие мира. Если бы нас волновала точная очередность символов, напечатанных обезьяной, или точная разница между двумя шумовыми всплесками, или точное расположение пикселей на конкретном дисплее с помехами, тогда мы бы сказали, что каждая из этих последовательностей несет столько же информации, сколько остальные. Интересные последовательности в таком случае несли бы даже меньше информации, потому что, когда смотришь на одну их часть (например, запятую), ты можешь угадать и другие (например,
следующий за ней пробел) без помощи сигнала. Однако чаще всего мы сваливаем в одну кучу огромное большинство невнятных комбинаций, считая их одинаково скучными, и отделяем от них те немногие, которые соответствуют чему-то еще. С этой точки зрения фотография кота несет больше информации, чем россыпь пикселей, поскольку ее дурацкий смысл выделяет редкую упорядоченную комбинацию из огромного числа в равной степени неупорядоченных. Когда мы говорим, что Вселенная упорядочена, а не хаотична, мы имеем в виду, что она содержит информацию именно в таком понимании. Некоторые физики возводят информацию в ранг одной из базовых составляющих Вселенной наряду с материей и энергией [46] .46
«Вселенная состоит из материи, энергии и информации»: Hidalgo 2015, p. ix; Lloyd 2006.
Информация – это именно то, что накапливается в геноме в процессе эволюции. Последовательность оснований в молекуле ДНК соответствует последовательностям аминокислот в белках, из которых состоит тело организма, и эта последовательность сложилась в процессе уменьшения энтропии предков данного организма – формирования тех маловероятных конфигураций, которые позволяли им поглощать энергию, расти и размножаться.
Кроме того, информацию на протяжении всей жизни организма собирает его нервная система. Когда ухо преобразует звуки в нервные импульсы, два этих физических процесса – вибрация воздуха и диффузия ионов – не имеют между собой ничего общего. Но, благодаря корреляции между ними, определенная активность нейронов в мозге животного содержит информацию об определенном звуке во внешнем мире. Далее информация может переходить из электрической формы в химическую и обратно, пересекая синапсы между соседними нейронами, но при всех этих физических трансформациях сама она сохраняется неизменной.
Важнейшее открытие теоретической нейробиологии XX века заключалось в том, что нейронная сеть может не только хранить информацию, но и преобразовывать ее так, что это позволяет нам объяснить интеллектуальные способности мозга. Два входных нейрона могут быть соединены с выходным нейроном таким образом, что соотношения между их импульсами будут соответствовать логическому оператору, например И, ИЛИ и НЕ, или статистическому решению, принятому с учетом значимости входных данных. Это дает нейронной сети способность к обработке информации, то есть вычислениям. При достаточно большом размере сети, построенной из таких логических и статистических контуров (а в мозге с его миллиардами нейронов есть где развернуться), мозг может вычислять сложные функции, что является первым условием для умственной деятельности. Мозг может обрабатывать получаемую им от органов чувств информацию об окружающем мире, копируя действие законов, по которым живет реальный мир, что позволяет нам выводить полезные суждения и прогнозы [47] . Внутренние образы, которые надежно коррелируют с состояниями реального мира и участвуют в формировании суждений, чаще всего позволяющих перейти от верных предположений к верным выводам, можно назвать знанием [48] . Мы говорим, что человек знает, что такое дрозд, если мысль «дрозд» возникает в его сознании, когда он видит дрозда, и если он способен прийти к умозаключению, что это такая птица, которая появляется по весне и таскает червей из земли.
47
Нейронные вычисления: Anderson 2007; Pinker 1997/2009, chap. 2.
48
Знание, информация и дедукция: Block 1986; Fodor 1987, 1994.
Возвращаясь к эволюции: мозг, который благодаря информации в своем геноме способен обрабатывать информацию, поступающую от органов чувств, может оптимизировать поведение животного для поглощения энергии и сопротивления энтропии. Например, он может установить правило: «Если оно пищит, гонись; если оно лает, спасайся бегством».
Погоня и побег, однако, представляют собой не просто последовательность сокращений мышц – это целенаправленные действия. В ходе погони в зависимости от обстоятельств требуется бежать, карабкаться, перепрыгивать или лежать в засаде (главное – чтобы это повышало шансы схватить добычу), а спасаясь от кого-то – прятаться, замирать и лавировать. Это подводит нас к еще одной эпохальной идее XX века, которую называют кибернетикой, концепцией обратной связи или теорией управления. Эта идея объясняет, почему физическая система может производить впечатление телеологической, то есть направляемой определенной задачей или целью. Все, что ей для этого нужно, – это возможность оценивать собственное состояние и состояние окружающей среды, наличие представления о своем целевом состоянии (то, чего она «хочет», чего она «добивается»), способность вычислять разницу между текущим состоянием и целевым, а также набор доступных ей действий, каждому из которых сопоставлен его ожидаемый результат. Если система устроена так, что она выбирает действия, которые обычно уменьшают разницу между текущим состоянием и целевым, можно сказать, что она стремится к цели (а если мир оказывается достаточно предсказуемым, то и достигает ее). Естественный отбор открыл этот принцип в форме гомеостаза, благодаря которому наши тела, к примеру, регулируют свою температуру дрожью или потоотделением. Когда тот же принцип открыли люди, они применили его для разработки аналоговых систем вроде термостатов и круиз-контроля, а затем и цифровых систем вроде шахматных программ и автономных роботов.
Принципы информации, вычисления и управления перебрасывают мост через пропасть, отделяющую физический мир причины и следствия от интеллектуального мира знания, мышления и цели. Утверждение, что идеи могут менять мир, не просто риторическая фигура – это факт физического устройства человеческого мозга. Мыслители Просвещения догадывались, что мысль представляет собой некое материальное явление, – они сравнивали идеи с отпечатками на воске, колебаниями струны или волнами от проплывающей лодки. А некоторые, как Гоббс, предполагали, что «рассуждение есть не что иное, как подсчитывание», то есть вычисление. Однако до того, как концепции информации и вычисления прояснились, некоторым из них казалось разумным говорить о дуализме души и тела, приписывая интеллектуальную жизнь некой нематериальной душе (точно так же, как до прояснения концепции эволюции разумно было быть креационистом и приписывать устройство природы замыслу всевышнего проектировщика). Подозреваю, это еще одна причина, почему многие мыслители Просвещения были деистами.
Разумеется, вполне естественно сомневаться в том, что ваш телефон в самом деле «знает» ваш любимый номер, что ваш навигатор действительно «продумывает» наилучший маршрут или что ваш робот-пылесос искренне «старается» подмести пол. Однако по мере того, как системы обработки информации все совершенствуются, их представления о мире обогащаются, их цели выстраиваются во все более длинные иерархические цепочки из вложенных подцелей, а их направленные на достижение этих целей действия становятся все более разнообразными и все менее предсказуемыми – отказ это признавать начинает смахивать на человеческий шовинизм. (Вопрос о том, объясняют ли информация и вычисление сознание в дополнение к знанию, мышлению и цели, я рассмотрю в последней главе.)