Сумма технологии

Во-первых, модели, которые мы строим, это «макрогомеостаты», то есть системы, молекулярная структура которых не находится в прямой связи с выполняемыми ими функциями. Такая связь означает не просто пригодность к выполнению функций, необходимую, конечно, электронной машине. Проводники машины должны иметь нужную проводимость, а транзисторы или нейромимы – заданную характеристику и т. п. Такая связь означает, прежде всего, что сложная система, зависящая от очень большого числа элементов, непрерывно следить за состоянием которых она не может, должна быть построена по принципу «надежность действия при ненадежности компонентов». Эти компоненты должны тем самым обладать автономией исправления и компенсации повреждений, вызываемых внешними или внутренними причинами. Машины, конструировавшиеся до сих пор, этими свойствами не обладают (хотя новые, проектируемые ныне, будут ими обладать хотя бы частично).

Во-вторых, такое положение вещей имеет свои последствия. Цифровая машина может требовать охлаждения некоторых частей (например, ламп), то есть понадобится насос для поддержания циркуляции охлаждающей жидкости. Однако этот насос сам по себе не является гомеостатом. Правда, благодаря этому он устроен значительно проще, чем гомеостатический насос: но зато в случае его повреждения вся машина, вероятно, скоро остановится. В то же время насос органического гомеостата, например, сердце, хотя оно и предназначено для чисто механических действий (нагнетание крови), представляет собой многоуровневую гомеостатическую систему. Во-первых, оно является частью объемлющего гомеостата (сердце плюс сосуды плюс невральное регулирование); во-вторых, оно является системой с локальной автономией (автономия регуляции сокращений сердца, встроенная в его собственные нервные узлы); в-третьих, само сердце состоит из многих миллионов микрогомеостатов – мышечных клеток. Решение очень сложное, но зато с многосторонней защитой от возмущения. Эволюция, как уже было сказано, решила эту задачу на основе «холодной» технологии молекулярного катализа в жидкой среде. Можно представить себе аналогичное решение, но с твердым строительным материалом, например как конструкцию кристаллических гомеостатов. По пути к такому решению идут молекулярная техника и физика твердого тела.

О постройке такого «универсального гомеостата», каким является клетка, мы пока не можем и думать. Мы идем по пути, обратному эволюционному, поскольку, как это ни парадоксально, нам легче изготовлять узкоспециализированные гомеостаты. Эквивалентами нейрона являются, например, нейристоры, нейромимы, артроны, из которых строят соответствующие системы, такие, как MIND (Magnetic Integrator Neuron Duplicator), которая выполняет логическую функцию распознавания образов, состоящих из ряда информационных сигналов. По величине системы типа криотрона уже почти соперничают с нервными клетками (всего десять лет назад элементы, выполняющие подобные функции – катодные лампы, – были в миллионраз больше нейрона!) и превосходят их по быстродействию. Пока нам не удается воспроизвести тенденций к самоисправлению. Заметим, кстати, что и ткань центральной нервной системы не регенерируется. Но мы знаем кристаллические системы, возникающие, когда в атомную решетку вводятся следы примесных атомов определенных элементов; эти системы в зависимости от способа изготовления ведут себя как каскадный усилитель, как гетеродин, как реле, выпрямитель и т. п. Из подобных кристаллов можно собрать, например, радиоприемник. Дальнейшим шагом будет уже не составление произвольного функционального целого из кристаллических блоков, а радиоустройство (или электронный мозг) в виде одного кристалла.

В чем привлекательность такого решения? В том, что радиокристалл, разрезанный на две части, представляет собой два независимыхи продолжающих действовать радиоаппарата, только с половинной мощностью. Эти части можно разрезать дальше и каждый раз получать «радио» до тех пор, пока последняя частица будет еще содержать необходимые функциональные элементы, то есть атомы. Таким образом, мы приближаемся к тому пределу использования параметров строительного материала, которого на другом, так сказать, фронте материи – в коллоидах – достигла эволюция. Ведь и эволюция применяет «молекулярную технику», с нее она и начала всю свою конструкторскую работу. С самого начала кирпичиками служили ей молекулы, которые она сумела отобрать как по их динамической полезности, так и по их информационной емкости. Источником универсальных решений являются ферменты: они могут выполнять любые функции разложения и синтеза, а также (как элементы генов) функции передачи внутриклеточной и наследственной информации.

Системы, созданные эволюцией, могут работать в узком диапазоне температур, порядка 40–50° С, и то не ниже точки замерзания воды (вещества, в котором происходят все реакции жизни). Для молектроники предпочтительнее низкие температуры и даже температуры, близкие к абсолютному нулю: благодаря сверхпроводимости технические молекулярные системы обретают при этом известное превосходство над системами биологическими (хотя, добавим честно, им далеко еще до превосходства над последними по всем параметрам, принятым во внимание жизнью).

Создаваемое низкой температурой системное равновесие превышает то, какое устанавливает капля протоплазмы, благодаря чему необходимость самоисправления уменьшается. Итак, вместо того чтобы решать задачу, мы как бы обходим ее стороной. Из других источников нам известно, что кристаллы проявляют «тенденцию к самоисправлению»: поврежденный кристалл, если его погрузить в раствор, самостоятельно дополняет свою атомную решетку. Это открывает определенные перспективы, хотя мы не научились еще их использовать. Значительно более трудную проблему создает «газовый гомеостаз». Проблема эта, насколько мне известно, не затрагивалась в специальной литературе: ведь трудно отнести к ней фантастическую повесть «Black Cloud» («Черное облако»), хотя ее автором является известный астрофизик Фред Хойл [239] . И все же, как я полагаю, описанный в этой повести «организм» – огромную туманность, скопление космической пыли, газа со стабилизированной электромагнитными полями динамической структурой – сконструировать можно. Другое дело, разумеется, могут ли подобные «организмы» из электричества и газов возникать в ходе межпланетной «естественной эволюции». По многим соображениям это представляется невозможным.

239

Ф. Хойл. «Черное облако», в сб. «Альманах научной фантастики», №4. М.: Знание, 1966.

Может показаться, что мы занимаемся совершеннейшей фантастикой и давно вышли за границы допустимого. Но это, пожалуй, не так. В качестве общего закона можно высказать следующее утверждение. Те и только те гомеостаты реализуются силами Природы, конечные состояния которых достижимы на пути постепенного развития, в согласии с направлением общей термодинамической вероятности явлений. Слишком уж много легковесных суждений высказано о Царице Мира Энтропии, о «бунте живой материи против второго закона термодинамики», чтобы четко и ясно не подчеркнуть, сколь неосторожны такие полуметафорические тезисы и как мало имеют они общего с действительностью. Первоначальная туманность, пока она представляет собой холодное атомное облако, менее упорядочена, чем галактика, уложенная в строгую форму диска с рассортированным звездным материалом [240] . Кажущийся первоначальный «беспорядок» таил в себе, однако, источник высокого порядка в виде ядерных структур. Когда туманность распадется в протозвездные вихри, когда силы притяжения достаточно сожмут эти газовые шары, вдруг «распахиваются двери» атомной энергии и вырвавшееся излучение начинает в борьбе с гравитацией формировать звезды и звездные системы. Если говорить совсем уж общо, то хотя большие материальные системы всегда стремятся к состояниям максимальной вероятности, то есть наибольшей энтропии, они проходят через столько промежуточных состояний, идут столь различными путями и, наконец, столь продолжительное время, исчисляемое подчас десятками миллиардов лет, что «потому», отнюдь не «вопреки» второму закону термодинамики, может зародиться не один и не десять, а бесконечное множество видов самоорганизующейся эволюции. Существует, следовательно, огромный, но кажущийся пока пустым (так как мы не знаем его элементов) класс гомеостатических систем, которые возможно построитьиз твердых тел, жидкостей или газов, причем этот класс содержит особый подкласс – множество таких гомеостатов, которые могут возникнуть без личного вмешательства Конструктора, а только благодаря созидающим силам Природы.

240

Исходного «спокойного» облака, в котором вдруг начинают идти бурные процессы формирования галактики, не существует. Строго говоря, эволюция идет в обратном порядке. Галактика обретает исходный момент вращения в процессе турбулентного разлета светлеющей первичной плазмы Вселенной. Именно тогда формируется центральный объект (например – черная дыра), который порождает два джета (выброса, струи). При вращении ЦО джеты создают два фронта ударных волн в окружающей газовой среде. Ударные волны, проходя через галактический газ, порождают мощную волну звездообразования, которая и наблюдается как галактический рукав. Можно сделать внешне парадоксальное утверждение, что галактика по сути не объект, а – процесс. Падение активности ЦО приводит к затуханию звездообразовательного процесса и «кинетическому остыванию» галактики. Таким образом, «кинетически холодное» (правда, не атомное, но звездное облако) является конечной фазой эволюции галактики. Обращаем внимание уважаемого читателя, наблюдая галактику со стороны, мы, строго говоря, видим не объект, а процесс, воплощение одной из природных технологий космоса.

Если следовать задаче С.Лема, то формирование разума в системах, подобной Черному Облаку Хойла, возможна, если возникает необходимость негэнтропийной регуляции процессов. Опуская задачу информационного переноса и хранения в таких моделях, следует отметить, что характерные времена существования этих систем (миллионы лет) могут дать громадное временное рассогласование мыслительных процессов земного и «облачного» разумов. (Прим. ред.)

Отсюда ясно видно, что человек может превзойти Природу, поскольку она в состоянии конструировать лишь некоторые из возможных гомеостатов, тогда как мы, овладев необходимыми знаниями, можем построить любые.

Такой космический конструкторский оптимизм следует снабдить оговоркой, покрытой шипами многочисленных «если». Неизвестно, добудет ли человечество всю необходимую для решения этих «строительных задач» информацию. Быть может, подобно предельной скорости – скорости света – существует и «предел добывания информации». Мы ничего об этом не знаем. Кроме того, следует напомнить о фактических пропорциях задачи «человек против Природы». Людей, задумавших решить эту задачу, я сравнил бы с муравьями, дерзнувшими перенести на своих плечах Гималайский хребет с одного места на другое, причем в этом сравнении, пожалуй, возможности муравьев недооцениваются. Может быть, их задача все же была бы легче даже в том случае, если к орудиям, которыми они располагают, то есть к их собственным челюстям и спинам, приравнять всю современную технику. Разница состоит лишь в том, что муравьи могут развивать свои орудия только в рамках биологической эволюции, а мы, как уже говорилось, можем развернуть информационную эволюцию, и именно эта разница, быть может, и приведет когда-нибудь к победе человека.

Конструкция смерти

ЖИВЫМ организмам свойствен ограниченный период существования, а также процессы старения и смерти. Однако эти процессы не нераздельны. Одноклеточные имеют свой предел как индивидуумы, но не умирают, так как делятся на дочерние. Некоторые многоклеточные, например гидры, размножающиеся путем почкования, могут очень долго жить в лабораторных условиях без проявлений старения. Поэтому неверно, будто протоплазма всякого многоклеточного должна стареть. Старение коллоидов (их загустевание, переход из золя в гель, из жидкого состояния в желеобразное) нельзя, таким образом, отождествлять с биологической старостью. Да, коллоиды плазмы стареют подобно абиологическим коллоидам, но кажущаяся причина на самом деле является следствием: старение клеточных коллоидов есть результат потери контроля над жизненными процессами, а не наоборот.

Замечательный биолог Дж.Б.С. Холдейн высказал гипотезу, что смерть индивидуума наступает в результате действия наследственных факторов – летальных генов, проявляющихся в жизни организма так поздно, что они уже не поддаются селекции («выбраковке») путем естественного отбора. Трудно принять такую гипотезу. Не только бессмертие, но даже мафусаилово долголетие в эволюции не оправдывает себя. Организм, хотя бы и не стареющий индивидуально (то есть «не портящийся»), стареет в рамках эволюционирующей популяции в том смысле, в каком прекрасно сохранившаяся модель «форда» 1900 года является ныне совершенно устаревшей как конструктивное решение, неспособное конкурировать с современными автомобилями.

Однако и в случае одноклеточных организмов интервал времени между делениями не может быть сколь угодно большим. Можно, правда, «принудить» их к долголетию, в десятки раз превышающему среднюю длительность индивидуального существования. Но и этого можно добиться, лишь посадив их на столь скупую «диету», которая едва позволяет поддерживать жизненные функции организма, но не дает материала для его увеличения – необходимого условия образования двух дочерних организмов. Старые клоны (популяции) простейших в известном смысле стареют: особи в них начинают погибать, и оживляет их только процесс конъюгации, при котором происходит обмен наследственной информацией. Откровенно говоря – что-то здесь непонятно. Проблему смерти можно рассматривать по-разному. «Встроена» ли она в организм эволюцией? Или же это скорее явление случайное, побочный результат конструкторских решений, относящихся к чему-то, отличному от индивидуального существования? Что же она такое? Эквивалент акта уничтожения, каким конструктор зачеркивает предыдущее решение, берясь за разработку нового, или же, скорее, непредусмотренный результат некой «усталости материалов»?