Романтика реальности. Как Вселенная самоорганизуется, порождая жизнь, сознание и сложность Космоса - Бобби Азарян

она занимает такую маленькую область Вселенной – Вселенной, которая кажется враждебной и неприветливой по отношению к жизни. Однако оба этих эпитета – признаки близорукости. Если объединяющая теория реальности, представленная в этой книге, верна, то она предполагает, что жизнь неизбежно распространится по всему космосу и будет господствовать во Вселенной примерно так же, как жизнь господствует сегодня на планете Земля. В этой главе мы будем исходить из идеи о том, что жизнь продолжается не вопреки экзистенциальным вызовам, которые ставит перед ней Вселенная, а благодаря им. Принцип Поппера «проблемы порождают прогресс» объясняет, почему жизнь естественным образом становится более сложной и сильной в результате эволюции. Проще говоря, экзистенциальные вызовы вынуждают жизнь постоянно искать решения для выживания. Эти решения, которые мы называем адаптациями, представляют собой постепенные улучшения в строении живых организмов.

Перед жизнью стоит вечная проблема – оставаться вдали от термодинамического равновесия, и она достигает этой цели, получая информацию о том, как выживать в окружающей среде. Как приобретается эта адаптивная информация? В результате слепой изменчивости и естественного отбора, которые служат формой обучения методом проб и ошибок, как ясно показывают эволюционная эпистемология и универсальный дарвинизм. Таким образом, рост знаний является одновременно дарвиновским и термодинамическим процессом. Давайте проясним эту связь, кратко изложив физическую историю в том виде, в каком она рассказывалась до сих пор. Это приведет нас к новой натурфилософии, объясняющей существование жизни в терминах эволюции и эмерджентности.

Новый взгляд на второй закон термодинамики

С термодинамической точки зрения, изложенной в первой части книги, функция биологической жизни заключается в обеспечении каналов потока энергии для планеты, находящейся в состоянии химического напряжения, поскольку таким образом жизнь способствует производству энтропии. Мы называем эти каналы потока энергии организмами, и они бывают самых разных типов или видов. Поскольку приток солнечной энергии постоянно выводит планету из равновесия, максимизация энтропии требует, чтобы эти каналы потока энергии сохранялись и в будущем. С этой точки зрения биологическая эволюция – это процесс, который создает и поддерживает каналы потока энергии, облегчающие рассеивание свободной энергии планеты. Чтобы выполнять свою термодинамическую функцию, жизнь должна получать информацию, уменьшающую неопределенность среды, поэтому адаптация – это процесс статистического моделирования, эквивалентный байесовскому выводу. По мере того как жизнь развивается, учится и обновляет «убеждения» своей модели о среде, делая их все более точными, она сводит к минимуму свое незнание относительно всех возможных способов, которыми окружающий мир может ее удивить. Наука – это лишь продолжение нашей имманентной потребности прогнозировать Вселенную с целью не выбыть из игры существования.

По мере того как эволюция протекает таким образом, природа создает множество разнообразных адаптивных систем, моделирующих окружающий мир в попытке избежать равновесия. Поскольку возникновение все более сложной среды неизбежно, так же неизбежно и появление все более разумных видов. Это подводит нас к космическому выводу, во многом противоположному первоначальной интерпретации второго закона термодинамики. Чтобы избежать путаницы, нам, пожалуй, стоит последовать совету Стюарта Кауфмана и просто назвать это четвертым законом термодинамики. Если говорить простыми словами, четвертый закон означает следующее: Вселенная, которая максимизирует энтропию или минимизирует свободную энергию с максимально возможной скоростью, будет эволюционировать в направлении все более сложного, организованного, живого и разумного состояния. Почему? Потому что вычисления, которые приходится выполнять жизни, чтобы продолжать существовать, рассеивают свободную энергию эффективнее, чем любой другой естественный процесс. Висснер-Гросс называет движущую силу этого организующего процесса причинной энтропийной силой, и она связывает воедино эволюцию и второй закон термодинамики.

Суть этой идеи довольно легко подытожить. Становясь более разнообразной и сложной в процессе эволюции, жизнь максимизирует количество ниш, которые она может использовать, что оптимизирует ее способность извлекать энергию и избегать энтропийного распада. Стремясь сохранить будущую свободу действий, адаптивная сложность приобретает все больше возможностей, а значит, может реагировать на более широкое разнообразие вызовов. В результате жизнь становится все более искусной в манипулировании материей и энергией такими способами, которые в конечном счете позволят ей стать космической силой с беспрецедентным причинным влиянием. Новый космический нарратив, возникающий из этих открытий, раскрывает перед нами Вселенную, которая становится все более разумной благодаря расширению жизни без каких-либо признаков замедления.

Многие полагают, что этот процесс неустойчив, что его бесконечное продолжение противоречило бы всемогущему второму закону, нарушая предположение о тепловой смерти, но мы увидим, что оно и является не более чем предположением. Теория тепловой смерти, также известная как Большое замерзание, понемногу оспаривается все большим числом ведущих физиков. Как объясняет Пол Дэвис – физик, ставший исследователем происхождения жизни: «Теперь мы видим, Как Вселенная способна увеличивать организацию и энтропию одновременно. Оптимистическая и пессимистическая стрелы времени могут сосуществовать – Вселенная может демонстрировать созидательный однонаправленный прогресс, даже несмотря на действие второго закона»1.

Но это утверждение недостаточно убедительно. Казалось бы, неограниченный рост организованной сложности может происходить только спонтанно во Вселенной, которая в общем и целом становится все более неупорядоченной. Это одно из фундаментальных открытий интегрированного эволюционного синтеза, и такую истину не удалось бы установить без размышлений об эволюции с термодинамической и информационной точек зрения, как предположил Шрёдингер. В этой главе станет ясно, почему тенденция к неупорядоченности является фактором отбора для самоорганизующихся систем. На первый взгляд это может показаться сложным, но история и здесь на удивление проста: второй закон делает самоорганизующиеся системы все более стабильными за счет отбора наиболее синергетических структурных состояний.

Одна связная космическая история

Догматичный редукционист, который, подобно религиозному идеологу, боится перемен и стремится сохранить статус-кво, может утешиться тем фактом, что это радикальное расширение эволюционной теории на самом деле не такое уж новое и радикальное. Прошлые попытки достичь этой цели за многие десятилетия породили солидный объем эмпирических и теоретических данных, и именно этот корпус рецензированных исследований лег в основу нынешнего подхода. Более того, мы можем считать прогрессивные попытки создания единой теории систем – кибернетики, общей теории систем, эволюционной эпистемологии, универсального дарвинизма и науки о поведении сложных систем – поразительной демонстрацией того эволюционного процесса, который все они пытаются объяснить. Парадигмы возникают и эволюционируют точно так же, как организмы и культуры. Таким образом, интегрированный эволюционный синтез – объединяющая теория реальности, развиваемая на протяжении всей этой книги, – предсказывает свое собственное появление. В механистическом смысле космической эволюции было суждено породить теорию космической эволюции. Хотя она восходит как минимум к знаменитому современнику Дарвина Герберту Спенсеру, эволюционное мировоззрение стало серьезной философской позицией благодаря Карлу Попперу.

Поппер понимал, что этот научный метод – просто новый взгляд на то, чем природа занимается уже миллиарды