Файл: Томпсон. Механистическая и немеханистическая наука. Исследование природы сознания и формы.pdf

160 Глава 5

хаотически, то можно ожидать, что описывающая такое распо-

подразумевается при выводе соотношений (22) и (24), когда мы используем для определения M статистические ансамбли). В противоположном случае малого L(Y\G,M) описывающая Y информация закладывается уже в начальное распределение исходного газа. Возникает вопрос: каким образом эта информация кодируется в начальном состоянии системы?

Рассмотрение граничных условий сопряжено с теми же самыми трудностями. Например, если в систему газа извне проникают космические лучи, энергии которых подчиняются некоему простому распределению, то едва ли можно ожидать, что система окажется способной извлекать из них информацию в количестве, необходимом для создания символического описания Y организма. Для того чтобы из космических лучей можно было извлечь такую информацию, распределение их энергий D должно носить весьма сложный характер. Более того, D должна быть не просто сложной функцией, она должна обеспечивать малость L(Y\G,D). Иными словами, в потоке космических лучей должен быть закодирован значительный объем информации для построения Y. Это напоминает выдвинутую Сванте Аррениусом гипотезу панспермии, в соответствии с которой жизнь никогда не зарождалась, а лишь распространялась по Вселенной путем переноса спор между планетами. Аррениус считал, что споры эти представляют собой примитивные образования и независимо эволюционируют на различных планетах до высших организмов. Однако «примитивные» споры на это неспособны, поскольку в них должны содержаться все инструкции, необходимые для дальнейшей эволюции организмов.

В теории Аррениуса жизнь рассматривается как извечно существующее материальное явление. Недостатком этой гипотезы является то, что природные процессы имеют тенденцию уничтожать информацию, что делает маловероятной возможность бесконечно долгого сохранения больших ее объемов в материальной системе. К тому же данная теория объясняет возникновение жизни ничуть не лучше, чем гипотеза «большого взрыва», кото-

Теория информации и самоорганизация материи

рая подразумевает содержание инструкций для зарождения жизни уже в первоначальном состоянии Вселенной.

можно рассматривать как универсальную константу физической системы, обуславливающую ее эволюционный потенциал. В системе может с высокой вероятностью появиться представитель только-такой категории форм, которая характеризуется меньшим, нежели К системы, информационным содержанием. Однако если категория удовлетворяет определению с более высоким, чем К, информационным содержанием, то вероятность зарождения в системе принадлежащих к данной категории форм крайне низка.

Это рассуждение применимо не только к таким категориям, как виды, классы и типы растений и животных, но также и к более абстрактным — таким, как интеллект и личность. Так, например, мы можем сделать вывод о невозможности эволюции личности в рамках системы с низким К, если только мы не дадим столь обобщенное, расплывчатое определение личности, что оно потеряет всякий смысл. Это утверждение можно пояснить, вновь обратившись к набору личностных качеств, приведенному в разделе 5.2. Если эти качества нельзя описать малым количеством информации, то вряд ли можно ожидать появления в системе с низким информационным содержанием существ, которые проявляли бы подобные личностные качества (здесь мы, разумеется, говорим о личности как о чисто физическом явлении — в полном согласии с редукционистской философией современной науки).

В этой связи мы могли бы вкратце обсудить некоторые современные теории самоорганизации материи. Такого рода теории основываются на неравновесной термодинамике и химической кинетике. Среди авторов таких теорий можно отметить Илью Пригожина28 и Манфреда Эйгена. В рамках этих теорий химические системы моделируются при помощи дифференциальных уравнений, носящих название реакционно-диффузных. Исследуя эти уравнения, теоретики надеются продемонстрировать, каким образом неорганизованные молекулы первичного бульона вступают в химические соединения, образуя первую самовоспроизводящуюся клетку.

Самой известной работой на эту тему, вероятно, является теория Эйгена о самовоспроизводящихся гиперциклах29. В соответствии с утверждением Эйгена системы полипептидов и самокопирующиеся молекулы РНК могут спонтанно зарождаться в соответствующей смеси химических компонентов. Набор Rh...,R„ молекул РНК может воспроизводить себя в химической смеси при условии, что каждая из RJ порождает полипептиды, катализирующие воспроизведение JR/+1, a R„ подобным же образом катализирует воспроизведение R\. Эйген называет такую систему молекул «гиперциклом» и утверждает, что именно такие гиперциклы являются недостающим звеном между разупорядоченными химическими смесями и первыми живыми клетками.

Мы не станем детально обсуждать теорию Эйгена и ограничимся лишь указанием на то, что он даже не пытался объяснить возникновение механизмов самовоспроизводства живых клеток. В уже существующих клетках содержащие генетическую информацию молекулы ДНК воспроизводятся при помощи чрезвычайно сложных и специфических энзимов типа ДНК полимеразы и ДНК гиразы. Энзимы выполняют необходимые для воспроизводства клеток функции, проявляя порой чудеса манипулирования молекулами. В одной из недавних работ сообщается о том, что ДНК гираза способна определенным образом разрывать цепочку ДНК, проводить сквозь разрыв соседнюю цепочку и затем воссоединять разорванное место30. Поскольку при воспроизведении длинных цепочек ДНК они неизбежно запутываются, становится ясно, сколь важна для воспроизводства клеток такая возможность развязывать и связывать узлы ДНК.

Энзимы образуются в клетках в ходе сложнейших процессов, в которых участвует множество протеинов и прочих молекул. Так, в одной из стадий такого процесса участвуют структуры, называемые рибосомами. Рибосомы клетки E. coli имеют молекулярный вес около 3000000 и могут быть расчленены на 55 различных протеиновых составляющих31. Все эти протеины в свою очередь закодированы в ДНК и образуются в ходе тех же самых процессов, в которых они принимают активное участие.

Основное затруднение теории Эйгена состоит в невозможности показать, каким образом стабильная самовоспроизводящаяся система могла действовать до образования вышеупомянуты}« механизмов и — каким образом такие механизмы могли развиться в ходе мутаций и естественного отбора. В работе Диксош