например ураганы и торнадо, имеют хаотичные и непредсказуемые траектории, способные на время ввести в заблуждение наивного ребенка и заставить его думать, что они живые, все же вскоре становится очевидным, что их затейливые блуждания на самом деле случайны и бесцельны.

Типичные диссипативные структуры – рабы законов физики и энтропийных сил, которые приводят их в движение. Автономные агенты, напротив, могут «сопротивляться» природе и заставлять вещи происходить, они обладают способностью влиять на реальность, что философы называют причинной силой. Точное определение этого термина – непростая задача для ученых и философов, но мы можем считать причинную силу способностью агента инициировать новые цепочки причин и следствий.

Поскольку неживая диссипативная структура не обладает причинной силой, она не может инициировать действия или контролировать физические события, что делает ее неспособной поддерживать себя, находя новые источники энергии, когда старые запасы иссякают. Живой же организм, когда свободная энергия, необходимая для его функционирования, иссякает в его непосредственном окружении, активно ищет ее. Это как если бы водоворот тянулся вверх и открывал кран, почувствовав, что запас воды вот-вот иссякнет, чего мы, конечно, никогда не наблюдаем. В сущности, неживые диссипативные структуры обречены на преходящее и незначительное существование и неизбежно распадаются, как только устраняются поддерживающие их градиенты и прекращается поток энергии.

Это означает, что живой агент может выбирать свой путь, двигаясь в полном соответствии с физическим законом, но не становясь его рабом. Камень всегда катится вниз по склону и никогда вверх, из-за силы тяжести, но то же самое нельзя сказать о чем-то живом. Это справедливо даже для простых организмов. Например, многие растения медленно, но неутомимо движутся в направлении Солнца, отслеживая его движение по небу каждый день, – это явление называется гелиотропизмом. Аналогично одноклеточные существа, например бактерии, плывут к источникам пищи и прочь от ядов – эта их способность известна как хемотаксис. Когда один энергетический градиент исчерпан, активно ищется другой. Вопрос о том, обладают ли такие простые системы хоть какой-то осознанностью или субъективным опытом, является предметом горячих споров (и обсуждается далее в этой книге). Однако вне зависимости от того, разумны они или нет, эти агенты действуют с определенной целью и намерением.

Психолог девятнадцатого века Уильям Джеймс ярко описал эту уникальную характеристику жизни с помощью романтической метафоры, вдохновленной произведением Шекспира:

Ромео тянется к Джульетте, как металлическая стружка к магниту, и если нет препятствий, он движется к ней по такой же прямой траектории. Однако, если между Ромео и Джульеттой возвести стену, то они не будут по-идиотски прижиматься лицами к ее противоположным сторонам, как в случае магнита и стружки… Ромео вскоре найдет обходной путь, перелезет через стену или сделает что-то еще, чтобы прикоснуться к губам Джульетты. Путь стружки неизменен; достигнет ли она цели, зависит от случайности. Для любовника неизменна цель, а путь может меняться как угодно.

В свете этого четкого поведенческого различия полное объяснение происхождения жизни должно отвечать на философский, но научно обоснованный вопрос: как именно молекулы обрели агентность, контроль и цель? Какой именно процесс наделил физическую систему целями и способностью их достигать? Если агентность действительно возникает в результате термодинамических механизмов, таких как диссипативная адаптация и фазовые переходы, тогда мы должны объяснить, как именно и почему.

Непомерная живучесть биологии

Еще одна загадка, которую нельзя объяснить, просто назвав жизнь диссипативной структурой, – это вопрос о том, почему жизнь столь потрясающе прочна и устойчива. Обычные диссипативные структуры быстро материализуются и распадаются, чаще всего на протяжении секунд, минут, часов или дней. Жизнь, напротив, ни разу не исчезала полностью с тех пор, как зародилась четыре миллиарда лет назад, и сейчас у нас есть несколько очень веских причин полагать, что она только начинается.

Большинству из нас внушали, что жизнь хрупка и ее существование всегда под угрозой, но это распространенное заблуждение, проистекающее, как это ни иронично, из чрезмерно антропоцентрического мировоззрения. Хотя это верно для отдельного организма или вида, это не относится ко всем экосистемам или биосфере в целом. Мы должны помнить, что жизнь – коллективное явление. Отдельные представители приходят и уходят, но паттерны организации жизни, поддерживающие когерентную структуру и функции, сохраняются бесперебойно. Биологическая сеть на Земле не просто не угасла, она процветает, несмотря на испытания бесчисленными стихийными бедствиями и многими периодами массового вымирания. После каждой катастрофической неудачи жизнь не просто восстанавливалась, а поднималась на новые высоты, всегда продвигаясь как в разнообразии, так и в сложности. Мы рассмотрим эту траекторию жизни более подробно в седьмой и восьмой главах.

Сказать, что жизнь устойчива, – значит ничего не сказать. Как только она закрепляется на планете, ее практически невозможно уничтожить. Если бы внезапно разразилась ядерная война, она вряд ли убила бы всех животных или даже всех людей, не говоря уже о жизни в целом. Даже если бы все граждане всех стран, как камикадзе, объединили усилия, чтобы уничтожить биологическую жизнь, забросав ядерными бомбами всю планету, они бы не достигли успеха. Эволюция просто начала бы все сначала. И если бы Солнце перестало светить, то микроорганизмы под поверхностью Земли выжили бы за счет тепловой и химической энергии, вырабатываемой ее недрами. Некоторые ученые даже считают, что жизнь сохранилась бы и в том случае, если бы вы разнесли планету на куски: бактерии стали бы космическими пассажирами на образовавшихся астероидах и в конечном итоге смогли бы засеять другие планеты.

Конечно, когда-нибудь в очень отдаленном будущем все звезды и планетарные процессы исчерпают свои источники энергии. Но если путь прогресса, который был таким устойчивым и надежным на Земле, типичен для обитаемых планет (что, как будет показано в следующих главах, почти наверняка верно), то к этому моменту, вполне вероятно, разумная жизнь научится использовать множество альтернативных источников свободной энергии, предлагаемых природой. Это захватывающая мысль, но мы забегаем вперед. Суть в том, что жизнь устойчива настолько, что кажется почти нелепым рассматривать ее как нечто случайное или аномальное, а не неизбежное и фундаментальное.

Чем объясняется потрясающая способность жизни оставаться далеко от равновесия в постоянно меняющейся, турбулентной среде? Как агентность позволяет жизни контролировать свою судьбу и избегать смерти и хаоса в течение миллиардов лет? Что же делает разумную жизнь столь неудержимой и (по крайней мере, на одной планете) в высшей степени преобразующей? Как бы ни казалось наивному наблюдателю, секретный ингредиент жизни – не какая-то неописуемая бестелесная сила, ингредиентами агентности являются информация и вычисления.

5

Биологическая информация и вычисления

Размышления о жизни с точки зрения термодинамики привели нас к