Schnitt и происхождение жизни

Физики называют неизбежное разделение субъекта (того, кто измеряет) и объекта (того, что измеряют) der Schnitt. Какое емкое слово! Патти называет это «неизбежное концептуальное разделение познающего и познаваемого, или символической записи события и самого события, эпистемологическим разрезом»[3]. На стороне наблюдателя и его записи события существует некая сфера действий. На стороне самого события тоже существует своя собственная сфера действий. Если это не очень понятно, вспомните о разрыве в объяснении между вашим личным переживанием события (бодисерфинг доставил мне массу удовольствия) и самим событием (некто отправился поплавать на океанских волнах). Все это просто варианты дополнительности из физики. Но кто измеряет события? Вот где настоящая путаница. Нужен ли исследователь, чтобы оценить различия между субъективным опытом человека и объективной реальностью? Кто измеряет исследователя?

Как отмечает Патти, ни в классической, ни в квантовой теории нет строгого описания субъекта – то есть наблюдателя или агента, которые определяют, что измеряется. Поэтому в физике ничего не говорится о том, где должен пройти эпистемологический разрез[4]. Но для квантовых измерений физик-наблюдатель не нужен. Патти утверждает, что квантовые измерения могут осуществлять и другие агенты. Например, ферменты (скажем, ДНК-полимераза) производят квантовые измерения в процессе клеточной репликации[5]. Участие живого наблюдателя не требуется.

Абсурдная ситуация с котом Шрёдингера, которая вызвала отторжение у юного Патти, возникла не из-за кота и не из-за счетчика Гейгера, а по воле человека, придумавшего сценарий оригинального опыта. В мысленном эксперименте Шрёдингера кот, живой и мертвый одновременно, описывался как волновая функция. Эта ситуация будет сохраняться до тех пор, пока мы не откроем ящик и не произведем измерение – то есть не посмотрим, жив кот или мертв (но только уже что-нибудь одно). Результат измерительного действия (человек открывает ящик), по-видимому, будет мгновенным и необратимым, а его физическая репрезентация (живой или мертвый кот) – произвольна. Но как такое возможно, если в то же время предполагается, что на микроскопическом уровне все события подчиняются обратимым квантово-динамическим законам (то есть уравнению Шрёдингера)? Патти отмечает, что, пока не произведено наблюдение, о состоянии кота судить нельзя из-за некорректной схемы эксперимента. «Проблема кота Шрёдингера возникла из-за убеждения в том, что человеческое сознание в конце концов разваливает волновую функцию»,[6] – пишет он. В действительности Шрёдингер сочинил свою сценку с котом специально для того, чтобы продемонстрировать нелепость этой идеи. Он хотел показать, что к большим объектам, таким как кот – или собака, или вы, если уж на то пошло, – квантовая суперпозиция не применима.

По Шрёдингеру, в дураках остались мы с вами. Он пытался нам показать, что мы чего-то недопонимаем. Патти это было ясно еще в школе, и он решил разобраться, в чем тут дело. Где пролегает разрыв, где следует провести разрез – der Schnitt? Всецело поглощенный загадками происхождения жизни, он пришел к мысли, что уровень человеческого сознания занимает в архитектуре всех живых организмов слишком высокое положение, для того чтобы эпистемологический разрез между наблюдателем и наблюдаемым, между субъективным восприятием и самим событием мог проходить на этом уровне. Между элементарными частицами и человеческим мозгом есть еще множество уровней. Да и вообще – между элементарными частицами и мозгом (кошки, мышки, мухи или червя) помещается множество уровней. Если бы главный эпистемологический разрез пролегал столь высоко, абсурдная ситуация с котом Шрёдингера могла бы реализоваться как квантовая система. Патти не был расположен к кошачьим играм на крыше: «Моя точка зрения такова, что вопрос о сути наблюдения в квантовой механике должен быть поставлен задолго до того, как будет достигнут сложный уровень мозга. Фактически, я полагаю… что разрыв между квантовым и классическим поведением всегда связан с различиями между неодушевленной и живой материей»[7].

Вот оно! По гипотезе Патти, разрыв стал результатом процесса, аналогичного квантовому измерению и начавшегося еще во времена зарождения жизни с саморепликации с участием простейшего агента – клетки[8]. Все эти разрезы – эпистемологический, между субъектом и объектом, психикой и материей – берут начало от того самого первого разреза, возникшего при образовании жизни. Разрыв между субъективным восприятием и объективными возбуждениями нейронов возник не в связи с развитием мозга. Когда появилась первая живая клетка, он уже был. Два комплементарных типа поведения, два уровня описания присущи самой жизни – они были во времена ее зарождения, сохранились в процессе эволюции и по-прежнему необходимы для разделения события и его субъективного переживания. Эта идея поражает воображение.

Жизнь в символах: фон Нейман указывает путь

По-видимому, живая и неживая материя действуют по совершенно разным правилам, хотя и состоят из одинаковых элементов. Почему живая материя отличается от неживой? Может, тут есть какой-то подвох, и физические законы, которые, как мы уже знаем, управляют неживой материей, просто нарушаются? Патти считает, что живые объекты отличаются от неживых способностью к воспроизводству и к развитию во времени. Но что нужно для воспроизводства и развития?

Гениальный математик венгерского происхождения Иоганн фон Нейман, известный весельчак, обладал колоссальным жизнелюбием, и его вклад в науку был столь же колоссален. Выходец из семьи будапештских евреев-аристократов, умирая, фон Нейман принял последний обряд от католического священника, – извлек урок из пари Паскаля[14], как остроумно успел заметить сам ученый. А до этого он работал в Принстоне, в Институте перспективных исследований, где, по слухам, доводил Эйнштейна до белого каления немецкими маршами, включая свой граммофон на полную громкость.

Интеллектуальная жизнь в те времена била ключом. В 1943 году Шрёдингер прочел в Дублине свою историческую лекцию на тему «Что такое жизнь?», в которой высказал предположение, что в молекулярных механизмах клетки заложен «код программы». К концу 1940-х годов фон Нейман тоже стал задумываться о жизни как о мысленном эксперименте. Что такое жизнь? Или – чем занимаются живые объекты? Например, воспроизводятся. Жизнь порождает еще больше жизни. Однако, как подсказывала ему логика, «то, что происходит, в действительности на порядок выше самовоспроизводства, ибо с течением времени новые организмы становятся более сложными»[9].

Жизнь не только порождала еще больше жизни. Жизнь могла наращивать уровень сложности, могла развиваться. Фон Неймана все больше интересовал вот какой вопрос: что потребовалось бы автономной, способной к развитию и самовоспроизводству «живой машине», окажись она в такой среде, с которой могла бы взаимодействовать? Логическая нить привела его к заключению, что подобной машине надо иметь описание процесса самокопирования и описание копирования этого описания, – чтобы она могла передать его другой, вновь созданной машине. Кроме того, первой машине понадобится механизм для выполнения работ по конструированию и копированию. Нужны информация и конструирование. Однако таким образом обеспечивается только воспроизводство. Фон Нейман разумно рассудил, что для развития и повышения уровня сложности машины чего-то не хватает. Необходимо, решил он, иметь еще и символическое самоописание – генотип, – физическую структуру, независимую от описываемой структуры, то есть фенотипа. Если подыскать код, который связал бы символическое описание с тем, к чему оно относится, машины смогут развиваться. Почему – мы узнаем чуть позже.