Фактически все те «приемы» работы с информацией, которые мы рассматривали в предыдущих главах: феномен адаптации, закон «все или ничего», появление условных связей (рефлексов) и др., были не чем иным, как моментами эволюции, ее прогрессивными достижениями. Ведь каждый из таких приемов увеличивал шансы организма выжить, обеспечить дальнейшее существование живого и его прогресс. Но все-таки это были лишь частные (хотя и важные!) «изобретения» природы. Сейчас же нам хотелось бы остановиться на наиболее кардинальных ее изобретениях, тех, которые определили ход эволюции. Прежде всего уже само существование живых организмов предполагает какое-то их обособление от внешней среды, выделение из нее. Иначе говоря, между организмом и внешней средой должна иметься какая-то граница. Но в то же время эта граница не должна быть абсолютной, она не должна полностью изолировать организм: ведь при полной изоляции он, во-первых, не сможет даже энергетически взаимодействовать со средой (т. е. получать от нее энергию для своего функционирования), а во-вторых, может оказаться неприспособленным к изменениям, происходящим в этой среде, и поэтому вполне может погибнуть в изменившихся условиях. Значит, граница между организмом и внешней средой должна одновременно и обособлять организм, и обеспечивать ему возможность внешних взаимодействий. Одним из первых изобретений, сделанных природой в этом направлении, стала мембрана — тонкая пленка, способная разделять две среды. Действительно, благодаря своей полупроницаемости мембрана в определенной степени выполняет «изолирующие» функции. Скажем, во внешней среде бушует «химический шторм», концентрация какого-то вещества возросла в 100 раз, другого вещества — в 1000 раз, за «оградой» же, созданной мембраной, — почти полный штиль: концентрация первого вещества увеличилась, скажем, лишь в 2 раза, а второго — вообще не изменилась. Иными словами, хаосу и неупорядоченности внешней среды противостоит— за «оградой» — упорядоченность, организованность, т. е. низкая энтропия. Однако, несмотря на такую изоляцию, мембрана все же дает возможность взаимодействия с внешней средой — получения из нее и нужных веществ, и энергии, и информации. Благодаря появлению мембраны живое смогло создать для себя свою собственную «среду обитания», и в пространстве внешнего мира появились «островки», на территории которых энтропия уменьшалась—возрастала организованность материи, могущей теперь на этих «островках» самоуправляться, самоусовершенствоваться... Это был очень важный информационный скачок, и затем, во всем дальнейшем ходе эволюции, это изобретение еще много раз имело своеобразные «отклики» — повторения в иных формах: панцирь, волосяной покров, нора... Впрочем, еще задолго до появления мембраны, еще на предбиологической стадии эволюции природа сделала целый ряд крупных изобретений на пути самоуправления, самосовершенствования отдельных участков материи, создания плацдармов для самоуправляемых «островков». Пожалуй, важнейшим открытием стали так называемые автокаталитические реакции: перебирая (опробуя) различные сочетания химических веществ, природа столкнулась с весьма любопытным типом их взаимодействия. Оказалось, что существуют такие химические реакции, «в которых для синтеза некоторого вещества требуется присутствие этого же вещества». Это частный случай явления катализа, знакомого нам еще со школьной скамьи: как известно, если в растворе происходит какая-то химическая реакция типа А+В^-С (молекула вещества А, соединяясь с молекулой вещества В, дают молекулу вещества С), то в некоторых случаях для осуществления реакции требуется присутствие в растворе некоего вещества (катализатора) X: без него данная химическая реакция либо будет протекать очень медленно, либо может вовсе не состояться. Так вот, автокаталическая реакция — это такой частный (вырожденный) случай явления катализации, когда какое-то вещество X выступает одновременно и в роли катализатора, и в роли вещества В, и в роли продукта реакции С. Пример такой реакции: А+2Х-+-3Х, т. е. в присутствии молекул X одна молекула А превращается в одну молекулу X. Подобные автокаталитические реакции принято изображать графически в виде «реакционной петли». Для нас в этом явлении важно то, что здесь природа делает первые шаги по пути самоуправления, самосовершенствования: продукт химической реакции начинает управлять ее скоростью и даже самой возможностью ее протекания. Более того, имеет место своего рода сциклическая организация»: происшедшая где-то химическая реакция дает продукт, который сам становится исходным сырьем для следующей химической реакции, и т. д. Иными словами, над одним циклом как бы надстраивается второй цикл, над ним — третий и т. д., т. е. образуется как бы пирамида циклов, каждый из которых создает фундамент для следующего.
Замечательно то, что при каждом таком «надстраивании» сам процесс, протекающий на нижележащем уровне пирамиды, становится объектом управления следующего, вышележащего уровня. Заглянув далеко вперед, на вершину эволюции —в мир человека, мы найдем там совершенно аналогичное явление. Это феномен так называемой рефлексии, т. е. осознания человеком своей собственной психической деятельности (отражения сознания в себе самом) и изменения этой деятельности под влиянием такого осознания. Традиционно в психологии именно подобные процессы принято называть рефлексивными (относящимися к собственно рефлексии, в узком смысле этого слова). Однако если понимать рефлексию более широко — как перенос управления на параметры самой системы управления, — то и автокаталитическую реакцию, и описываемые ниже другие примеры того же типа следует также относить к феномену рефлексии.
Это изобретение природы также имело много «вариаций»— повторений в ходе эволюционного процесса. Среди них можно назвать, в частности:
— так называемый гиперцикл Эйгена — предполагаемая основа возникновения живой материи; химические реакции самоорганизуются так, что циклическая организация химических реакций одного уровня сама становится элементом циклической организации другого, более высокого уровня, и т. д.;
— работу так называемых генов-модификаторов, управляющих активностью других генов, которые в свою очередь сами управляют процессами развития организма...
Чуть позднее мы еще вернемся к другим вариациям этого изобретения—циклической организации процессов; важнейшей вариацией окажется система переработки информации животных и человека.
Два рассмотренных нами изобретения природы (мембрана и циклическая организация процессов)—это не просто два важных узловых момента эволюции Мы привели их здесь, столкнули друг с другом для того, чтобы показать, что это два принципиально различных способа,
посредством которых может реализоваться принцип максимума информации. Именно из-за этого фундаментального их значения они и повторяются, подобно эху, много раз в процессе эволюции. В чем же различие этих способов? Первый способ (реализуемый в мембране) —это, как было показано в предыдущей главе, стремление к гомеостазу. Максимизация информации становится здесь возможной за счет уменьшения условной энтропии Н(У/Х). А какова информационная природа второго способа? Из формулы следует, что добиться максимизации информации можно и другим путем — увеличивая Н(У), т. е. стремясь максимально разнообразить множество реакций организма (фрагмента живого), увеличивать диапазон его действий, диапазон их скоростей, расширять множество представлений, на основе которых действует организм. Как это увеличение Н(У) реализуется в случае рефлексивной организации процессов? Проследим это на примере организма. Обычно множество реакций организма У ограничено его структурой, строением, параметрами, которые можно описать как некий набор условий а. Когда этот набор фиксирован, то энтропия множества реакций организма является условной энтропией Н(У/А). Но можно поступить следующим образом: перенести управление на параметры самого организма, на сами условия, т. е. перейти от фиксированного набора условий а и от условной энтропии Н(У/А) к безусловной Н(У) = Н(У/А)+1(У, А), которая, как известно, всегда больше, чем условная энтропия (или в крайнем случае равна ей), Н(У)-Н(У/А). За счет этого происходит увеличение разнообразия реакций Н(У).
Практически перенос управления на прежде неуправляемый набор параметров а требует создания новой системы управления, которая сама будет характеризоваться некоторым набором условий (параметров В). Поскольку первоначально эти параметры фиксированы, то фактически новое состояние организма мы также должны описывать условной энтропией Н(У/В), где в роли нового условия выступает Ь. Итак, над первой управляющей системой надстраивается вторая, управляющая ею. Но точно так же имеется возможность надстроить над второй системой третью, управляющую ею, и т. д. Повторяясь многократно в процессе эволюции, такое надстраивание ведет к созданию новых, более совершенных систем управления и новых параметров, по которым производится управление. Тогда развитие обеспечивает каждому следующему поколению организмов все большую свободу по отношению к окружающей среде, увеличивает разнообразие его реакций. Одновременно это сопровождается усложнением структуры, повышением ее организации и уменьшением энтропии внутренних состояний.
Таким образом, живое в процессе эволюции стремится к максимизации информации, для чего ему нужно:
а) усложнять свою внутреннюю структуру (систему управления, занимающуюся переработкой информации); это второй из рассмотренных нами способов, главная задача которого — максимальное увеличение разнообразия реакций;
б) сохранять, защищать от внешних воздействий созданные достаточно сложные внутренние структуры; это задача первого из рассмотренных нами способов, сводящегося к поддержанию гомеостаза.
Совсем нетрудно понять, что оба эти способа идут бок о бок, помогают друг другу. В самом деле, за счет большего разнообразия реакций (а) можно лучше защищать структуру от внешних, потенциально губительных, воздействий (б), а защита от этих воздействий (б) позволяет внутренней структуре в спокойных условиях продолжать усложняться и совершенствоваться (а). Такое сочетание этих двух способов (каждый из которых вытекает из принципа максимума информации) и обеспечивает эволюционный прогресс, создает для него весьма благоприятные предпосылки, богатую почву для все новых и новых эволюционных изобретений.
Догадливый читатель уже, наверное, понял, что авторы отнюдь не намерены ограничиться рассмотрением только тех первичных (но принципиальных!) простейших моментов, о которых шла речь и на которых базируется вся эволюция. Читатель ждет чего-то гораздо более близкого к нему, к современному человеку с его сложной внутренней жизнью, который погружен в сложнейший окружающий его мир, во многом созданный его собственными руками... И догадливый читатель прав: мы действительно ведем наше повествование по этому пути— к вершине эволюции, а этой вершиной является человек и созданный им человеческий мир. Но для подъема на любую трудную вершину, как хорошо знают альпинисты, необходима надлежащая экипировка — средства достижения цели (снаряжение, одежда, обувь...). Частично мы уже запаслись такой экипировкой, приобретя два главных «снаряда» — два основных способа максимизации информации, проходящих сквозной линией через всю эволюцию. Но нам могут понадобиться и другие, вспомогательные «снаряды», потребность в которых будет возникать по мере нашего восхождения. Поэтому наберемся терпения и постараемся еще немного разнообразить наше походное снаряжение, и притом сделать это в пути — на начальном, еще весьма пологом участке нашей эволюционной тропы.