Файл: Бирюков, Б. В. Кибернетика и методология науки.pdf

Йта позиция более радикальна, чем устаповка ученого, со ссы­ лок на идеи которого Вигнер начинает свою статью,— Эльзассера. Последний в своей книге «Физические основы биологии» (W. М. El­ sässer, 1958) допытался обосновать тезис, что в причинно-обуслов­ ленной последовательности явлений роста организма проявляется некий «более общий» тин причинной связи; «причинность в эмбрио­ нальном развитии пельзя полностью отождествлять с механистиче­ ской причинностью (выражением которой являются дифферен­ циальные уравнения второго порядка), образующей основу клас­ сической физики» (W. М. Elsässer, 1958, р. 14); функционирование организма не может быть понято просто в терминах конкретизиро­ ванной для биологических потребностей физической каузальпости, как мы ее знаем. Эту «более общую» каузальную связь (включаю­ щую признак возрастания информационного содержания системы, рассматриваемой в ео бытии в необратимом, текущем из прошлого в будущее, времени) Эльзассер назвал «биотонической причин­ ностью» 25; при этом «биотоническая модель поведения» всегда вы­ растает из ядра физико-химических закономерностей, продолжая и дополняя последние. «Наш тезис,— читаем мы на стр. 127 его кни­ ги,— заключается в утверждении, что понимание биологических фе­ номенов в терминах чистого механицизма (pure mechanism) явля­

аппроксимация есть единственная разумная аппроксимация, при­ менимая к проблемам биохимии и биофизики». Одпако, считал Эль­ зассер, в мире живого встречаются феномены, которые не могут быть до конца интерпретировапы в терминах «чистого механициз­

25 Позиция Эльзассера встретила .критику со стороны М. В. Волькепштейна (1972, стр. 64). Передав эту позицию словами: «Орга­ низм не подчиняется физике, он следует особым «биотонньш» законам»,— Волькенштейн квалифицировал ее как «витализм в его современной форме»; в статье в «Успехах физических наук» (1973, стр. 501) он назвал эту позицию «физическим витализ­ мом». Но водь Эльзассер неоднократно подчеркивал, что его точ­ ка зрения не посягает на значение установленных физико-хи­ мических законов в познании живых систем. Труд Эльзассера был написан с учетом данных как физики, так и кибернетики, правда, 50-х годов. Его книга была прочитана в рукописи Бриллюэпом, который оценил ее как «образец анализа и конструк­ тивной переоценки» [«Великолепна его (Эльзассера.— В. Б.) идея о биотонических законах (Л. Бриллюэн, 1966, стр. 108)]; Бриллюэн предложил ограничить термин «причинность» тем, что в книге Эльзассера было названо ньютоновой причинностью, вве­ дя для эльзассеровской «обобщенной причинности» особый тер­ мин (W. М. Elsässer, 1958, р. 17).

Эльзассер, таким образом, не отвергал законы физики (и ки­ бернетики), и Волькенштейн в статье (1973, стр. 502) был бо­ лее точен, когда, имея в виду концепции Эльзассера — Вигнера

иговоря об их ошибочности (к этому вопросу мы еще вернемся), тем не менее (несколько противореча самому себе) отграничил их от виталистического толкования отношения между физикой

ибиологией.

294

ма», и для них-то и предлагался термин «биотоничоские». «Орга­ низм представляет собой динамическую систему (entity>, и биотонические феномены — это такие стороны его динамики, в отноше­ нии которых механистический подход терпит значительную неуда­ чу» (W. М. Elsässer, 1958, р. 127).

Позицию Эльзассера адекватно передал Вигнер: «Эльзассер по­ стулирует существование новых законов природы, не содержащих­ ся в законах классической физики или квантовой механики. Он на­ зывает эти законы биотоническими. В то же время он утверждает, что новые законы природы не нарушают справедливости законов квантовой механики» (Е. Вигнер, 1971, стр. 161). Сам Вигнер занял более радикальную позицию, считая более вероятным, что извест­ ные в настоящее время законы и понятия квантовой механики по­ требуют некоторой модификации, прежде чем их можно будет применить к изучению живого, и выражая «твердую уверенность» в существовании «биотонических законов».

Перед нами — одна из модификаций философской проблемы о «несводимости» живого к физико-химическим закономерностям. Проблема эта хорошо известна, и принципиальное ее решение (в применении к обсуждаемым здесь вопросам) можно найти, напри­ мер, у того же М. В. Волькенштейна (1965, стр. 18, 27), где приво­ дятся соответствующие высказывания Ф. Энгельса. «Биология,— пишет М. В. Волькенштейн (1965, стр. 18),— несводима к физике и химии в том смысле, что биологические законы действуют толь­ ко в живой природе и имеют интегральный характер по отноше­ нию к более простым физическим и химическим закономерностям» (здесь следует ссылка на статью Н. Н. Семенова, 1959) ге.

Мы привели здесь точки зрения Шамбадаля, Вигнера и Эльзас­ сера не для того, чтобы заняться философским анализом поднятых ими вопросов, ни — тем более — чтобы к этим точкам зрения при­ соединиться. Нет сомнения в философской уязвимости ряда пунк-32

23 Тем не менее в популярной книге 1972 г. тот же автор счел не­ обходимым высказать гневные слова по поводу «жупела своди­ мости». В связи с этим нелишне отметить, что жупелы бывают разные. Может быть «жупел сводимости», т. е. неоправданные обвинения тех или иных ученых в «механистическом сведении» живого к физико-химическим закономерностям. Но может быть и «жупел витализма» — и к этому жупелу прибегает автор упо­ мянутой книги (см. стр. 64). Это именно «жупел»: критикуемый им автор специально отграничивает свою позицию от точки зре­ ния виталиста, который «вводит вне-каузальные принципы, та­ кие,, как «энтелехия», для того, чтобы восполнить разрыв между интерпретацией в терминах физики, которая недостаточна, и наб­ людаемыми явлениями» (W. М. Elsässer, 1958, р. 14); Эльзассер специально подчеркивает, что смотрит на развитие организма как на строго причинно-обусловленный процесс, однако допол­ ненный «биотоническими законами», которые не могут быть вы­ ведены (deduced) из механистического, подчиняющегося «ньюто­ новой каузальности, функционирования, имеющего место в ле­ жащих в их основе микроскопических структурах» (W. М. Elsäs­ ser, 1958, р. 168).

295

тов в их позиции. Многие трудности, которые испытывает, напри­ мер, Эльзассер, связаны с метафизическим, «механическим» пред­ ставлением о причинности, из рамок которого он фактически стре­ мится вырваться в своем понятии о биотошіческих закономерно­ стях, существенно связанных, как он считает, с необратимым тече­ нием времени (ср. идеи, высказанные II. Винером в главе «Ньюто­ ново и Бергсопово время» своей «Кибернетики», 1968; см. также: Л. Бриллюэн, 1966).

Идеи Вигпера — Эльзассера уже при своем возникновении были лишь г и п о т е з а м и , причем гипотезами достаточно у м о з р и- т е л ы і ы м и. И хотя Эльзассер специально подчеркивает, что ни­ что не было бы более опасным и более далеким от его цели, чем попытка «заменить количественный апализ умозрительными обоб­ щениями» (W. М. Elsässer, 1958, р. 127), что познание биотоники может возникнуть только на основе эмпирических данных биоло­ гии (ibidem, р. 150), он был но в состоянии фактически о б о с н о ­ ва т ь постулируемые новые закономерности; что касается его предположения о том, что устройство хранепия информации в за­ родышевой клетке по крайней мере отчасти биотопичоскоо (по Эльзассеру это устройство является главным источником предпола­ гаемых немеханистических сторон динамики организма), то оно не получило подтверждения в последующем развитии науки.

В чем же тогда можно видеть интерес концепций, подобпых концепциям Вигнера — Эльзассера? В том, по нашему мнению, что

сера — Вигнера, время от времени возникают в науке. Наиболее яр­ кий пример последнего времени — парадоксальная книга II. И. Ко­ бозева (1971), пытающегося обосновать положение о «безэнтропийной структуре человеческого сознания» и «нарушении им второго начала термодинамики», о том, что «организованно мыслящий мозг» функционирует вне области Клаузиуса», находясь в сфере «нулевой

Отсутствие противоречия с сегодняшней картиной «едино­

реальное развитие науки пройдет мимо них,— например, пойдет по пути того синтеза «информационного» и «физи­ ческого» подходов, гипотезу о котором выдвинул Ю. А. Шрейдер. Последний высказал предположение, что такие фундаментальные физические принципы, как прин­ цип предельности скорости света специальной теории относительности и соотношение неопределенностей Гейзенберга, носят информационный («структурный») характер,

296

и подчеркнул существенность «информационной состав* ляющей» квантово-механической теории взаимодействия частиц. «Вполне естественно ожидать появления новых универсальных... физических принципов, связывающих информационные и энергетические характеристики мате­ рии и пространства» (ІО. А. Шрейдер, 1967, стр. 18). Быть может, именно с этим окажется связанным всесто­ роннее раскрытие того, как из свойств биологических макромолекул (в частности — и в особенности — свойств информационных) вырастает свойство организма «быть «апериодическим кристаллом» на всех уровнях строения, начиная с молекулярного и кончая организмом в целом» (М. В. Волькенштейн, 1965, стр. 467). Укажем в этой связи на позицию И. С. Шкловского (1965), который связывает решение проблемы не в последнюю очередь с дальнейшим развитием кибернетической интерпретации жизни, в част­ ности, по А. А. Ляпунову, характеризующему жизнь как высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируе­ мую состояниями отдельных молекул (А. А. Ляпунов, 1963, 1964, 1972). Но по какому бы пути ни пошли исследова­ ния, они должны будут дать ответ на ряд «информацион­ ных» вопросов жизни, например на вопрос, как же случи­ лось, что в мире живого для исполнения «информаци­ онных функций» выделились специальные химические структуры — нуклеиновые кислоты (мир неживого не зна­ ет «информационных веществ»).

Мы говорили выше, что приложение кибернетико-информаци­ онных концепций в биологии породило тезис: возникновение жиз­ ни означало появление систем, способных использовать информа­ цию, фактор разнообразия для поддержания своего существова­ ния,— воспринимать полезные разнообразия, блокировать (избегать или подавлять) вредные разнообразия — угрожающие изменения среды. Способность и с п о л ь з о в а т ь р а з н о о б р а з и е могла появиться лишь на определенной ступени усложнения, повышения степени организации материальных систем, когда мера их внутрен­ него разнообразия открыла возможность «уничтожения» деструк­ тивного действия вредных разнообразий специфическим «информа­ ционным» образом; с теоретико-информационной точки зрения это означало естественное возникновение систем, так сказать, приме­ няющих 10-ю теорему Шенпона (19G3, стр. 278), или систем, функ­ ционирование которых осповапо на з а к о н е н е о б х о д и м о г о р а з н о о б р а з и я Эшби, означающем, что система, чтобы проти­ востоять действию второго закона термодинамики, должна накап­ ливать информацию в размерах, достаточных для сопротивления возмущениям внутренней и внешней среды. Впрочем, это только

297

ф е н о м е н о л о г и ч е с к а я к а р т и н а . Й хотя принципиальные стороны вопроса составляют предмет размышлений многих прони­ цательных умов (см, например, Г. Фёрстер, 1964), и н т и м н ы е механизмы реализации способности «использования разнообразия» требуют глубокого исследования.

В последние годы получены существенные результаты в объяс­ нении механизмов возникновения самоорганизации, ведущей к био­ эволюции; эти результаты естественным образом потребовали при­ влечения информационных соображений. Речь, в частности, идет о теории лауреата Нобелевской премии М. Эйгена, проливающей свет на добиологическую эволюцию макромолекул (работа Эйгена опуб­ ликована в журнале «Die Naturwissenschaften» в 1971 г, а ее сжа­ тое изложение — в статье, перевод которой помещен в «УФН»,

1973).

Эйген различает три фазы эволюции: пребиотическую, «хими­ ческую» стадию; фазу самоорганизации вплоть до самовоспроизво­ дящихся «особей»; и эволюцию видов. Его теория относится ко вто­ рой фазе и «дает общий принцип отбора и эволюции на молекуляр­ ном уровне, основанный на критерии устойчивости (нелинейной) термодинамической теории стационарных состояний» (М. Эйген, 1973, стр. 582). Исходным пунктом теории служат четыре постула­ та — четыре «внутренних и внешних условия», делающих неизбеж­ ным процесс самоорганизации. Первый постулат гласит: «Эволюция должна начинаться со случайных событий». Здесь перед Эйгеном сразу же возникает необходимость высказать свое отношение к ус­ тановкам, подобным взглядам Вигнера — Эльзассера; ибо, как го­ ворит Эйген, к точке зрения, что современные физические концеп­ ции не способны объяснить существование или начало жизни, мно­ гих физиков привело н е п р а в д о п о д о б и е любого с л у ч а й ­ н о г о начала организации. И это отношение оказывается отрица­ тельным. Как комментирует Эйгена М. В. Волькенштейн (1973, 1973а), Эйген показывает, что Вигнер не учитывает информацион­ ных свойств макромолекул. Второй постулат Эйгена гласит: «Само организация требует инструктивных свойств на молекулярном уров­ не»; этот постулат влечет за собой введение величины,, характери­ зующей ц е н н о с т ь информационных свойств макромолекул — «селекционной ценности». Это приводит к третьему постулату: «Ин­ формация «порождается» или приобретает ценность в результате отбора». Теория должна связать параметр «ценности для выжива­ ния» (селекционной ценности) с физическими свойствами системы с тем, чтобы объяснить возникновение некоторого «возвратного свойства»] того, что самоорганизующаяся система отбирается для оптимальной способности отбора. Так как эта способность проявля­ ется отнюдь не во всех условиях, Эйген формулирует четвертый постулат: «Отбор происходит среди особых веществ в особых усло­ виях».

Эти четыре постулата получают конкретную интерпретацию в моделях, рассматриваемых Эйгеном. Суть своих результатов он ре­ зюмирует в следующих словах: «Эволюция, по-видимому, является неизбежным событием в присутствии определенных веществ со спе­ цифическими автокаталитическими свойствами и при поддержании конечного потока (свободной) энергии, необходимого для компен­ сации постоянной продукции энтропии. Теория дает количествен­ ную основу для проведения лабораторных экспериментов по эволю-

298