(f) Новый Линней, или О систематике
Сначала одно пояснение. Мы хотим заглянуть в будущее. Из‑за этого мы вынуждены принять, что современная наука — это ничто по сравнению с наукой последующих тысячелетий. Может показаться, что, становясь на такую точку зрения, мы беззаботно и даже бесцеремонно пренебрегаем наукой двадцатого века. Это не так. Поскольку цивилизация существует уже свыше десяти тысяч лет, а мы, рискуя потерпеть полное фиаско, хотим домыслить, что же будет с ней по меньшей мере через такой же промежуток времени, то мы не можем признать вершиной ни одно из нынешних достижений науки. С той высоты, на которую мы должны взобраться, видно, что кибернетическая революция отошла всего лишь на шаг от технологической революции неолита, а неизвестный, анонимный «изобретатель» нуля — от Эйнштейна. Повторяю — «должны», «хотим», чтобы подчеркнуть этим, что иначе, то есть в другой перспективе, мы ничего в этом мысленном путешествии не получим. Можно было бы считать, что мы без всяких оснований узурпировали эту возвышающуюся над прошлым и настоящим точку зрения. Если бы я разделял такой взгляд, то должен был бы молчать.
Остается еще практическая трудность изложения. Мне придется последовательно говорить о вещах, которые следовало бы представлять одновременно. Ведь моя цель не в том, чтобы составить каталог «будущих открытий», а в том, чтобы указать общие возможности, не впадая в техническое «описательство» (которое было бы на самом деле пустой претензией), общие возможности, но не сводящиеся к общим местам, потому что они некоторым способом определяют образ будущего. Мы никогда не будем утверждать, что нечто произойдет так‑то и так‑то, мы лишь считаем, что оно может произойти так‑то и так‑то, ибо сей труд не фантастическое произведение, а совокупность в разной степени обоснованных гипотез. Эти гипотезы объединяются в единое целое, которое, однако, нельзя описать сразу. С такой же трудностью борется физиолог, желающий уместить в одном учебнике сведения о функциях организма. Он последовательно описывает работу органов дыхания, кровообращение, обмен веществ и так далее. Положение физиолога лучше, ибо учебники пишут издавна, а подразделение предмета, сколь бы оно ни было проблематичным, освящено традицией. Я же, как правило, пишу не о том, что существует, и не могу поэтому ссылаться (кроме редких исключений) на наглядные модели или на учебники, трактующие о будущем, ибо таковых я не знаю. По этим причинам я вынужден применять произвольную классификацию; в связи с этими трудностями я возвращаюсь к некоторым вопросам и проблемам по два и даже по три раза, а иногда даже рассматриваю по отдельности то, что мне следовало бы трактовать совместно с другими проблемами, но не удалось.
После этих оправданий я изложу «систематику предмета», призванную отныне служить нам путеводной нитью. Названия, которые я буду употреблять, носят рабочий характер: это лишь сокращения, которые облегчают обзор рассматриваемых отраслей, и ничего более. Поэтому слово «систематика» я поставил в кавычки. Все, что только может создать человек или иное разумное существо, мы охватываем названием «пантокреатика». С одной стороны, это получение информации, с другой — ее использование в определенных целях. Подобное деление существует в некоторой степени и сегодня, ему соответствует разграничение науки и технологии. В будущем это положение изменится в том отношении, что получение информации будет автоматизировано. Системы получения информации не будут определять направление действия; они подобны мельнице, изготовляющей муку; что из этой муки получится, это уж дело пекаря (то есть технолога). Однако какое зерно сыпать в мельничные жернова, решает не только и не столько пекарь, сколько управляющий мельницей; вот этим‑то управляющим и бурет наука. Сам процесс размола зерен — это добывание информации. Как можно себе представить такое добывание, об этом мы скажем отдельно.
Та часть пантокреатики, которая занимается использованием информации и которая возникла в результате синтеза общей теории физических и общей теории математических систем, делится на два раздела. Для краткости, а также некоторой наглядности первый из них назовем имитологией, а второй — фантомологией. Они частично перекрываются. Можно было бы, конечно, пуститься в уточнения; так, например, сказать, что имитология — это конструкторское искусство, опирающееся на такую математику, на такие алгоритмы, которые можно выделить из Природы, тогда как фантомология — это воплощение в действительность таких математических структур, которым в Природе ничто не соответствует. Но это предполагало бы, что Природа в основе своей математична, а мы таких постулатов принимать не хотим. Кроме того, это предполагало бы универсальность алгоритмизации, в высшей степени сомнительную. Поэтому благоразумней не форсировать наши формулировки.
Имитология — это более ранняя стадия пантокреатики, вытекающая из уже практикуемого в наши дни моделирования реальных явлений в научных теориях, цифровых машинах и др. Она охватывает осуществление как естественных материальных процессов (звезда, извержение вулкана), так и явлений, не относящихся к таковым (атомный реактор, цивилизация). Совершенный имитолог — это тот, кто сумеет воспроизвести любое явление Природы или же явление, какого Природа, правда, спонтанно не создает, но создание которого является реальной возможностью. Почему уже процесс постройки машины я отношу к подражательной деятельности, станет ясно в дальнейшем.
Между имитологией и фантомологией нет резкой границы. Как более поздняя, высшая фаза имитологии фантомология охватывает создание процессов все более отличных от естественных, вплоть до совершенно невозможных, то есть таких, которые ни при каких обстоятельствах произойти не могут, ибо они противоречат законам природы. Казалось бы, что такие процессы образуют пустое множество: ведь нельзя же реализовать нереализуемое. Мы постараемся, однако, хотя бы приближенно и весьма примитивно, показать, что эта «невозможность» не обязана быть абсолютной. Теперь мы покажем только, как можно представить себе первый шаг в сторону фантомологии. Модель атома должна служить для познания оригинала, то есть Природы. Мы построили модель с этой целью. Если модель не соответствует Природе, мы считаем, что она не представляет собой ценности. Так обстоит дело сегодня. Стратегию, однако, можно изменить. Эту модель можно использовать для других целей: по модели сделать атом, отличающийся от настоящего — строительный элемент «иной материи», материи, которая тоже будет отличаться от «настоящей».
(g) Модели и действительность
Моделирование — это подражание Природе, учитывающее немногие ее свойства. Почему только немногие? Из‑за нашего неумения? Нет. Прежде всего потому, что мы должны защититься от избытка информации. Такой избыток, правда, может означать и ее недоступность. Художник пишет картины, но, хотя у него есть рот и мы могли бы с ним поговорить, мы не узнаем, как он создает свои произведения. О том, что происходит в его мозгу, когда он пишет картину, ему самому неизвестно. Информация об этом находится в его голове, но нам она недоступна. Моделируя, следует упрощать: машина, которая может написать весьма скромную картину, рассказала бы нам о материальных, то есть мозговых, основах живописи больше, чем такая совершенная «модель» художника, какой является его брат‑близнец. Практика моделирования предполагает учет некоторых переменных и отказ от других. Модель и оригинал были бы тождественны, если бы процессы, происходящие в них, совпадали. Этого не происходит. Результаты развития модели отличаются от действительного развития. На это различие могут влиять три фактора: упрощенность модели по сравнению с оригиналом, свойства модели, чуждые оригиналу, и, наконец, неопределенность самого оригинала. Когда мы имитируем живой мозг с помощью электронного, мы, кроме отображения сети нервных клеток (которое осуществляется с помощью некоторой электрической схемы), должны учесть еще и такое явление, как память. Живой мозг не имеет отдельного резервуара памяти. Настоящие нейроны универсальны — память «рассеяна» по всему мозгу. Наша электросхема таких способностей не проявляет. Поэтому мы должны подключить к электронному мозгу специальные резервуары памяти (например, ферромагнитной). Кроме того, настоящий мозг отличается еще некоторой «случайностью» поведения, непредсказуемостью действий, а электронная схема — нет. Как поступает кибернетик? Он встраивает в модель «генератор акцидентальности», который, включаясь, посылает случайно выбранные сигналы в глубь схемы. Такая «акцидентальность» была заранее предусмотрена: соответствующее дополнительное устройство использует таблицы случайных чисел или что‑либо подобное.
Итак, мы получили нечто вроде аналога «непредсказуемости», «свободной воли». После всего этого сходство параметров на выходах обеих систем, нервной и электронной, возросло. Но сходство возросло только относительно пар состояний «вход» — «выход». Сходство вовсе не увеличивается, а, напротив, уменьшается, если, кроме динамической связи «вход» — «выход», принять во внимание всю структуру обеих систем (или, иначе говоря, если учесть большее число переменных). У электронного мозга, правда, есть теперь «воля» и «память», но у настоящего мозга нет ведь ни генератора акцидентальности, ни отдельного резервуара памяти. Поэтому чем больше модель сближается с оригиналом в рамках некоторых имитируемых переменных, тем больше она отходит от него в области других переменных. Если бы мы захотели учесть еще переменную возбудимость нейронов, обусловленную существованием порога возбудимости (причем организм реализует это одним лишь биохемизмом реакций), то должны были бы каждый переключающий элемент («нейристор»), то есть эквивалент нейрона, снабдить особой электрической схемой и т.д. [Проприоцепторы — нервные окончания в мышцах, сухожилиях и суставах. Проприоцепторы — это «датчики» информации о натяжении мыцщ и сухожилий, о положении и движении частей тела.
Соответствующие ощущения называются кинестетическими. Импульсы, посылаемые проприоцепторами, очень важны для сложных движений (координация движений) и для поддержания равновесия. Проприоцепторов больше, чем всех остальных рецепторов, и «работают» они больше, чем все остальные органы чувств, хотя субъективно эта работа менее заметна.] Итак, переменные, входящие в модель, но не обнаруживаемые в самом моделируемом явлении, мы считаем несущественными. Это частный случай общего метода сбора информации, при котором всегда производится предварительный выбор. Например, для лица, которое ведет обычный разговор, потрескивания в телефонной трубке — это «шум», но для инженера‑связиста, проверяющего линию, именно этот шум и может быть информацией (этот пример заимствован у Эшби). Поэтому, если бы мы захотели промоделировать какое‑либо явление с учетом всех его переменных (предположим на время, что это возможно), нам пришлось бы создать систему, обогащенную по сравнению с оригиналом теми дополнительными переменными, которые свойственны самой моделирующей системе, но которых нет у оригинала. Вот почему применение цифрового моделирования плодотворно до тех пор, пока количество переменных мало. При увеличении их числа этот метод быстро достигает предела своей применимости. Поэтому такой способ моделирования должен уступить место другому.
Теоретически наиболее экономично моделировать одно явление другим таким же явлением. Но возможно ли это? Чтобы промоделировать человека, его нужно, по‑видимому, воссоздать; чтобы промоделировать биологическую эволюцию, нужно повторить ее на такой же планете, как Земля. Наисовершеннейшей моделью яблока будет другое яблоко, а Космоса — другой Космос.
Это смахивает на reductio ad absurdum имитологической практики, однако не будем спешить с таким приговором.
Ключевой вопрос звучит так: существует ли нечто такое, что, не будучи верным (модельным) повторением явления, содержало бы больше информации, чем само это явление? Ну, конечно же, существует. Это — научная теория. Она охватывает целый класс явлений; она говорит о каждом из них и одновременно о всех вместе. Безусловно, теория не учитывает многих переменных данного явления, но они для достижения поставленной цели несущественны.
Здесь, однако, заключена новая трудность: давайте поставим вопрос, содержит ли теория лишь ту информацию, которую мы в нее сами вложили (создавая ее на основе фактов, почерпнутых из наблюдений, и на основе других теорий, например теории измерений), или же она может содержать больше информации? Это невозможно? А ведь на основе теории физического вакуума квантовая теория поля предсказала ряд явлений. Кроме теории бета‑распада, отсюда родились результаты в теории сверхтекучести (жидкого гелия), а также теории твердого тела. Если в общем случае теория должна была предвидеть явление X, а потом оказалось, что из нее дедуктивно выводимы еще и другие явления, о существовании которых мы до сих пор ничего не знали, то откуда же взялась в ней эта «дополнительная» информация?
Она появилась потому, что изменения в мире, в общем‑то говоря, взаимосвязаны. Благодаря этой взаимной связи мы «додумались» до одного, а оно «потянуло за собой» другое.
Это звучит убедительно, но как же обстоит дело с балансом информации? Мы вложили в теорию x битов информации, а получаем x+n? Не значит ли это, что достаточно сложная система (такая, как мозг) может создавать дополнительную информацию — большую по сравнению с имевшейся в предыдущий момент, причем без притока информации извне? Но ведь это был бы подлинный информационный perpetuum mobile.
К сожалению, этого нельзя решить, опираясь на современную теорию информации. Количество информации тем больше, чем меньшей была вероятность прихода определенного сигнала. Поэтому если бы поступило сообщение, что звезды состоят из швейцарского сыра, количество информации было бы попросту огромным, ибо получение такого сигнала чрезвычайно маловероятно. Но тут специалист справедливо упрекнет, что мы перепутали два вида информации: селективную, то есть определяемую выбором из множества возможных сигналов (звезды состоят из водорода, из энтелехии, из собачатины, из сыра и т.д.), которая не имеет ничего общего с истинностью, то есть с соответствием информации определенному явлению, и структурную информацию, которая является отображением некоторой ситуации. Сенсационное сообщение о том, что в звездах идет процесс ферментации сыра, содержит много селективной информации и нуль структурной, так как неверно, что звезды состоят из сыра. Прекрасно. А теперь возьмем теорию физического вакуума. Из нее следует, что бета‑распад происходит так‑то и так‑то (что истинно) и что заряд электрона бесконечно велик (что ложно). Первый результат, однако, настолько ценен для физика, что с лихвой окупает ложность второго. Теория информации остается равнодушной к этому выбору физика, поскольку она не учитывает ценности информации, в частности информации в ее структурном виде. Кроме того, никакая теория не существует «сама по себе», не является «суверенной»; всякая теория частично вытекает из других, а частично с ними объединяется. Следовательно, количество содержащейся в ней информации очень трудно измерить, потому что, например, информация, содержащаяся в знаменитой формуле E=mc2 , «попадает» в нее из огромного количества других формул и теорий.
Может быть, однако, теории и модели явлений нужны лишъ сегодня? Может быть, мудрец с другой планеты в ответ молчаливо вручил бы нам обрывок лежащей на земле старой подметки, давая этим понять, что всю истину о Вселенной можно вычитать из этого кусочка материи?
Остановимся ненадолго на этой старой подметке. С этой шуткой могут быть связаны забавные последствия. Возьмем уравнение 4+x=7. Малосообразительный ученик не знает, как добраться до значения x, хотя результат уже «сидит» в уравнении, только он скрыт от затянутых пеленой глаз и «сам» может появиться лишь после элементарного преобразования. Спросим тогда, как и надлежит ересиархам, не то же ли самое происходит и с Природой. Не «вписаны» ли в материю все ее потенциальные преобразования (то есть возможность создания звезд, квантолетов, швейных машин, роз, шелкопрядов и комет)? В таком случае, взяв основной кирпичик Природы — атом водорода, — можно бы из него «дедуктивно» вывести все эти возможности (начиная со скромной возможности синтезировать сто химических элементов и кончая возможностью создания систем в триллион раз более одухотворенных, чем человек). А также вывести то, что нереализуемо (сладкую поваренную соль NaCl, звезды диаметром в квадрильон миль и т.д.). С этой точки зрения в материю заложены все ее возможности и невозможности (запреты), только мы не умеем расшифровать ее «код». Материя в этом случае была бы, собственно говоря, подобна математической задаче, а мы уподобились бы тому неспособному ученику, который не может добыть из нее «всю информацию», хотя она там и содержится. То, что мы здесь говорили, есть попросту тавтологическая онтология…
