Макс Тегмарк - Жизнь 3.0. Быть человеком в эпоху искусственного интеллекта

Дабы пролить свет на эти вопросы, давайте сначала изучим основы происхождения целей. Когда мы оглядываемся вокруг, некоторые процессы кажутся нам нацеленными на определенный результат, а другие нет. Рассмотрим для примера такой процесс: ударили по футбольному мячу, чтобы забить решающий гол в игре. Само поведение мяча при этом не кажется целенаправленным и экономнее всего описывается ньютоновским законом движения как реакция мяча на удар. С другой стороны, поведение игрока экономнее всего объясняется не механистически (атомы толкают все вокруг себя), а тем, что у него была цель – добиться для своей команды улучшения счета. Каким образом такое целенаправленное поведение вырастает из физики нашей ранней Вселенной, которая состояла в основном из группы частиц, ударяющихся обо все вокруг себя, на первый взгляд, безо всякой цели?

Любопытно, что источник целенаправленного поведения может быть найден в самих законах физики и обнаруживает себя даже в простых процессах, которые не подразумевают наличия жизни. Если девушка-спасатель приходит на помощь купальщику, как показано на рис. 7.1, мы ожидаем от нее движения по прямой, но она пробегает дальше по берегу, где можно двигаться быстрее, чем в воде, а потом немного изменяет направление, когда входит в воду. Мы естественно объясняем ее выбор траектории наличием конкретной цели, так как из всех возможных она осознанно выбирает оптимальную, которая поможет ей добраться до утопающего быстрее всего. Но ведь и луч света преломляется, когда проходит через воду (см. рис. 7.1), так чтобы время пробега до конечной цели оказалось минимальным. Как такое возможно?

Это явление известно в физике и называется принципом Ферма – по имени ученого, описавшего его в 1662 году и предложившего свое объяснение поведения светового луча. Примечательно, что физики с тех пор открыли, что все законы классической физики могут быть математически переформулированы аналогичным способом: из всех путей, которыми располагает природа, чтобы что-то сделать, она всегда выбирает оптимальный, который обычно сводится к минимизации или максимизации количества. Существует два математически эквивалентных способа сформулировать закон физики: либо через связь прошлого с будущим, либо через природную оптимизацию чего-нибудь. И хотя второй способ обычно не упоминается в элементарных курсах физики, потому что он предполагает больше математических расчетов, мне он кажется более элегантным и обоснованным. Когда человек пытается что-то оптимизировать (счет, благосостояние или счастье), мы склонны описывать такое поведение как целенаправленное. Поэтому, если сама природа старается что-то оптимизировать, нет ничего удивительного в том, что проявляется целенаправленное поведение: оно было зашито у нее в “харде” самими законами физики.

Рис. 7.1

Чтобы скорее добраться до тонущего купальщика, спасательнице надо двигаться не по прямой (изображенной пунктиром), а по ломаной линии, выигрывая время за счет того, что по берегу она может двигаться быстрее, чем плыть в воде. Луч света в воде подчиняется тому же правилу: преломившись, он достигает дна или стенки сосуда за кратчайшее время.

Известна физическая величина, которую природа старается максимизировать, – это энтропия , или, грубо говоря, мера беспорядка в описываемых предметах. Второй закон термодинамики утверждает, что энтропии свойственно увеличиваться до тех пор, пока она не достигнет максимально возможного значения. Если забыть на время о наличии сил тяжести, то конечная стадия, когда максимальный беспорядок повсеместно достигнут, называется тепловой смертью – это означает, что все обретает скучное безупречное однообразие, без сложности, без жизни и без изменений. Когда вы, например, наливаете холодное молоко в горячий кофе, ваш напиток начинает безудержно стремиться к своей собственной тепловой смерти и вскоре превращается в однородную тепловатую жидкость. При смерти живого организма энтропия в нем также возрастает, и вскоре организованность его частиц существенно снижается.

Стремление природы увеличить энтропию объясняет, почему время имеет определенное направление, заставляя фильмы выглядеть нереалистично, если просматривать их задом наперед: если вы уроните бокал вина, вы ожидаете, что он разлетится вдребезги, ударившись об пол, и тем самым увеличит глобальный хаос (энтропию). Если же вы увидите, как он собирается и летит назад в руку (энтропия при этом явно уменьшается), то, скорее всего, вы решите больше из него не пить, посчитав, что вам на сегодня хватит.

Когда я впервые узнал о нашем неумолимом движении по направлению к тепловой смерти, я очень расстроился – и был в этом не одинок: один из основателей термодинамики, лорд Кельвин, писал в 1841 году, что “в результате [все] неизбежно придет в состояние всеобъемлющего покоя и смерти”, и сложно утешать себя тем, что такова, видно, долгосрочная цель природы – торжество смерти и разрушения. Однако последующие исследования показали, что все не так плохо. Во-первых, гравитация ведет себя не так, как все другие силы, и старается сделать нашу Вселенную не однообразной и скучной, а все более разнообразной и интересной. Благодаря этому гравитация превратила нашу скучную раннюю Вселенную, которая была абсолютно однообразна, в сегодняшний прекрасный и сложный космос, наполненный галактиками, звездами и планетами. Благодаря гравитации во Вселенной сегодня колоссальный разброс температур, который позволяет жизни процветать, лавируя между горячим и холодным: мы живем на теплой комфортной планете, которая сначала поглощает солнечную энергию, пришедшую с поверхности нагретого до 6 000 °C светила, а потом излучает ее, отдавая холодному космическому пространству, температура которого всего на три градуса отличается от абсолютного нуля.

Во-вторых, недавняя работа моего коллеги по MIT Джереми Ингланда с соавторами принесла нам хорошие новости: термодинамика находит в природе и более вдохновляющую цель, чем тепловая смерть {89} 89 Популярное изложение статьи Джереми Ингланда о диссипативно направленной адаптации см. в: https://www.scientificamerican.com/article/a-new-physics-theory-of-life/ Основные идеи взяты из книги: Ilya Prigogine & Isabelle Stengers (1984) Order Out of Chaos: Man’s New Dialogue with Nature , Bantam (см. рус. пер.: Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог с природой / пер. с англ. Ю. А. Данилова. М.: Прогресс, 1986. – Прим. перев. ). . Эта цель называется диковатым словосочетанием диссипативно-направленная адаптация , подразумевающим, что случайно сформировавшиеся группы частиц стремятся самоорганизоваться таким образом, чтобы получать энергию из окружающей среды наиболее эффективным способом (слово “диссипация” здесь означает, что энергия распределяется между степенями свободы с увеличением энтропии, то есть превращается в тепло, зачастую производя попутно какую-то полезную работу). Например, в группе молекул, выставленных на солнце, со временем проявится тенденция так расположиться по отношению друг к другу, чтобы лучше поглощать солнечный свет. Другими словами, природа, похоже, сама собой нацелена на производство самоорганизующихся систем, которые, все усложняясь и усложняясь, все больше походят на жизнь, и эта цель зашита в “хард” самих физических законов.