Герман Смирнов - Под знаком необратимости (Очерки о теплоте)

Ее основа — подвижная кибернетическая черепаха или, пожалуй, даже краб, наподобие тех, которые описаны в одном из лучших рассказов Анатолия Днепрова «Крабы идут по острову». Будем считать, что арена «жизнедеятельности» крабов не остров, а обширное помещение, в разных частях которого установлены электрические розетки для подзарядки аккумуляторов и насыпаны груды деталей, из которых состоят крабы, — панцири, моторчики, ноги и т. д. Такое допущение не противоречит тому, что есть в реальной жизни: человеческий организм не синтезирует сам многих веществ, а берет их готовыми из окружающей среды.

У каждого краба должны быть следующие основные блоки: энергетический — аккумуляторы и двигатели; транспортный — приводы и ноги; технологический — орудия и инструменты; информационный — фотоэлементы и микрофоны; и блок управления — вычислительная машина, связанная линиями управления со всеми остальными блоками.

Даже будучи неподвижным краб непрерывно расходует энергию на работу «органов чувств» — фотоэлементов и микрофонов, и как только напряжение аккумулятора упадет до известной величины, блок управления подает сигнал на транспортный блок и краб мечется по помещению до тех пор, пока случайно не приткнется к розетке. «Насытившись», то есть зарядив аккумулятор до нормы, краб отходит от розетки и, подчиняясь случайным сигналам информационного блока, слоняется по помещению. Во время таких прогулок он многому научается: на магнитных лентах его памяти записаны некоторые правила, позволяющие ему накапливать информацию об «окружающей среде». Постепенно краб усваивает, что, забившись в темный и тихий угол, можно снизить расход энергии и реже выходить на поиски розетки; что, запомнив кое-какие ориентиры, можно не метаться по всему помещению, а двигаться к розетке кратчайшим путем. При необходимости он учится расчищать себе путь, убирая с дороги мешающие предметы, и даже исправлять мелкие повреждения своего механизма.

Но как случайно и хрупко существование такого краба. Стоит ему сломать ногу, повредить штырь подпиточного устройства или аккумулятор — и он обречен на гибель. Чтобы с его смертью не прервалась жизнь всего крабьего рода, в память краба надо заложить катушку с магнитной лентой, на которой записаны все его устройство и последовательность операций сборки. Наделенный такой катушкой, краб с помощью своего технологического блока сможет собирать из разбросанных по помещению деталей все новых и новых в точности подобных себе крабов.

Постойте, постойте… А откуда же он будет брать катушку, в которой хранятся описание его устройства и технология его сборки? Эту катушку ему придется изготовлять в блоке управления и вкладывать при «рождении» в блок управления новоиспеченного краба. Теперь смерть не страшна старому крабу. Пусть откажет любой механизм, пусть полностью разрядится аккумулятор, существование крабьего рода не прервется, если каждый собранный им молодой краб будет, в свою очередь, собирать все новых и новых себе подобных…

Но, увы, эти упования краба-родоначальника — упования молодости, еще не столкнувшейся с неумолимым действием времени. Взять, к примеру, его самого. Пусть даже не постигнет его ни одна из катастроф. Значит ли это, что он сможет жить вечно?

Нет, конечно. Из-за трения будут постепенно изнашиваться его детали, стареть электроизоляция, пригорать контакты, Из-за износа магнитной ленты ослабнет память. А в результате точность движений старого краба будет уменьшаться до тех пор, пока в один прекрасный день он окажется не в состоянии найти розетку…

Если износ деталей — причина старения и смерти отдельного краба, то жизни всей крабьей популяции угрожает износ другого рода. Магнитная лента, на которую записаны схема устройства и сборка отдельного краба, та самая лента, которая вкладывается в новоиспеченного краба при рождении, в результате многократного переписывания тоже постепенно искажается помехами. Со сменой поколений помехи эти накапливаются, запись становится менее и менее точной и менее и менее точной становится ведущаяся по записи сборка новых крабов. Они получаются не такими молодцеватыми, как прежде, чаще гибнут от того, что где-нибудь гайка затянута слабо, или от другого мелкого дефекта. А там, глядишь, появились и вообще крабы-уродцы: у кого ноги не хватает, у кого фотоэлемента, у кого катушка в память не вложена… Начинается неумолимое вырождение всего рода. Не правда ли, удивительно похоже на то, что случается иногда в реальной жизни!

Выходит, не так уж трудно смоделировать жизнь. Ведь наша в принципе несложная модель осуществляет многие функции жизни: и способность передвигаться, и автоматизм, и целесообразность действий, и самосохранение, и приспособление внутренних отношений к внешним, и память, и размножение. Добавьте к этому списку любое новое функциональное требование, и ценой дополнительного усложнения модели оно будет воспроизведено. Таким образом, поведение механических крабов может сколь угодно близко соответствовать поведению крабов живых.

Так что же, мы создали искусственную жизнь? Увы, нет. Мы лишь создали систему, моделирующую часть функций жизни. Чтобы действительно создать искусственную жизнь, чтобы превратить механических крабов в настоящих, необходимо произвести над ними операцию, которая никому еще не удавалась. И эта операция — минимизация…

В самом деле, начнем постепенно уменьшать наших крабов, следя за тем, чтобы они, видоизменяясь как угодно, сохраняли бы только одно — способность выполнять все указанные выше функции? Это значит, что по мере уменьшения краба можно отказываться от конкретного исполнения отдельного узла и использовать принципиально иную конструкцию, способную, однако, выполнять ту же операцию, которую выполняет заменяемый узел. Скажем, можно отказаться от раздельного снабжения электроэнергией и деталями, заменив их блоками, в которых нужные детали совмещены с источником энергии. По мере уменьшения может оказаться ненужной дифференцированная система органов чувств и органов перемещения. Скажем, миникраба поместят в жидкий объем, в котором он будет передвигаться с помощью сокращающихся жгутиков. А все сигналы внешнего мира сведутся тогда к изменению температуры и концентрации солей в жидкости…

Так вот, если последовательно и неуклонно проводить эту операцию минимизации, мы убедимся, что наименьшей из всех мыслимых систем, способных выполнять все функции краба (и еще многое другое), является живая клетка. Наименьшие из всех энергетических, транспортных, информационных и многих других блоков — молекулы белков. Эти микроскопические мастера на все руки могут делать все. Единственное, чего они не могут делать, что синтезировать сами себя. Поэтому блок управления, занимающий в организме краба особую роль, занимает особую роль и в живой клетке. Эта особенность проявляется в том, что блок воспроизведения состоит не из белковых молекул, а из молекул нуклеиновых кислот.