Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

Самое характерное в поведении живых организмов — его целеустремленность, или целенаправленность. Лосось, преодолевающий прыжком водопад во время нереста, птица, вьющая гнездо, или человек, играющий в шахматы, могут служить примерами того, как живые организмы направляют свою активность на достижение определенной цели. Молекулярная биология не может объяснить это наиболее фундаментальное свойство живых организмов.

Вплоть до недавнего времени даже упоминать о существовании проблемы целенаправленной активности не было модным среди биологов. Стоило лишь кому-нибудь заняться этой проблемой, как его называли «телеологом», что можно считать ругательным словом.

— А что такое «телеолог»? — спросил мистер Томпкинс.

— Телеологом, — пояснил Уилфред, — называется тот, кто считает, что причиной активности является ее цель, и стремится во всех случаях объяснять события в терминах целей, а не средств.

— А что в этом плохого? — поинтересовался мистер Томпкинс.

— Ровным счетом ничего, если не считать того, что на раннем этапе истории науки телеологический подход, доведенный до крайностей, приводил к запрету на исследование механизмов, порождающих эффект. Например, телеологически мыслящий физиолог в то далекое время пренебрег бы изучением функционирования мышц и удовлетворился бы знанием цели мышечной активности — ходьбы или поднятия тяжести. Противостоять телеологической установке в высшей степени полезно и уместно, так как новый подход позволил продолжить исследования. Цель начали считать «метафизическим» понятием, а проще всего было «объяснить» цель, отказавшись от нее, т. е. отрицая существование цели. Некоторые рискуют излагать сложившуюся ситуацию в виде парадоксального утверждения, согласно которому главной целью многих ученых стало доказательство отсутствия цели у живых организмов.

К счастью, научный прогресс сделал отрицание целенаправленной деятельности заведомо лишним. Дело в том, что между представлениями о том, что живой организм или что-нибудь еще преследует определенную цель, и обладает механизмами, посредством которых функционирует, в действительности нет противоречия. Существует новая наука кибернетика, которая занимается изучением целенаправленной активности машин и живых организмов. Целенаправленная активность, изучаемая строго научными методами, стала теперь вполне респектабельным предметом исследования, а ключом к пониманию ее служит простой принцип обратной связи. Обратную связь можно рассматривать как четвертый фундаментальный принцип биологии.

— Ты хочешь сказать, что машина также может функционировать целенаправленно? — удивился мистер Томпкинс.

— Разумеется. Таких машин уже сейчас достаточно много, хотя еще совсем недавно большинство машин не могли функционировать целенаправленно. Выполняемые ими операции были установлены заранее, и машины выполняли их независимо от того, приводило их срабатывание к желаемому результату или нет. Предположим, например, что у тебя имеется устройство, позволяющее отрезать нужное количество металла. Как это должно происходить, ты устанавливаешь заранее. Но едва затупится режущая кромка, как твое устройство станет отрезать меньше металла, чем требуется, и исправить положение можно, прибегнув к услугам оператора — человека, который станет следить за работой устройства и подстраивать его в случае необходимости. Так было еще совсем недавно. Ныне мы располагаем машинами, которые могут работать без оператора. Такие машины отмеряют количество отрезанного металла и вводят полученную информацию в исполнительный механизм, который продолжает действовать до тех пор, пока разность между количеством отрезанного металла и количеством, которое требуется отрезать, не обратится в нуль. В этом и заключается основной принцип обратной связи, и ныне он используется во всевозможных устройствах. Например, противовоздушная ракета вычисляет разность между своей траекторией и траекторией полета цели, а затем использует эту информацию для того, чтобы свести разность к нулю, даже если цель выполняет противозенитные маневры. Примерно так гончая преследует зайца. Гончая не бежит по заранее проложенное траектории, а вносит поправки в свой курс в зависимости от поведения зайца так, чтобы непременно настичь его. Возможно, эти примеры покажутся тебе тривиальными, но они позволяют понять, что целенаправленная активность — это способ обработки информации и может быть исследована строго научными методами.

Что же касается механизма, то мы отчетливо видим, что целенаправленная активность живых организмов, по крайней мере в простейших случаях, управляется почти так же, как в наших действующих целенаправленных машинах. Разумеется, в более сложных случаях аналогия между целенаправленно функционирующими машинами и живыми организмами не столь очевидна, но у нас по крайней мере остается надежда, что и в этих случаях нам в конце концов также удастся найти простое объяснение.

— Но целенаправленно функционирующие машины действуют так только потому, что мы их так спроектировали, — возразил мистер Томпкинс. — А что ты можешь сказать о целенаправленно действующем организме, например, о гончей, преследующей зайца? Кто ее «запрограммировал»?

— Эволюция, кто же еще? — удивился Уилфред. — Отсеивая, так сказать, хорошее от плохого, целенаправленно действующие организмы доказали, что обладают большей способностью к выживанию, чем их собратья, не обладающие даром целенаправленного действия. Не следует забывать, что мы являемся продуктом эволюции точно в такой же мере, как любая собака, а наше превосходство именно в том и состоит, что мы можем достигать поставленной цели более эффективно, чем любое другое животное.

Не сомневаюсь, что в ближайшем будущем нам предстоит узнать много нового. Но могут быть и сюрпризы. Помнишь, что случилось с небесной механикой? После Ньютона какое-то время все было так ясно, а затем в движении планеты Меркурий начали обнаруживаться малые, но вполне определенные возмущения — отклонения от предсказываемой орбиты. И в результате на наших глазах родилась теория относительности Эйнштейна с ее новыми понятиями времени и пространства. Урок, который нам надлежит извлечь из сказанного, заключается в следующем: следует не успокаиваться на достигнутом и не закрывать глаза на упрямые факты.

— А какого сорта сюрпризы можно было бы ожидать нам теперь? — поинтересовался мистер Томпкинс.

— Если мы что-нибудь ожидаем, то это уже не сюрприз, —рассудительно заметил Уилфред. — Но если оставить в стороне такие вещи, как телепатия, то есть одна интригующая идея, которую всерьез обсуждают сейчас многие ученые. Возможно, что мы лишь одна из многих разновидностей наделенных разумом существ, обитающих во Вселенной, и не исключено, что когда-нибудь нам удастся установить контакт с другими мыслящими существами и узнать, что возможны формы жизни, отличные от привычных нам.