Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Ученый уже выделил гены, необходимые для такого минимального организма, и синтезировал их. Сейчас, когда пишется данная книга, осталось только внедрить эти гены в бактериальную клетку, из которой удален ее собственный геном. Вентер уже доказал, что его группа в принципе способна выполнять такие генные трансплантации; стало быть, дело не в технических препятствиях. Однако, хотя Вентер похваляется, будто делает важный шаг на пути к сотворению жизни, по сути, то, что он создает, — вовсе не жизнь, а новый вид бактерии. Биофизик Дэвид Димер из Калифорнийского университета в Санта-Крусе выразился еще жестче. По его словам, тварь, которую пытается произвести на свет команда Вентера, — всего лишь «существующий организм, подвергнутый радикальной переделке».
То же можно сказать о программе, идущей в Цюрихе под научным руководством Пьера Луиджи Луизи. Его «минимальный клеточный проект» начался с крохотного пузырька, своего рода контейнера для транспортировки внутри клетки всякого добра, затем во внутриклеточную среду будут добавляться различные химикаты и компоненты — пока не получится что-то вроде полноценно работающей клетки. Джек Шостак в Гарварде тоже мастерит пузырьки с начинкой из биоматериала в ожидании, что станет свидетелем их спонтанного деления. Шостак охотно признаёт: его проект рассчитан на долгий срок и не имеет обозримого предела в будущем; как он говорит, до настоящего искусственного самовоспроизводства клетки лет десять — двадцать… плюс к тем десяти — двадцати годам, которые ожидаются сегодня.
Но даже если из выпотрошенной клетки в лаборатории Вентера или из мыльного комка в аквариуме Расмуссена в конце концов что-нибудь да вырастет, оно вовсе не обязательно даст людям новые важные знания о том, что зовется жизнью. Ну и к чему мы приходим в итоге? Кристиан де Дюв, воспитывавшийся в коллеже у иезуитов, рассуждает о «космическом императиве», согласно коему жизнь возникает при благоприятных условиях как неизбежный результат действия физических законов. Расмуссен, в сущности, ему вторит: жизнь — это просто очень эффективный способ преобразования энергии. Проблема в том, что такая точка зрения все равно оставляет нас в потемках: мы по-прежнему не очень-то понимаем, что такое жизнь и откуда она взялась на Земле. Расмуссен возражает, аргументируя это тем, что отдельно взятый элемент и всеохватный феномен — две совершенно разные вещи: внешний вид автомобиля ничего не говорит нам о дорожных пробках, напоминает он.
Возможно, именно такой взгляд на аномалию жизни и приведет к новой революции в науке. Если редукционизм — тупиковый путь, значит, надо развернуться и двигаться в противоположном направлении.
В августе 1972 года в журнале «Сайенс» вышло эссе Филипа Уоррена Андерсона. Будущего нобелевского лауреата по физике, в то время работавшего в корпорации «Лаборатории Белла», всегда отличала страсть к интеллектуальным провокациям, но нигде она не проявилась с такой силой, как в увлекательном тексте, озаглавленном: «Большее — это иное».
Опираясь на собственный опыт ведения научных исследований, Андерсон подчеркивал, что природу большой и сложной системы невозможно понять, исходя из знания ее отдельных элементов. Иными словами, разница та же, что между автомобилями и дорожными пробками: множество более высокого ранга создает принципиально новое качество, не присущее не только какому-либо из подмножеств, но даже их механической сумме. Это, по убеждению Андерсона, не голая эмпирика, а реально действующая закономерность. На каждом следующем уровне сложности «проявляются абсолютно новые свойства, и, чтобы понять новое поведение системы, требуются, я полагаю, специальные исследования, столь же фундаментальные по своей природе, как и любые другие».
Если мы стремимся познать мир, в котором живем, продолжает Андерсон, то неизбежно придется отвергнуть редукционизм — методологический принцип, сводящий любое сложное явление к его простейшим началам: целое не поддается реконструкции из деталей. «По сути, чем больше ученые, изучающие элементарные частицы, говорят нам о природе фундаментальных законов, тем меньшее отношение, судя по всему, имеют их слова к самым что ни есть реальным проблемам всех остальных наук».
Да, стараясь разобраться в устройстве любой вещи, мы по детской привычке принимаемся разламывать ее на кусочки: брусок железа — на молекулы и атомы, атомы — на электронные облака и ядра, последние — на протоны и нейтроны, те, в свой черед, на кварки и далее. Этим путем наука шла все прошлое столетие, достигнув поразительных успехов. И зачем тогда менять методологию сейчас?
Да затем, что иначе никакого прогресса не будет! — возмущается Андерсон. Уже просто некуда деваться от наглых, самодовольных молекулярных биологов, «преисполненных решимости свести все знание о человеческом организме к элементарной химии, хотя между ДНК и человеческой этологией, несомненно, намного больше уровней организации, чем, скажем, между квантовой электродинамикой и ДНК». И для каждого из этих уровней, возможно, потребуется, предполагает Андерсон, совершенно новый концептуальный подход.
Ученый завершает свои рассуждения ссылкой на исторический диалог двух писателей:
Фрэнсис Скотт Фицджеральд: «Богатые не похожи на нас».
Эрнест Хемингуэй: «Да, у них больше денег».
Всем понятно, что у толстосумов нет никакого писаного кодекса, который диктовал бы общие нормы этой непохожести. Но вероятно, каждый имел случай убедиться, что такие особенности поведения реально существуют. Точно так же, по словам Андерсона, метод редукции бессилен объяснить, как и почему возникают те или иные сложные явления; для этого мы должны наблюдать, где именно «внезапно» появляется новое «поведение» (его называют «эмерджентным» — от английского слова emergency, «появление, возникновение»), и пытаться установить принципы, на которых основано это появление.
Прошло больше тридцати лет, но за это время почти никто так и не прислушался к Андерсону. Тем не менее в конце минувшего тысячелетия идею Андерсона подхватили двое других физиков. Нобелевский лауреат Роберт Беттс Лафлин и именитый физик Дэвид Пайнс опубликовали статью в «Ученых записках Национальной академии наук США». Отталкиваясь от воззвания Андерсона: «Большее — это иное», они объявили, что главная задача физики наших дней «состоит уже не в том, чтобы записать окончательные уравнения, а скорее в том, чтобы систематизировать и понять эмерджентное поведение во всем многообразии его проявлений, включая, по возможности, саму жизнь».
Основная посылка эмерджентной теории заключается в том, что система, состоящая из большого числа взаимосвязанных подсистем, способна к самоорганизации; разнообразные взаимодействия ее частей вызывают поразительно сложные формы упорядочения. Это наглядно показал опыт американского химика Джорджа Уайтсайдса: насыпав в чашку Петри стальные шарики от подшипника, он подложил под нее вращающийся стержневой магнит. Шарики самоорганизовались в концентрические кольца, и каждое кольцо пришло в круговое движение. Конечно, такое поведение должно подчиняться неким правилам, имеющим отношение к магнитным взаимодействиям и тому, что на каждый шарик воздействуют силы трения, но… пока нет никакой надежды найти этим правилам вразумительное объяснение! Тем не менее можно, по всей вероятности, установить общие принципы самоорганизации при эмерджентном поведении и воспользоваться ими для анализа любых сложных явлений, кажущихся необъяснимыми. Таких, например, как свертывание белка или высокотемпературная сверхпроводимость. Уцепившись за кончик нити, мы сможем размотать целый клубок загадок, в том числе тайну жизни.
Энтузиасты идеи считают, что игра стоит свеч. По мнению Стюарта Кауфмана — ученого, занимающегося теорией сложности, — «живые организмы не просто хитромудрая новинка, сляпанная на скорую руку, но порождение глубинных законов природы». По Лафлину, эти глубинные природные законы, они же принципы самоорганизации, служат «подлинным источником важнейших законов физики, включая, вероятно, самые фундаментальные из тех, которые мы знаем».
В 1999 году Лафлин и Пайнс создали Институт по изучению сложной адаптивной материи при Калифорнийском университете. Их целью было объединить ученых для исследования «необъяснимых» эмерджентных явлений и поиска принципов, лежащих в их основе. Мысль, судя по всему, оказалась верной: в 2004 году Национальный научный фонд предоставил институту грант.
Идея открыть целое новое направление в науке, бесспорно, вдохновляет: если мы узнаем, что заставляет шарики бегать по кругу, это может помочь в разгадке не только тайны жизни, но, вероятно, и природы темной энергии или непостоянства альфы. Реальность, однако, неутешительна. Пока — ни единого прорыва, ни намека на озарение, которое изменит наш взгляд на Вселенную. Не заметен и массовый отказ ученых от редукционизма. Не сформулированы даже самые общие представления о том, как могут выглядеть эмерджентные принципы. Это, конечно, вовсе не означает, что Андерсон, Пайнс, Лафлин и Кауфман непременно заблуждаются, но приходится признать: путь от постановки проблемы до ее решения будет долгим и непростым.
