Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем - Капра Фритьоф

В древнейших языках обе идеи выражались через метафору дыхания жизни. Действительно, этимологические корни слов «душа» и «дух» во многих языках восходят к «дыханию». Словом, обозначающим «душу» на санскрите (атман), греческом (пневма) и латинском (анима), служит «дыхание». То же относится и к «духу». На латинском {спиритус), греческом {психе) и древнееврейском (руах) это тоже — «дыхание».

Всеобщее древнее интуитивное представление, стоящее за этими словами, связывало душу или дух с дыханием жизни. Подобным же образом, концепция познания в теории Сантьяго далеко не ограничивается рациональным разумом, но включает весь процесс жизни. Дыхание жизни — исключительно точная метафора для его описания.

Когнитивная наука

Подобно концепции «ментального процесса», независимо сформулированной Грегори Бэйтсоном3, теория Сантьяго уходит корнями в кибернетику. Она была разработана в рамках интеллектуального движения, которое подходит к изучению разума и познания с системной, междисциплинарной точки зрения, лежащей за пределами традиционной сферы психологии и эпистемологии. Этот новый подход, который еще не выкристаллизовался в зрелую научную дисциплину, все чаще называют когнитивной наукой4.

Кибернетика дала когнитивной науке первую модель обучения. Она исходила из того, что человеческий интеллект подобен компьютерному до такой степени, что познание можно определить как обработку информации, т. е. манипуляцию символами, основанную на наборе правил5. Согласно этой модели, процесс познания включает в себя ментальное представление. Разум здесь осмысливается как компьютер, манипулирующий символами, которые представляют определенные черты мира6. Эта компьютерная модель ментальной деятельности была настолько убедительной и мощной, что господствовала во всех исследованиях когнитивной науки на протяжении более чем тридцати лет.

Начиная с 40-х годов вся нейробиология формировалась под воздействием идеи, представляющей мозг в виде устройства для обработки информации. Например, когда исследования зрительной области коры мозга показали, что определенные нейроны реагируют на определенные особенности воспринимаемых объектов — скорость, цвет, контраст и т. д., — сразу возникло представление о том, что эти специализированные нейроны считывают зрительную информацию с сетчатки и передают ее в другие области мозга для дальнейшей обработки. Однако последующие исследования на животных показали, что связывать нейроны с соответствующими характеристиками объектов можно только тогда, когда животное находится под глубоким наркозом и осуществляется строгий контроль над внутренней и внешней средой. Когда животное наблюдают в бодрствующем состоянии и в более привычных для него внешних условиях, его нейронные реакции оказываются более чувствительными ко всему контексту визуального возбудителя и уже не могут быть истолкованы в терминах последовательной обработки информации7.

В 70-е годы, когда появилась концепция самоорганизации, компьютерная модель обучения была наконец подвергнута серьезному сомнению. Необходимость свежего критического взгляда на эту доминирующую гипотезу была обусловлена двумя хорошо известными недостатками компьютерного «видения». Первый: обработка информации основана на ряде последовательных правил, применяемых по очереди; | второй: эта обработка локализована таким образом, что повреждение [любой части системы приводит к серьезным нарушениям ее работы в | целом. Обе эти особенности входят в поразительное противоречие с биологическими наблюдениями. Самые обычные визуальные задачи даже крохотными насекомыми решаются быстрее, чем это физически возможно при последовательной обработке; а способность поврежденного мозга к восстановлению и сохранению функционирования в целом хорошо известна всем.

Эти наблюдения побуждали к сдвигу фокуса — от символов к связности, от локальных правил к глобальной согласованности, от обычной обработки информации к неожиданным возможностям нейронных сетей. С учетом современного развития нелинейной математики и моделей самоорганизующихся систем, такое смещение внимания обещало новые и интеллектуально волнующие направления исследований. Действительно, в начале 80-х годов модели «связных» нейронных сетей приобрели большую популярность8. Эти модели тесно взаимосвязанных элементов предназначены для одновременного выполнения миллионов операций и проявляют интересные глобальные — внезапно возникающие — свойства. Как поясняет Франциско Варела, «Мозг — это… высоко согласованная система: плотные взаимодействия между его компонентами приводят к тому, что в конечном счете все, что происходит, оказывается функцией того, что делают все компоненты… В результате вся система приобретает внутреннюю согласованность в своих паттернах, хотя мы не можем точно сказать, как это происходит»9.

Теория Сантьяго

Теория Сантьяго, трактующая познание, возникла в ходе изучения нейронных сетей и с самого начала была связана с концепцией автопоэза, предложенной Матураной10. Познание, или обучение, согласно Матуране, представляет собой деятельность, являющуюся составной частью самосозидания и самоподдержания автопоэзных сетей. Другими словами, обучение — это сам процесс жизни. «Живые системы — это когнитивные системы, — пишет Матурана, — а жизнь — это процесс обучения»11. Обращаясь к нашим трем критериям живых систем — структуре, паттерну и процессу, — мы можем сказать, что жизненный процесс состоит из всех видов деятельности, направленной на непрерывное воплощение системного (автопоэзного) паттерна организации в физической (диссипативной) структуре.

Поскольку познание традиционно понимается как процесс получения знания, мы должны описать его как взаимодействие организма с окружающей средой. Именно это и делает теория Сантьяго. Специфическим феноменом, лежащим в основе процесса познания, является структурное сопряжение. Как мы видели, автопоэзная система претерпевает непрерывные структурные изменения, сохраняя в то же время свой паутинообразный паттерн организации. Она сопряжена со своим окружением структурно, т. е. через повторяющиеся взаимодействия, каждое из которых является толчком для структурных изменений в системе12. Тем не менее живая система вполне автономна. Окружение лишь инициирует структурные изменения; оно не определяет и не направляет их.

Далее, живая система не просто определяет структурные изменения; она определяет также, какие именно внешние возмущения инициируют их. В этом ключ к пониманию теории Сантьяго. Структурные изменения в системе — это и есть акты познания. Определяя, какие из возмущений, поступающих от внешней среды, становятся начальными толчками перемен, система, как говорят Матурана и Варела, «творит некий мир». В таком случае, познание — это не представление независимо существующего мира, но скорее непрерывное творение мира в процессе жизнедеятельности. Взаимодействие живой системы с окружающей ее средой имеет познавательный характер, и сам процесс жизнедеятельности есть процесс познания. По словам Матураны и Варелы, «жить значит знать»13.

Очевидно, что здесь мы имеем дело с радикальным расширением концепции познания и, следовательно, концепции разума. Согласно этому новому подходу, познание охватывает весь процесс жизни — включая восприятие, эмоции и поведение — и не обязательно нуждается в мозге и нервной системе. Даже бактерии воспринимают определенные характеристики своего окружения. Они ощущают химические различия и, соответственно, плывут в сторону сахара и сторонятся кислоты; они ощущают перегрев и избегают его, они движутся к свету или удаляются от него, а некоторые бактерии способны обнаруживать магнитные поля14. Таким образом, даже бактерия творит мир — мир тепла и холода, магнитных полей и химических градиентов. Во всех этих когнитивных процессах восприятие и действие неразделимы, и, поскольку структурные изменения и связанные с ними действия, которые инициируются в организме, зависят от структуры организма, Франциско Варела описывает познание как «воплощенное действие»15.

Фактически познание включает в себя два неразрывно связанных вида деятельности: поддержание (и продолжение) автопоэза и созидание мира. Живая система — это многократно взаимосвязанная сеть, чьи компоненты постоянно изменяются, преобразуются и заменяются другими компонентами. Эта сеть отличается исключительной гибкостью и текучестью, что позволяет системе особым образом реагировать на возмущения, или «стимулы», идущие от окружающей среды. Определенные возмущения запускают специфические структурные изменения, т. е. изменения в структуре связи внутри сети. Это распределительный феномен: вся сеть реагирует на выбранное возмущение, перестраивая свои паттерны связи.