Международный Центр-Музей имени Н. К

Вид материала

Содержание

Ниияф мгу
Глобальный закон самоорганизации.
Сильный консерватизм
Эволюционная открытость

Подобный материал:

1 ... 14 15 16 17 18 19 20 21 ... 32

а.д.панов,

Кандидат физико-математических наук,

НИИЯФ МГУ,

Москва

_{разум как возможное промежуточное}

_{звено в иерархии структурных форм}

_{материи во вселенной}

^{Космическое мировоззрение нередко связывается с так называемым метанаучным, внеэмпирическим методом познания. В этом докладе я хочу показать, как космическое мировоззрение и, более того, представление о космологическом смысле разума может возникнуть также и в рамках парадигмы жесткого эмпиризма, то есть исключительно в рамках традиционной эмпирической науки.}

^{Около восьми десятков лет назад, главным образом благодаря пионерным работам А.А.Фридмана и Э.П.Хаббла, ушли в прошлое представления о Вселенной как о чем-то вечном и неизменном. Видимая Вселенная возникла и развивается. В процессе эволюции Вселенной меняются ее количественные характеристики: масштабный фактор (Вселенная расширяется), температура, плотность. Но эволюция Вселенной не сводится к одним только количественным изменениям. В процессе своего развития она совершает качественную структурную эволюцию, характеризующуюся возникновением новых форм структурной организации материи. Трудно дать совершенно однозначное деление такой качественной эволюции на отдельные ступени, так как отсутствует точное определение качественного различия между ступенями. В качестве основы для дальнейшего обсуждения можно взять следующую последовательность структурных уровней.}

^{– Спустя 10–15 сек. после Большого Взрыва материя во Вселенной существует в виде плазмы, состоящей из свободных кварков, электронов, глюонов, фотонов, нейтрино и других частиц, которые в стандартной модели квантовой теории поля считаются элементарными; устойчивые структурные образования вообще отсутствуют.}

^{– Кварки связываются глюонами в составные частицы – протоны, нейтроны и другие адроны. Возникают первые относительно устойчивые структуры.}

^{– Протоны и нейтроны объединяются в ядра гелия в первичном нуклеосинтезе. Из уже имеющихся структур возникают новые.}

^{– Протоны и ядра гелия связываются с электронами, рождая первичный легкий нейтральный газ – водород и гелий.}

^{– Из первичного газа формируются первые поколения звезд, которые пока бедны тяжелыми элементами.}

^{– В ходе эволюции звезд первых поколений нарабатываются тяжелые химические элементы – углерод, кислород и другие.}

^{– Благодаря наличию тяжелых элементов около некоторых звезд возникают планеты земного типа.}

^{– На планетах земного типа начинается интенсивная химическая эволюция. Новая структурная ступень – сложные химические соединения, в том числе органические.}

^{– В ходе химической эволюции возникает жизнь.}

^{– Наконец, жизнь порождает разум.}

^{Устойчивое повышение максимального уровня организации материи во Вселенной со временем является экспериментальным фактом. Это совершенно очевидно. Далее, устойчивое развитие не только имело место, но проходило через набор качественно различных структурных уровней организации материи, причем каждая новая ступень возникала не сама по себе, но только на основе предыдущей или предыдущих. Эволюция напоминает отчасти лестницу, отчасти – матрешку. Она всегда использует уже имеющиеся строительные блоки, даже если получающиеся конструкции могут иногда показаться не вполне оптимальными с точки зрения выполняемых ими функций. Это свойство эволюции известно как эволюционный консерватизм. Можно сделать следующее эмпирическое обобщение:}

^{Глобальный закон самоорганизации. Максимальный уровень организации материи во Вселенной растет со временем в процессе консервативной эволюции, проходящей через последовательность качественно различных структурных форм материи.}

^{В таком виде глобальный закон самоорганизации имеет характер феноменологического закона, он устанавливает факт и характер направленности эволюции Вселенной, не вскрывая причин такой эволюции. Этим он несколько напоминает второе начало термодинамики.}

^{Коль скоро глобальный закон самоорганизации сформулирован, немедленно возникает следующий вопрос: Да, он действовал с первых мгновений существования Метагалактики вплоть до возникновения разума. Но является ли возникновение разума границей области применимости этого закона? Иными словами, должны ли мы считать, что с момента возникновения разума закон перестает работать и разум является точкой в качественной эволюции Вселенной? A priori для этого не видно оснований. Прямая экстраполяция закона указывает на то, что могут возникнуть формы организации материи, стоящие на эволюционной лестнице качественно выше разума. Можно и нужно попытаться использовать закон самоорганизации для предсказания характера структурной организации таких форм материи. Фактически, это есть использование глобального закона самоорганизации для предсказания новых явлений вне той области, где он был установлен, что есть нормальная процедура для любого эмпирического закона природы. Именно это мы сейчас попытаемся сделать, но начать придется с уточнения терминологии.}

^{Так как ниже интенсивно используется понятие «разум», необходимо зафиксировать, что понимается под этим термином, или, точнее, как понятие «разум» используется в докладе. Удобно начать с аналогии. В Евклидовой геометрии используются понятия точки, прямой и плоскости, но определения этих понятий в рамках геометрии не даются. Эти понятия первичные, а первичные понятия могут быть определены только друг через друга их взаимными свойствами. На вопрос, что такое точка, следует отвечать: через любые две различные точки в плоскости проходит единственная прямая и т.д. Видимо, разум тоже является первичным понятием, поэтому можно надеяться определить разум, лишь задав его отношение к другим понятиям, то есть задав его существенные свойства. Мы не будем пытаться дать исчерпывающее определение разума, выделив лишь те его свойства, которые потребуются в анализе.}

^{В единственной известной нам форме разум существенно социален. Это вполне доказывается тем, что полностью изолированный от социума индивид не ведет себя как разумное существо. Это хорошо известно на примере многочисленных «маугли» – детей, воспитанных животными. Нет никаких серьезных оснований предполагать, что существуют совершенно иные, асоциальные формы разума. Поскольку факты не заставляют принять иную точку зрения, единичным проявлением разума будем считать сообщество разумных существ, эффективно обменивающихся информацией. Такое сообщество называется цивилизацией. Понятия «цивилизация» и «разум» ниже будут использоваться как синонимы. Можно сказать, что разум не есть свойство отдельного индивида; разум есть нечто единое, как бы прорастающее сквозь каждого индивида, и прорастающее по-разному, но уходящее корнями в цивилизацию и в ее историю. Иными словами, разум – социальная форма организации материи. Но не любая социальная форма организации материи является разумом (муравейник не представляет разум). Что же отличает разум?}

^{Вопрос о том, чем отличается разум человека от сознания высших животных особенно запутался в последнее время благодаря недавним работам приматологов. Было показано, что высшие обезьяны в той или иной степени обладают практически всеми способностями, которые обычно рассматриваются как признак разумности – абстрактное мышление, владение языком, чувство юмора и т.д. Что же качественно отличает мышление человека от мышления, например, шимпанзе, да и есть ли такие отличия? По крайней мере одно фундаментальное отличие, видимо, можно указать. Мышление человека, в отличие от мышления даже самых высокоорганизованных животных, является бесконечно-итеративным, что имеет несколько разных проявлений. Разум способен делать логические выводы на основании сделанных раньше логических выводов, которые были сделаны на основании еще более ранних логических выводов и т.д., причем принципиальных ограничений длины такой цепочки не существует [1]. Разум способен к логическому анализу неограниченной сложности, причем такому, что не все звенья анализа произведены одним и тем же мыслящим индивидом. Видно, что бесконечная итеративность разума тесно связана с его социальностью. Например, поскольку Великая теорема Ферма была, наконец, доказана, каждый может ее использовать в качестве логического элемента своих собственных математических рассуждений, вовсе не интересуясь подробностями доказательства теоремы, сжатое изложение которого занимает, как известно, около двух сотен страниц текста. Достаточно быть знакомым с процедурой верификации доказательства (которая выполняется рецензентами) и которая носит социальный характер. Другой пример: многие животные способны к изготовлению орудий труда, но только человек изготовляет орудие труда, чтобы изготовить орудие труда, чтобы изготовить орудие труда, чтобы… Разум способен к бесконечно вложенной рефлексии [2]. И так далее. Именно способность человека к потенциально бесконечной итерации вложенных друг в друга или связанных между собой концептуальных моделей делает его разумным существом и является качественным отличием разума от неразумных форм жизни. Или упомянутая бесконечность есть, или ее нет, причем все счетные бесконечности эквивалентны друг другу. Понятие разума в этом смысле абсолютно: любые два разума в равной степени итеративно бесконечны. Возможно, именно это обстоятельство является неявной основой презумпции безусловного равенства различных рас (на Земле). Можно предположить, что способность к построению потенциально бесконечных концептуальных моделей в принципе позволяет разуму построить модель любого, сколь угодно сложного объекта или явления, хотя это и может занять много времени. Или, точнее, верхний предел сложности модели определяется тем, чтобы время моделирования не превысило время жизни цивилизации. Существенно, что в силу социального характера разума время моделирования не ограничено временем жизни одного разумного индивида. Таким образом, под разумом будет пониматься социальная форма организации материи, способная к неограниченной итерации концептуальных моделей. Еще раз подчеркнем, что эта формулировка не является полным определением разума, но, как представляется, она должна войти в полную формулировку. В ней отсутствуют некоторые важные моменты, такие, как, например, активное, или творческое, или волевое начало разума и многое другое, что я сейчас затрудняюсь формализовать в виде определения.}

^{В языке отсутствует термин для обозначения уровней структурной организации материи, качественно отличной от разума и стоящей на более высокой ступени эволюционной лестницы. Термин «сверхразум» кажется столь же неподходящим, как термин «сверхжизнь» для обозначения разума или «сверххимия» для обозначения жизни. Тем более нелепо было бы назвать разум сверххимией второго порядка. А ведь нужны свои термины для обозначения целой цепочки ступеней, которые могут последовать за разумом. Так как крайне затруднительно придумать название для каждого из таких уровней, заранее не зная, что это такое, будем использовать математические обозначения: гипотетическую ступень структурной организации материи, следующую за разумом, обозначим через Z0, следующую ступень через Z1 и так далее.}

^{Сосредоточим внимание на уровне структурной организации Z0. Хотелось бы понять, какие свойства Z0 можно вывести из глобального закона самоорганизации. Аккуратное использование закона самоорганизации для предсказания свойств Z0 состоит в том, чтобы в их поиске исходить из обобщения и экстраполяции только тех закономерностей, которые можно вывести из взаимосвязи уже известных ступеней эволюции материи.}

^{Что уже известно? Ни одно животное не способно адекватно отразить в своем сознании суть некоторых действий человека (например, доказательство математической теоремы). Иными словами, процессы, протекающие в разумной материи, не могут быть представлены (смоделированы) ни в какой живой материи, разумом не обладающей. Видно, что можно говорить о свойстве непредставимости разума относительно жизни вообще. Это свойство представляет собой такой критерий качественного превосходства разума над жизнью, который не апеллирует к внутренним свойствам того и другого. Такой подход удобно использовать для установления отношения разума и Z0, так как заранее не ясно, что может представлять собой Z0.}

^{Непредставимость. Разум принципиально не может понять некоторые процессы, происходящие в Z0.}

^{Критерий непредставимости Z0 относительно разума является прямой экстраполяцией критерия непредставимости разума относительно жизни и означает качественное превосходство Z0 над разумом.}

^{Мы уже отмечали консервативный характер качественной эволюции структурных форм материи. Можно отметить наличие консерватизма двух типов – один из них можно назвать простым, другой – сильным. Примером простого консерватизма является происхождение тяжелых элементов в ходе эволюции звезд. Простота здесь заключается в том, что хотя тяжелые элементы и возникают благодаря существованию звезд, но, возникнув, могут существовать сами по себе, независимо от них. Примером сильного консерватизма является возникновение атомов из нуклонов и электронов. Здесь протоны и нейтроны, сами состоящие из кварков, включены в атомы в качестве субструктуры; существование атомов без нуклонов невозможно. Нетрудно заметить, что начиная с возникновения тяжелых элементов эволюция была всегда сильно консервативна: тяжелые элементы являются основой сложных химических соединений, химические процессы являются основой жизни, жизнь является носителем разума. Предполагая, что и Z0 возникает точно таким же сильно консервативным способом, получаем следующее свойство:}

^{Сильный консерватизм. Разум является носителем Z0, подобно тому, как жизнь является носителем разума.}

^{Как можно видеть из той же лестницы эволюции материи, каждая из ее ступеней устроена таким образом, что предоставляет возможность перехода к следующей. Экстраполяцией отмеченной связи является следующее свойство:}

^{Эволюционная открытость. Z0 обеспечивает принципиальную возможность перехода к следующим, еще более высоко организованным состояниям материи.}

^{Среди упомянутых свойств именно непредставимость является признаком качественного превосходства Z0 над разумом. Фактически непредставимость говорит о том, что возможности разума в познании объективной реальности могут быть принципиально ограничены. Именно разуму могут быть не вполне доступны для познания формы организации материи, качественно превосходящие разум: Z0 и последующие, если таковые существуют.}

^{Выше в виде гипотезы высказывалось утверждение о том, что разум, в силу своей бесконечной итеративности, может построить модель сколь угодно сложного объекта или процесса. На первый взгляд, это свойство входит в противоречие с непредставимостью Z0 относительно разума. На самом деле это не так. Разум способен построить модель явления в том случае, если для такого построения имеется необходимая исходная информация. Свойство же непредставимости Z0 может быть связано с тем, что Z0 устроено таким образом, что полная исходная информация для построения модели Z0 по каким-то причинам принципиально недоступна для любой отдельной цивилизации. Это свойство Z0 может быть названо информационной нелокализуемостью. В дополнение к трем перечисленным свойствам мы получаем гипотезу, что с непредставимостью может быть связана информационная нелокализуемость Z0.}

^{Таким образом, мы имеем непредставимость, сильный консерватизм, эволюционную открытость и, возможно, связанную с непредставимостью информационную нелокализуемость в качестве ожидаемых свойств Z0. Теперь на одной конкретной модели Z0 проиллюстрируем, как могут быть реализованы все четыре свойства.}

^{Представим себе некоторую большую галактику вроде нашей Галактики или галактики M31 в Андромеде и предположим, что в ней имеется по меньшей мере несколько десятков разумных цивилизаций в таком состоянии, что они склонны передавать информацию о себе в космос и стараться принять информацию от других цивилизаций. Предположим, что вероятность того, что хотя бы одно послание такой коммуникативной цивилизации, посланное на протяжении ее жизни, будет когда-нибудь принято и дешифровано хотя бы одной другой цивилизацией, близка к единице. Далее предположим, что типичная цивилизация, приняв информацию от другой цивилизации, обрабатывает ее и ретранслирует в каждом собственном послании наряду с информацией о себе самой. Тогда по крайней мере часть культурного наследия, созданного цивилизацией на протяжении ее жизни, не пропадет после исчезновения этой цивилизации, но будет неопределенно долго циркулировать в объеме галактики, передаваясь от одной цивилизации к другой. Нетрудно понять, что со временем количество накопленной и перерабатываемой в объеме галактики информации будет расти. Вряд ли такой процесс накопления может остаться чисто пассивным. Скорее, информация начнет структурироваться, в системе возникнут когерентные процессы самоорганизации; система начнет эволюционировать как целое. Возникает единый объект – галактическое культурное поле, продолжительность жизни которого может многократно превышать время жизни носителей этого поля – отдельных разумных цивилизаций, содержащее информации много больше, чем доступно одной цивилизации, и развивающееся по собственным законам. Проверим, что галактическое культурное поле обладает всеми четырьмя перечисленными выше атрибутами Z0.}

^{Для того чтобы отдельная цивилизация могла судить о возможных когерентных процессах, протекающих в галактическом культурном поле, цивилизация должна иметь информацию о состоянии этого поля во всем объеме галактики, так как галактика может быть информационно неоднородна. Уместна такая аналогия: по состоянию нескольких соседних нейронов невозможно определить, какой работой занят мозг в целом. Однако, в силу конечности скорости света и большого размера галактики, единичная цивилизация принципиально не может получить сведения о состоянии поля одновременно во всем объеме галактики и восстановить его состояние. Имеет место принципиальная нелокализуемость информации о состоянии галактического культурного поля. Следствием этого является то, что единичная цивилизация, то есть разум, не может понять смысл коллективных когерентных процессов, происходящих в поле, то есть выполняется критерий непредставимости галактического культурного поля относительно разума.}

^{Выполнение критерия сильного консерватизма очевидно, так как разумные цивилизации являются носителями галактического культурного поля.}

^{Далее, если галактическое культурное поле однажды возникнет, оно может оказаться весьма устойчивым объектом. Так как шкала времени жизни галактического поля велика, рано или поздно культурные поля соседних галактик могут быть объединены. Это создает предпосылки для возникновения метагалактического культурного поля. Нетрудно понять, что метагалактическое поле непредставимо относительно любого галактического поля, поэтому обладает чертами Z1, то есть критерий эволюционной открытости для галактического поля тоже выполняется. Галактическое культурное поле обладает всеми ожидаемыми характеристиками Z0.}

^{Таким образом, имеется пример (точнее – модель) возможной реализации Z0, поэтому уровни организации материи, превосходящие разум, не следует рассматривать как чистую абстракцию. Галактическое культурное поле – лишь одна из возможных реализаций Z0, имеются и другие возможности. Здесь мы их только упомянем без обсуждения.}

^{– Интеграция разума с телекоммуникационными и компьютерными системами [3, с. 48].}

^{– Интеграция разума с квантовым вычислительным процессом.}

^{– Информационный процесс под (или за) горизонтом событий [4, с. 69].}

^{Для каждой из моделей можно показать, что она может обладать всеми четырьмя свойствами Z0.}

^{Из представления о формах организации материи, качественно превосходящих разум, следует представление о разуме не как о венце творения эволюции, а как о необходимой промежуточной ступени в процессе самоорганизации или самосовершенствования Вселенной. Это наделяет существование разума вообще и тем самым существование каждой отдельной разумной цивилизации и каждого разумного существа космологической функцией и космологическим смыслом. К представлению о космологическом смысле разума мы пришли, не выходя за рамки эмпирической науки и стандартного научного метода.}

^{При достижении каждого нового уровня структурной организации материи Природа чудесным образом создавала и подходящий механизм, обеспечивающий переход к еще более высоким ступеням эволюции. В рамках модели галактического культурного поля таким механизмом для разума является контакт между космическими цивилизациями. В этом смысле особое значение имеет программа SETI: возможно, через нее Вселенная реализует свой потенциал к саморазвитию, используя разум как промежуточную ступень эволюции.}

_{Литература}

^{1. Галимов Э.М. Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции. М.: Едиториал УРСС, 2001.}

^{2. Лефевр В.А. Космический субъект. М.: Ин-кварто, 1996.}

^{3. Ксанфомалити Л.В. Путь к сверхразуму? // Земля и Вселенная. 1993. № 6.}

^{4. Лефевр В.А., Ефремов Ю.Н. Космический разум и черные дыры: от гипотезы к научной фантастике // Земля и Вселенная. 2000. № 5.}

Blog

Международный Центр-Музей имени Н. К

Содержание