Чтение онлайн

Этим функциональным свойством клеток, кстати, пользуются вирусы – пограничная форма материи между жизнью (ещё не существо) и нежизнью (но уже и не вещество). Вирусы обладают так называемой тропностью к некоторым клеткам тех организмов, в которых происходит репликация вирусных частиц. Тропность позволяет вирусам присоединяться к рецепторным молекулам определённых клеток и при помощи них внедрять в клетку свой генетический материал для репликации.

Ещё одним важным свойством клетки является способность к размножению – деление клетки, отпочковывание от неё новой дочерней клетки с той же генетической информацией. И клетка также может стареть и, в конечном итоге, умирать, то есть разрушаться с потерей всех эмерджентных свойств, проявлявшихся на системном уровне. Но существуют и такие клетки, которые могут существовать неопределённо долгий период без потери своих системообразующих свойств. Это наводит на определённые идеи по поводу возможного бессмертия, проявляющегося на более высоких уровнях организации материи – раз может клетка, то почему не может организм?

Наконец, на этом уровне организации материи проявляется ещё одно важное свойство органической жизни – это метаболизм, то есть переработка и обмен веществ. Именно клетка начинает выступать в качестве этакой «кибернетической машинки», которая получает на вход ресурсы, перерабатывает их и отправляет на выход результаты переработки. Органическая жизнь характеризуется именно наличием метаболизма. и тот или иной вид «метаболизма» проявляется на всех высших уровнях организации жизни, начиная с клеточного.

Следующие два уровня можно рассмотреть одновременно, так как для целей этой книги в них особого различия нет. Эти уровни – уровень тканей и уровень органов. На этих уровнях проявляется эмерджентная функциональность, которую невозможно свести к функциональности клеток. Эти уровни изучают самые разные научные дисциплины, которые входят в комплекс физиологии. В целом, эти уровни можно назвать «обеспечивающими» или «поддерживающими», так как на них не проявляются системообразующие свойства жизни, но без них высокоорганизованная многоклеточная биологическая жизнь, похоже, не может существовать.

Вместе с тем в рамках физиологии можно рассмотреть два важных направления – эндокринологию и нейрофизиологию. Обе эти дисциплины изучают сигнализацию в организме, то есть передачу сигналов при помощи различных инструментов.

Эндокринология изучает эндокринную систему, которую можно рассматривать в качестве первой системы передачи информации в биологических организмах. Среди многоклеточных организмов зачатки эндокринных процессов наблюдаются уже в растениях. Собственно, в растениях сигнализация осуществляется только при помощи распространения специальных сигнальных молекул, что вполне сравнимо с деятельностью эндокринной системы в организме животных. Если искать функциональную аналогию этой системе в технике, то эндокринная сигнализация – это асинхронное межсистемное взаимодействие в интегрированных автоматизированных системах.

Нейрофизиология, в свою очередь, изучает деятельность нервной системы. Эта система сигнализации – уже полностью изобретение животных, поскольку для активно взаимодействующих с окружающей средой агентов потребовалась быстрая передача командной информации от центра управления к исполнительным устройствам, равно как и получение сигналов от сенсоров для быстрого принятия решений. Поэтому нервные пути стали прекрасным решением для организации связи между сенсорными системами, центральной системой управления и исполнительными устройствами в организмах животных. Так что в технике нервной системе соответствует синхронное межсистемное взаимодействие в интегрированных автоматизированных системах.

Кроме этого, нейрофизиология соприкасается с психологией, которая хоть и немного странная, но всё же наука. Несмотря на то, что в психологии все объекты исследования уникальны, всё же можно найти общие закономерности развития и функционирования человеческой психики. А психика сама по себе представляет собой супервентное свойство над динамикой функционирования нервной системы, которой занимается нейрофизиология. Поэтому и нейрофизиология, и психология с двух сторон движутся к одной цели – познанию природы человеческого разума. И если нейрофизиология делает это как бы «снизу вверх», разбираясь в глубинных причинах появления эмерджентных свойств в виде ментальных состояний центральной нервной системы, то психология пытается «дизассемблировать», выражаясь техническим языком, внешние поведенческие проявления и самоотчёты людей, стремясь через них спуститься к пониманию природы психики.

Фактически, психология является научной дисциплиной в дополнение к биологии. Если последняя рассматривает закономерности, свойственные жизни в целом, то первая – изучает отдельных индивидуумов. Обе науки как бы дополняют друг друга для целостного описания жизни. И психология должна в своих исследованиях опираться на модели и методы всех других наук, использующихся для исследования жизни.

Психология интересна ещё и тем, что является связующим звеном между нейронауками и философией сознания. Последняя рассматривает в фокусе своего интереса феноменологическое сознание, квалитативные состояния восприятия – те неуловимые с научной точки зрения феномены, которые каждый человек (и, скорее всего, другие животные, как минимум, позвоночные) испытывает в каждый момент времени, если только не находится в глубоком сне или коме. Психология как научная дисциплина может принести в философию сознания научный метод.

И таким же образом психология может стать дополнительной наукой к биологии в целом. Действительно, весь комплекс биологических наук рассматривает живые организмы и их подсистемы вплоть до биохимического уровня лишь как материю. А психология вносит в эту механистическую точку зрения модели для психики. И абсолютно неважно, как в итоге будет разрешена психофизическая проблема философии сознания – психология продолжит изучать психику как отдельный объект изучения, каким-то образом связанный с биологическим телом. И именно наличие психики у высших животных позволяет назвать таких животных «живыми».

В рамках биологических наук также интересна генетика как наука о передачи наследственной информации между поколениями. Эта наука проявляется как на самом нижнем, субклеточном уровне, когда рассматриваются молекулы, переносящие генетическую информацию, и весь биомолекулярный комплекс, необходимый для воспроизводства этих молекул и построения на их основе клеток и организмов, так и на самом высоком уровне организации живой материи, на котором репликаторами являются не молекула, а целые организмы.

Если подниматься ещё выше в уровнях организации живой материи и выйти за пределы одного организма, то здесь можно найти «супер-организмы», состоящие из большого числа отдельных особей и умеющие решать задачи, которые отдельным особям недоступны – человеческие организации, стаи у животных, рои у насекомых. Взаимодействие между отдельными особями и их группами является той причиной, по которой в таких супер-организмах могут проявляться эмерджентные свойства, в том числе и так называемый «роевой» или организационный интеллект, который по своей силе превосходит уровень интеллекта каждого отдельного организма, входящего в рой. На этом уровне работают такие науки, как социология у человека и этология у животных, если говорить общо. Поэтому эти науки также можно отнести к наукам о жизни.

Перечисленные уровни организации живой материи и соответствующие им комплексы наук можно кратко обрисовать при помощи схемы, показанной на следующем рисунке.

Уровни организации жизни и соответствующие им научные дисциплины

Интерес вызывает то, что все перечисленные аспекты и нюансы организации жизни на всех уровнях имеют своё соответствие в такой научной дисциплине, как искусственный интеллект. Действительно, искусственный интеллект, как направление научных исследований, зародился в середине XX века для решения важной задачи – определения природы интеллекта, разума и даже сознания самого человека. Построение искусственного разумного создания не являлось (и не является) самоцелью этой науки, так как представляет собой всего лишь средство получения данных на основе разрабатываемых математических моделей, реализуемых in silico для проведения многочисленных экспериментов, связанных с когнитивными процессами человека и высших животных. Но вместе с развитием искусственного интеллекта внутри него появлялись направления, которые рассматривают различные стороны и проявления жизни на всех рассмотренных уровнях.