Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов

Безжалостный отсеивающий процесс естественного отбора породил много неожиданного. Одно из самых замечательных явлений – это человеческий мозг. Насколько мы можем знать, ни одно живое существо не разделяет с нами осознание своего существования. Наш обладающий самосознанием разум эволюционировал таким образом (по крайней мере, отчасти), чтобы наделить нас большей свободой действий для регулирования нашего поведения в соответствии с изменяющимся миром. В отличие от бабочек и всех прочих известных организмов мы можем сознательно делать выбор и размышлять о целях, которыми вдохновляемся.

Мозг основан на той же физике и химии, что и все остальные живые системы. Но каким-то образом из тех же самых сравнительно простых молекул и хорошо понятных сил всходят наши способности к мышлению, полемике, воображению, творчеству и страданию. Возникновение всего этого из жидкой химии нашего мозга порождает ряд чрезвычайно каверзных вопросов.

Известно, что наши нервные системы строятся на неимоверно сложных взаимодействиях миллиардов нервных клеток (нейронов), образующих триллионы соединений между ними, называющихся синапсами. Эти непостижимо изощренные и непрерывно изменяющиеся сети взаимосвязанных нейронов совместно организуют сигнальные пути, передающие и обрабатывающие объемные потоки электрической информации.

Как часто случается в биологии, по большей части мы знаем это из изучения более простых «модельных» организмов типа червей, мух и мышей. Мы довольно много знаем о том, как нервные системы собирают информацию из своего окружения, пользуясь органами чувств. Исследователи тщательно проследили движение визуальных, звуковых, осязательных, обонятельных и вкусовых сигналов через нервную систему, а также составили схемы некоторых нейронных соединений, формирующих память, генерирующих эмоциональные реакции и определяющих результирующее поведение, скажем, сокращения мускулов.

Такие исследования важны, но это лишь начало. Мы еще очень далеки от понимания того, как взаимодействия между миллионами отдельных нейронов могут, комбинируя, порождать абстрактное мышление, самосознание и условно свободную волю. Поиск удовлетворительных ответов на эти вопросы займет, вероятно, по меньшей мере весь XXI век. И я не думаю, что мы найдем опору только в традиционном научном инструментарии. Нам придется дополнительно обобщать находки психологии, философии и гуманитарных наук. Пригодится и информатика. Самые мощные разрабатываемые сегодня компьютерные программы в очень упрощенном виде имитируют обработку информации нейронными сетями жизни.

Достижения таких компьютерных систем по обработке численных данных становятся все более впечатляющими, но ничто даже отдаленно не напоминает абстрактное мышление или творческое воображение, сознание или самосознание. Нам трудно даже дать определение тому, что мы имеем в виду под этими умственными способностями. Здесь на помощь может прийти поэт, романист или художник, разрабатывая основы творческого мышления, яснее описывая эмоциональные состояния или допытываясь о смысле понятия «быть». Обладай мы более общим подходом или, по крайней мере, большей интеллектуальной согласованностью между гуманитарными и естественными науками, чтобы можно было обсуждать эти феномены, мы могли бы успешнее понимать, как и почему эволюция позволила нам развиться как химическим и информационным системам, которые каким-то образом осознали собственное существование. Нам понадобятся все наше воображение и творческие способности, чтобы понять, как могли возникнуть воображение и способность к творчеству. Вселенная непредставимо огромна. По законам вероятности крайне малоправдоподобно, что в этом бескрайнем пространстве за все бескрайнее время жизнь, тем паче сознательная жизнь, расцвела только раз, у нас на Земле. Доведется ли когда-нибудь встретить иные формы жизни – это другой вопрос. Но если да, я уверен, что они, как и мы, окажутся самоподдерживающимися физическими и химическими машинами, построенными на основе кодирующих информацию полимеров, которых создала эволюция путем естественного отбора.