Матурана и Варела предложили концепцию автопоэзиса для объяснения отличия живого от неживого. Она основана на идеях возникаемости, самопостроения и самовоспроизводства, но в то же время она совместима с представлением, что мир переходит из предыдущего состояния в последующее по законам физики. Другими словами, автопоэзис получается в случае, когда живое подчиняется законам физики.
Рэндалл Бир (Randall Beer), исследователь в области искусственной жизни (artificial life), решил прояснить концепцию автопоэзиса при использовании игры Жизнь, которая представляет собой простой клеточный автомат. Состояние клеточного автомата переходит из предыдущего состояния в последующее согласно установленным правилам и таким образом клеточный автомат является простейшей моделью физической системы. С другой стороны, в ходе эволюции клеточного автомата, основанного на простых правилах, могут быть получены состояния, отличающиеся высоким уровнем сложности.
Бир в качестве примера взял планер (glider) — простую фигуру, часто возникающую в игре Жизнь. Возможно, что этот пример, покажется слишком простым, но Матурана и Варела в статье 1974 года также приводили в качестве примера автопоэзиса простую модель, напоминающую клеточный автомат. В любом случае Бир считает, что концепция автопоэзиса осталась непроясненной, поэтому он предлагает свой анализ c использованием планера в игре Жизнь.
В настоящее время есть более сложные клеточные автоматы, в которых существуют существенно более сложные образования, чем планер. Перед рассмотрением работ Бира полезно посмотреть на создания Flowers Lab в клеточном автомате Lenia. Разница между планером и этими созданиями только в устройстве клеточного автомата, но суть остается такой же. Как планер, так и эти создания, возникают в ходе изменения состояния клеточного автомата согласно заданным правилам. Поэтому анализ автопоэзиса в статье Бира полностью применим к этим созданиям, но в случае планера рассмотрение выглядит проще и нагляднее.
Правда, есть следующее отличие. Джону Конвею было достаточно простого перебора для нахождения правил игры Жизнь, которые приводят к возникновению интересных структур. Число вариантов правил в клеточном автомате Lenia гораздо больше и команде Flowers Lab потребовалось использование оптимизации, для целенаправленного поиска правил, которые позволяют существование таких созданий. Но это обстоятельство не влияет на последующее рассмотрение.
Если вы вдруг никогда не видели планер в игре Жизнь в действии, то посмотрите, например, видео: ‘Глайдер врезается в разные фигуры | Игра «Жизнь» Джона Конвея‘. Итак, Бир начинает с рассмотрения концепции автопоэзиса:
‘Основная идея заключается в том, что автопоэтическая система состоит из сети процессов, которые производят компоненты, взаимодействие которых служит для создания и поддержания той самой сети процессов, которая их произвела.’
Точкой отсчета для Матураны и Варелы была живая клетка и Бир часто возвращается к этой аналогии. Бир считает, что сказанное выше вполне можно применить в планеру, только в этом случае надо включить в рассмотрение как клеточки самого планера, так и ближайшие клеточки в окружении, поскольку все эти клеточки влияют на изменение состояния планера на следующем шаге. Таким образом, в качестве процессов будут выступать переходы из предыдущего состояния в последующее, а в качестве компонентов — включенные в рассмотрение клеточки.
Следующий шаг связан с рассмотрением понятий организации и структуры, которые играют большую роль в концепции автопоэзиса. Структура живой клетки все время меняется — происходят процессы метаболизма и одни молекулы заменяются другими. В то же время организация клетки остается инвариантом; при всех текущих изменениях клетка остается той же самой. Бир отмечает, что то же самое относится к планеру. Структура планера при его перемещении по полю игры Жизнь меняется, но сам планер остается как инвариант. В статьях Бира при рассмотрении планера есть тщательный анализ утверждений о структуре и организации, а также о компонентах и процессах.
Согласна концепции автопоэзиса живая клетка обладает когнитивными способностями, которые помогают справиться с внешними возмущениями. Клетка является примером воплощенного познания, когда организм реагирует на внешние возмущения таким образом, чтобы поддерживать свою организацию и тем самым избегать разрушения. Конечно, все это возможно до определенного предела, поскольку некоторые возмущения ведут к разрушению живой клетки.
Бир применяет эту концепцию к планеру, для чего он классифицирует роль внешних возмущений в игре Жизнь на планер. Правда, анализ показывает следующее:
‘Я обнаружил, что большинство возмущений для планеров разрушительны. Таким образом, когнитивные способности планера крайне ограничены.’
Тем не менее, есть возмущения, когда планер сохраняет свою организацию и изучение этих случаев позволяет выявить внутреннюю динамику планера. Ее можно отождествить с когнитивными процессами, а также найти структурное взаимодействие окружения и планера. Есть ситуации, когда планер в ходе взаимодействия с внешними ситуациями влияет на окружение вокруг него; таким образом можно даже представить себе коммуникацию между разными планерами.
Рассмотрение Бира интересно тем, что он берет утверждения Матураны и Варелы и показывает, что сказанное можно обнаружить при соответствующем анализе у планера в игре Жизнь. Другими словами, Бир фиксирует значение сказанного Матураной и Варелой путем сведения качественных утверждений к количественному анализму; с его точки зрения это должно облегчить использования концепции автопоэзиса в будущем. На первый взгляд кажется, что планер является слишком простым объектом, но это обстоятельство придает анализу, проведенного в статье Бира, особое значение. Например, предположим, что автопоэзис можно связать с созданиями Flowers Lab. Вопрос в том, будет ли анализ автопоэзиса в этом случае отличаться от анализа Бира или нет.
Последующие обсуждение начну высказыванием из книги Рэймонда Таллиса ‘Обезьяноподобное человечество’ (Raymond Tallis, Aping Mankind)
‘в каком-то смысле правильно ссылаться на противопоставление «организма» и «окружающей среды» в случае с таким существом, таким как бактерия. Однако сам организм не находится в центре своего окружения, создавая пространство, ориентированное на организм. Различие между центром и окружением относится только к наблюдателю, точно так же, как то, что считается окружением гальки, относится скорее к наблюдателю, чем к гальке. Именно наблюдатель утверждает, что организм связан с окружающей средой, сосредоточенной на нем. «Окруженность» не приходит сама собой вместе, скажем, с мембраной, обозначающей границу между организмом и остальным материальным миром, точно так же, как она не приходит вместе с таким объектом, как галька, у которой есть сплошная поверхность, обозначающая ее границы. Видимые нам границы не превращают объективное местоположение организма в точку зрения, которая определяет то, что физически находится вокруг него, как его окружение.’
Высказывание Таллиса показывает, что недостает в рассмотрении Бира — оно проведено с точки зрения от третьего лица и в нем отсутствует точка зрения от первого лица. Кстати, Бир обсуждает умвельт Икскюля и он утверждает, что у планера есть свой умвельт — это набор внешних возмущений, после которых планер сохраняет свою идентичность.
Матурана и Варела вводят точку зрения от первого лица в автопоэзисе в рамках радикального конструктивизма. Предполагается, что нервная система не имеет непосредственного доступа к окружению и поэтому в определенном смысле реальность в точке зрения от первого лица конструируется нервной системой. Следует отметить, что именно представители радикального конструктивизма способствовали распространению взглядов Матураны и Варелы. Однако непонятно, каким образом можно применить такую позиция при рассмотрении отдельной бактерии.
С моей точки зрения радикальный конструктивизм у Матураны и Варелы не такой уж и радикальный, поскольку они разработали свою концепцию в рамках естественных наук и, как следствие, у них можно найти как рассмотрение с точки зрения от всеведущего третьего лица, так и с воображаемой точки зрения от первого лица. При этом в рассмотрении автопоэзиса Матураной и Варелой наблюдается скачкообразный переход от одного к другому. Организация живого рассматривается то глазами беспристрастного наблюдателя со стороны в рамках объективизма, то со стороны субъективного мира организма в рамках радикального конструктивизма.
В этом основная проблема подобных рассмотрений, непонятно как совместить эти точки зрения при обсуждении внутренних когнитивных процессов. В видео от Flowers Lab видны интересные создания и можно проанализировать их с точки зрения от третьего лица, как это сделано в работах Бира. Вопрос, есть ли у них точка зрения от первого лица, остается открытым.
Информация
Видео взято из заметки в блоге Flowers Lab:
Hamon, et al., Learning Sensorimotor Agency in Cellular Automata, 2022.
Beer, R. D. (2004). Autopoiesis and cognition in the game of life. Artificial Life, 10(3), 309-326.
Beer, R. D. (2014). The cognitive domain of a glider in the game of life. Artificial life, 20(2), 183-206.
Beer, R. D. (2015). Characterizing autopoiesis in the game of life. Artificial life, 21(1), 1-19.
Статья Матураны и Варелы, где использовалась простенькая модель как пример автопоэзиса:
Varela, F.J., Maturana, H.R. and Uribe, R. (1974). Autopoiesis: The organization of living systems, its characterization, and a model. BioSystems 5:187-196.
См. также: Умберто Матурана и Франсиско Варела: Биологический фундамент радикального конструктивизма