Что такое жизнь

Глава 1. Что такое жизнь

Определение через структуру, а не через свойства

1. 1. Проблема определения

Вопрос «что такое жизнь» задаётся давно, но удовлетворительного ответа до сих пор нет. Не потому что вопрос слишком сложен — а потому что все известные определения смотрят на жизнь снаружи.

Классический биологический подход перечисляет свойства: метаболизм, размножение, реакция на раздражители, рост, гомеостаз. Каждое свойство интуитивно верно, но вместе они не образуют определения. Вирус воспроизводится, но не метаболизирует. Огонь растёт и потребляет ресурсы. Кристалл воспроизводит свою структуру. Для каждого краевого случая список приходится уточнять — и конца этому уточнению нет, потому что список свойств описывает проявления жизни, а не её природу.

Термодинамический подход (Шрёдингер) точнее: живая система поддерживает локальное снижение энтропии за счёт потребления негэнтропии из среды. Это описывает необходимое условие существования жизни, но не саму жизнь. Холодильник тоже поддерживает локальный порядок.

Автопоэзис (Матурана, Варела) ближе всего к сути: живая система непрерывно воспроизводит саму себя и своё организационное замыкание. Здесь впервые появляется идея замкнутости — система производит себя из себя. Но механизм этого замыкания остаётся непрояснённым: что именно воспроизводится, через какие операции, в каком пространстве.

Дарвиновский подход сегодня наиболее популярен: жизнь — это то, что способно к наследованию, изменчивости и отбору. Его сила — операциональность: критерий проверяем. Его слабость — он описывает популяцию во времени, а не организм в моменте. Это определение жизни через её эволюционные последствия. Отдельный организм, который никогда не оставит потомства, под это определение не подпадает.

Все эти подходы описывают жизнь снаружи — через свойства, условия или последствия. Ни один не отвечает на вопрос о внутренней структуре: что именно происходит внутри живой системы, какие операции она выполняет и почему именно эти операции делают её живой. Настоящая глава предлагает определение через структуру.

1. 2. Понятийный аппарат

Для определения жизни через структуру необходимо ввести четыре понятия.

Пространство — набор измерений, определяющих тип сущностей и характер отношений между ними. Физическое пространство, пространство символов, пространство описаний — каждое из них характеризуется своей онтологией объектов: одна и та же реальность может быть описана в разных пространствах принципиально разными сущностями.

Состояние — вектор описания сущности в данном пространстве.

Трансформация — переход сущности из одного пространства в другое, то есть смена вектора состояния. В зависимости от соотношения исходного и нового пространств различают три вида трансформации: свёртку, сплайс и цепочку. Каждый вид описывается в отдельном разделе ниже.

Гативус Трансформация (GTR) — полный цикл, включающий последовательное применение трёх видов трансформации с возможностью обратного прохода.

1. 3. Определение жизни

Жизнь — замкнутый цикл трансформаций: переход из одного пространства в другое с возвратом в исходное пространство в новом состоянии.

Это определение не апеллирует к свойствам, условиям или последствиям. Оно называет структуру.

Вирус не живёт, потому что не имеет собственного замкнутого цикла — его трансформации паразитируют на чужом. Огонь не живёт, потому что у него нет возврата: цикл не замкнут. Кристалл воспроизводит структуру, но без смены пространства — переход и возврат отсутствуют.

Три вида трансформации, составляющие цикл жизни, и их конкретная реализация на каждом уровне — тема следующих глав.