С.П. КАПИЦА доктор физико-математических наук, профессор, главный редактор журнала "В мире науки"
Человечество переживает эпоху глобальной демографической революции — время, когда после взрывного роста население мира круто меняет характер своего развития и внезапно переходит к ограниченному воспроизводству. Это величайшее по значимости событие в истории человечества с момента его появления в первую очередь проявляется в динамике народонаселения. Однако оно затрагивает все стороны жизни миллиардов людей, и именно поэтому демографические процессы стали важнейшей глобальной проблемой мира и России.
Этот социальный заказ связан с критическим состоянием мирового сообщества в эпоху демографической революции, требующей нового понимания всей истории человечества. Недаром такие крупные историки, как Ф. Бродель, К. Ясперс, И. Валлерстейн, Н.И. Конрад и И.М. Дьяконов, утверждали, что есть только метаистория — история всего человечества, которая и является фундаментальной проблемой в науках об обществе. От их фундаментального понимания зависит не только настоящее, но и (после текущей критической эпохи перемен) предвидимое будущее, приоритеты и неравномерность развития, устойчивость роста и глобальная безопасность.
Количественное описание процессов истории дает феноменологическая теория роста человечества, опирающаяся на понятия и методы физики, а ее выводы должны быть сопоставлены с представлениями антропологии и истории экономики и генетики.
Политический кризис обществ носит мировой характер, и его предельной реалией, несомненно, стало ракетно-ядерное оружие и сверхвооруженность некоторых стран. Однако все бессилие силы, выраженное в концепции «сила есть, ума не надо», наглядно показали и распад Советского Союза, и вторжение в Ирак, когда именно идеология, программное обеспечение политики оказались «слабым звеном» несмотря на громадные, практически неограниченные по своей мощности вооружения.
В книге «Пределы силы. Конец американской исключительности» А. Бачевич указывает на «глубокий кризис, постигший Америку, экономика которой находится в полном разладе, и ее уже невозможно больше поддерживать путем экспорта». Он утверждает, что «...правительство, преобразованное имперским стилем президента, только по форме является демократическим. Вовлечение в бесконечные войны, подчиненное увлечению военной силой, стало катастрофой для политической системы. Эти нарастающие проблемы угрожают всем нам — и республиканцам, и демократам». Идея Клаузевица, что «война есть продолжение политики иными средствами», больше не применима в силу тотальной мощи современного оружия.
Таким образом, демографическая революция выражается не только в демографических процессах, но и в разрушении связи времен, распаде организации и водворении стихии хаоса. Это находит отражение в некоторых веяниях современного искусства, постмодернизма в философии, а также в распаде политических структур. Мы видим распространение и откат к множеству лженаучных представлений — от креационизма, астрологии и телепатии до мистических учений и магии. Так происходит распад организационной структуры мышления современной науки, основанной не столько на традиции и авторитетах, сколько на взаимозависимой экспертизе и всесторонней проверке результатов.
Столь различные, в том числе и по масштабу, явления указывают прежде всего на общие причины, появившиеся в эпоху глобального демографического перехода, когда внезапно проявилось и возрастает несоответствие общественного сознания и мотивации развитию технологического и экономического потенциала. В результате стремительных перемен при глобальной демографической революции растет социальное и экономическое неравенство — как внутри развивающихся стран, так и в развитых странах. Это сопровождается растущим неравновесием в обществе при распределении результатов труда, информации и ресурсов, что видно и в преобладании местной самоорганизации над государственной организацией, и в кризисе рынка с его коротким горизонтом видения по сравнению с более долгосрочными социальными приоритетами развития и инициативой государства в управлении обществом.
Ссылки по теме:
Численность населения Земли скоро стабилизируется
Футуролог, физик и фантаст детализировали облик грядущего
К 2050 году в мире будет свыше 9,5 млрд человек
Демографические проблемы теперь можно измерить рулеткой
Однако объяснение этого коренного изменения исторического процесса требует развития наших взглядов. Вместе с тем пришедшие из прошлого отвлеченные и во многом устаревшие концепции некоторых философов, теологов и идеологов приобретают значение, если не звучание, политических лозунгов. Возникает и неуемное желание «исправить» историю и приложить опыт прошлых веков к нашему времени. Но предельное сжатие исторического времени приводит к тому, что время виртуальной истории слилось со временем реальной политики — временем, когда процесс выработки идеологий и исторический процесс достижения экономического равновесия и социальной справедливости, ранее занимавшие века, теперь обострились и требуют нового осмысления, а не слепого служения прагматизму текущей политики. Эти представления о сжатии времени приводят к тому, что для современной молодежи Сталин и Ленин, Николай II и Наполеон, Навуходоносор и Христос — все слились в далеком прошлом в Plusquamperfect мировой хронологии.
Рассматривая численный рост, следует обратить внимание на то, что развитие общества путем информационного механизма — это процесс в основе неравновесный и необратимый. Он в корне отличается от вальрасовых моделей экономического роста, где архетипом является термодинамика равновесных систем, в которых происходит медленное, адиабатическое развитие, а механизм рынка способствует установлению детального экономического равновесия (тогда процессы обмена в принципе обратимы и понятие собственности отвечает законам сохранения). Однако эти представления в лучшем случае действуют локально и неприменимы при обосновании необратимого и неравновесного глобального процесса развития, происходящего при распространении и умножении информации. Недаром экономисты со времен раннего Карла Маркса, Макса Вебера и Йозефа Шумпетера отмечали влияние нематериальных факторов в нашем развитии, о чем недавно заявил Фрэнсис Фукуяма: «Непонимание того, что основы экономического поведения лежат в области сознания и культуры, приводит к распространенному заблуждению, согласно которому материальные причины приписывают явлениям в обществе, принадлежащим по своей природе в основном области духа».
В результате гигантского роста производительности труда, когда на производство одной автомашины среднего класса идет десять рабочих часов, в развитых странах рабочая сила перемещается в сферу услуг. Так, в 2006 г. в США 1—2% рабочей силы было занято в сельском хозяйстве и 17% — в производстве. В Германии еще в 1999 г. оборот в секторе информационных технологий стал больше, чем в автомобильной промышленности — столпе немецкой экономики. В настоящее время самый большой рост числа научных работников происходит в Китае, где развитие науки стало национальным приоритетом, и 150 тыс. китайцев учатся в США. От китайских ученых и тех, кто получил образование в США, Европе и России, можно ожидать нового прорыва в мировой науке, а опыт Японии и Южной Кореи показывает, как страны Востока могут быстро модернизироваться. Например, в Индии экспорт программного продукта в 2007 г. достиг 50 млрд долл. и стал сравнимым с затратами на закупку нефти — так в экономике интеллектуальный продукт становится самым ценным.
Более того, именно в этом секторе экономики возникает никогда ранее не существовавшее качество продукта. Оказывается, что представления о равновесии рынка и понятие об интеллектуальной собственности противоречат основным свойствам информации. Действительно, при распространении информации она не только сохраняется, но интенсивно и необратимо умножается, прежде всего в самой науке и образовании. Поэтому в рамках линейных моделей мы приходим к невозможности редукции нелинейного квадратичного роста суммой линейных процессов, рассматриваемых в экономике. Так, в современном мире возникает противоречие между временем развития системы знаний и их поддержкой и распространением в обществе, и временными масштабами механизмов и целями рыночной экономики. Это хорошо видно при сравнении времени реализации результатов фундаментальных исследований, мотивированных познанием природы, человека и общества, со временем практики инновации и развития самой экономики.
С появлением фундаментального научного знания наука развивается уже независимо, как единое глобальное явление в мировой культуре с общим проблемным, информационным, а теперь и кадровым пространством. Если в начале Нового времени, в эпоху Возрождения во времена Везалия и Гуго Гроция, Коперника и Ньютона языками науки была латынь, затем французский и немецкий, то теперь ее языком стал английский. Глобальный механизм развития науки и проект Просвещения XVIII века открыли новые возможности для создания единой, целостной картины мира. Поэтому в постиндустриальную эпоху так остро востребован и современный междисциплинарный синтез наших представлений о мире. К сожалению, кризис в науках об обществе при росте все усиливающейся специализации знаний и при отсутствии интегрирующих и синтетических концепций мешает развитию современных представлений о природе человека и особенно его общественного сознания, что стало важнейшей задачей современной науки. Значительный культурный и моральный опыт человечества обобщен в наследии и этических нормах «мировыми религиями», но их диалогу между собой и с наукой мешают труднопреодолимые различия, закрепленные в абсолютизме статичной догматики веры. (????)
В настоящее время внимание приковано к глобализации (в первую очередь к финансовым и торговым связям, охватившим человечество). Однако заметим, что развитие человечества с самого начала имело глобальный характер. Со времен палеолита человек расселялся по всему земному шару, но и тогда, хоть медленно, но верно, все связи, охватывающие мир, формировались в масштабе времени, пусть и занимавшего сотни тысяч лет. Сейчас это происходит быстрее, чем за одно поколение, как это случилось, например, с сотовой телефонией и Интернетом. Поэтому глобализация науки привела к тому, что задачей национальной научной политики становится вклад в мировую науку, отвечающий общим высоким требованиям. Но использование результатов мировой науки невозможно без понимания того, что происходит на мировой арене. Это определяется мерой интеграции национальной науки в мировую и очень существенно для России.
Фундаментальная наука и образование (и «знаковая» культура) должны поддерживаться государством и управляться обществом, для которых длительные приоритеты определяются социальным заказом, а не только рынком с его критерием быстрой эффективности. Это приводит к трудностям реализации рыночных законов в области образования, науки и инновации при управлении на основе краткосрочных монетаристских механизмов, и эти противоречия в современном мире только обостряются. Подчеркнем, что наиболее эффективно фундаментальная наука влияет на развитие через образование, и поэтому так важна интеграция ученых с университетами. В мировой науке фундаментальные открытия традиционно публикуются и сразу становятся общедоступными. В конечном итоге то же происходит с крупными явлениями культуры и искусства. Весьма поучителен пример преодоления распространения патентных прав на геном человека.
Взаимодействие науки, образования и индустрии в современном мире (стрелками обозначены потоки информации)
Другой опыт показывает, что монопольное ограничение прав на программное обеспечение, как видно из спора «Windows» и «Linux», стало тормозом в развитии, равно как и попытки распространить авторские права на такие своды знаний, как «Британская энциклопедия», от чего, как известно, со временем отказались. В США Массачусетский технологический институт представил в открытом доступе все издания трудов и методические материалы. Симптоматично и решение французского правительства сделать бесплатными для молодежи все главные музеи страны.
Результатом ограничений становится либо рост пиратства и нарушение так называемых авторских прав, либо все это ведет не только к торможению развития и увеличению экономических градиентов в мире, но и к возрастающему информационному монополизму и образовательному неравенству. Эти новые социальные градиенты могут породить и новые противоречия, и даже конфликты.
Демографический фактор, тесно связанный с культурой и тем самым с идеологией, указывает на особую напряженность на стадии прохождения демографического перехода, что становится постоянным источником опасности при возникновении войн и вооруженных конфликтов, прежде всего в развивающихся странах. Более того, само явление терроризма выражает состояние социальной напряженности, как это происходило на пике демографического перехода в Европе во второй половине XIX века и начале века XX, поскольку террор — это симптом состояния, а не причина напряженности общества.
Следует подчеркнуть, что от терроризма гибнет значительно меньше людей, чем, скажем, в результате дорожно-транспортных происшествий. В России ежегодно на дорогах гибнут 30 тыс. человек, или 85 человек ежедневно, что равно количеству людей, гибнущих при авиакатастрофе одного пассажирского самолета. Мировые потери от ДТП — это 1,5 млн человек в год, или 4000 человек ежедневно, и эти цифры почему-то предпочитают не замечать. Иными словами: не представляется ли обывателю каждый водитель потенциальным террористом?
В оборонной политике демографические ресурсы ограничивают численность армий, что требует модернизации вооруженных сил. Возрастает роль техники — и для вооруженности армии, и при использовании вооруженных сил для полицейских функций, и, наконец, для того, что принято называть психологической войной и управлением сознанием.
Именно поэтому так возрастает роль идеологии и распространения идей путем активной пропаганды, рекламы и самой культурой, в том числе и религией. Так культура становится действенным фактором в современной политике, а информация — ее инструментом. В развитых странах, завершивших демографический переход, эта тенденция уже видна в смене приоритетов в политике и практике СМИ в современных конфликтах.
Не меньшее значение приобретает информационный сектор экономики и СМИ в образовании и здравоохранении, который в развитых странах превышает индустриальный и аграрный секторы. Более того, этот «мягкий» сектор экономики служит для достижения физического и духовного равновесия в обществе, нарушенного в стрессовую эпоху демографической революции, отмеченную такими явлениями, как резкое уменьшение числа детей в развитых странах, распад семьи, другими проявлениями кризиса — такими как потеря доверия.
Перечисленные здесь следствия из представленной картины человечества призваны показать новое понимание явлений в истории и увидеть, что происходит во время демографической революции. Приведенные примеры и эпизоды, естественно, не обладают сколько-нибудь удовлетворительной полнотой анализа и представления о масштабе проблем, однако они могут побудить исследователей к расширению наших представлений при учете глубокого влияния демографической революции на нашу жизнь, учитывая, что мир находится в самом разгаре стремительных перемен. Здесь, быть может, наиболее существенно связать глобальную модель нашего развития с доминирующими в современной экономике и социологии представлениями и осознать всевозрастающее значение информационных факторов как в современной жизни, так и в истории человечества.
Каким будет наш мир после глобальной демографической революции? Оставляя в стороне маловероятную возможность мировой войны и другие, столь популярные в некоторых кругах апокалипсические сценарии, можно предположить, что наступит относительно спокойный режим развития. Он будет проходить при постоянной численности народонаселения и, возможно, приведет в результате глобальной устойчивости роста к самоорганизации структур с временным периодом порядка продолжительности поколения. Поскольку численный рост прекратится, развитие человечества будет связано с качеством жизни при некотором увеличении продолжительности жизни поколения. При этом современный уклад существенно не изменится, поскольку природа человека останется неизменной.
Между тем картина станет существенно другой при изменении его природы — самого качества человека. Картина известного нам взрывного развития человечества связывает его со спонтанным появлением одного или двух генов, определяющих сложность нашего мозга. С тех пор биологически человеческий род мало изменился, но именно это приводит к мысли о возможности коренного изменения нашего сознания. Это может произойти не вследствие случайных мутаций, а в результате развития современных методов воздействия на геном: возможности генной инженерии и нанобиологии растут на наших глазах.
Автор обращает внимание на эти факты, однако воздерживается от каких-либо прогнозов, поскольку нам в первую очередь следует пережить современный решительный поворот в развитии человечества, невольными участниками которого мы стали, захваченные в турбулентный хаос текущей истории.
Источник: "Экология и жизнь"
среда, 23 марта 2011 г.
воскресенье, 20 марта 2011 г.
Просто о Witology
Просто о Witology
Летом 2009 года командующий войсками США и НАТО в Афганистане генерал Стэнли Маккристал (Stanley McChrystal) участвовал в брифинге в Кабуле. Обсуждалась сложность американской военной стратегии. На большом экране появилась схема, иллюстрирующая структуру проблемы. Около сотни узлов представляли разные группы и интересы, процессы и ресурсы. Сотни стрелок указывали взаимосвязи. «Как только мы поймем этот слайд, мы выиграем войну!» — произнес генерал Маккристал. Аудитория разразилась хохотом.
Слайд из презентации генерала Маккристала. Нажмите для увеличения.
А ведь смеяться не было причин. Никто не надеется в одиночку возвести небоскреб или победить в войне (голливудские супермены не в счет). Почему же в сфере интеллектуальных задач мы ждем гения, единолично решающего любую мегапроблему? У этого недоразумения много причин. К нему подталкивают и популярные книжки об истории изобретений, и личный опыт переживания «эврики», и чисто мировоззренческое увязывание интеллекта с метафизической душой человека.Коллективный разум
Между тем, интеллект, как способность находить решение сложных задач, присущ и животным, и компьютерным системам, и человеческим объединениям. Конечно, многие повседневные задачи успешно решает именно индивидуальный человеческий интеллект, но немало и проблем, которые ему совершенно недоступны. Никто не охватит умом все детали устройства реактивного самолета или мегаполиса, микропроцессора или государства. Это под силу только коллективному интеллекту и, значит, в общем случае он сильнее индивидуального.
Коллективный интеллект — не художественная метафора, а реальное явление, значимо отличающееся от простого механического объединения людей.
Одни и те же сотрудники, сидя за компьютерами, совместно проектируют уникальный самолет, а на профсоюзном собрании бестолково ругаются. Откуда такая разница? Все дело в способе объединения индивидуальных интеллектов в единый «супермозг».Коллективный интеллект формируется, когда между членами группы устанавливаются определенные протоколы взаимодействия. Они позволяют ставить задачи, разбивать их на части, определять приоритеты, запрашивать и получать дополнительную информацию, учитывать и оценивать мнения, сопоставлять варианты решений и, наконец, формулировать итоговый результат.
До недавнего времени коллективные интеллекты формировались только естественным порядком — эволюционно или вокруг харизматичных лидеров.
Но продукты эволюции обычно неэффективны и труднореформируемы (такова, например, бюрократия в государствах и корпорациях), а креативные группы, завязанные на выдающуюся личность, нестабильны и немасштабируемы.Лишь в самые последние годы социальная инженерия и информационные технологии вплотную подошли к возможности целенаправленного искусственного создания мощных коллективных интеллектов, заведомо превосходящих возможности отдельных людей и даже эффективных малых групп, по крайней мере, в решении некоторых классов задач.
Предвестники
Хотя разумные компьютеры вопреки ожиданиям фантастов пока не появились, элементы искусственного интеллекта уже широко применяются в технике. Скажем, обученная нейронная сеть может распознавать образы, не имея для этого четкого алгоритма. Причем интеллектом здесь обладает только сеть в целом. Про ее отдельный элемент-нейрон нельзя сказать, какую именно задачу он решает в сети, но можно оценить его значимость для принятия конкретного решения. Получается, что интеллект нейронной сети определяются не элементами, а архитектурой взаимосвязей между ними.
Во многом это верно и в отношении людей, объединенных в сети, называемые социальными. Жизнь каждого человека протекает в сетях родственников, друзей, коллег. В них есть нормы, циркулируют идеи, выделяются лидеры, принимаются решения. Самым впечатляющим примером коллективного интеллекта на основе социальной сети служит наука с ее системой ученых степеней и взаимного признания экспертов, рецензируемых статей и перекрестных ссылок. Публикации – основной продукт деятельности ученого, а репутация среди коллег – его главное достояние. Наиболее влиятельные работы и их авторы отчетливо выделяются по многочисленным ссылкам на них. Эта система поддерживает высокий уровень компетентности экспертов в самых разных областях. Именно она обеспечила технический прогресс последних веков.
И все же научная сеть работает медленно. Подготовка и публикация статей занимает многие месяцы. Еще дольше формируются репутации. Для многих задач современного бизнеса традиционные научные и бюрократические механизмы поиска идей и выявления толковых людей слишком неповоротливы. Информационные технологии открывают путь к созданию коллективных интеллектов нового типа, более быстрых и многолюдных. Нужно только запрограммировать подходящую для этого архитектуру социальной сети. Ее поиск – важнейший технологический вызовов десятилетия.
Люди и тексты
В 1971 году Рэй Томлинсон из компании BBN отправил по компьютерной сети ARPANETпервое электронное письмо. А в 1989 году Тим Бернерс-Ли в ЦЕРНе впервые связал гиперссылками документы на разных компьютерах. Две важнейших подсистемы Интернета – электронная почта и всемирная паутина – символизируют два подхода к поиску новой платформы для коллективного интеллекта. Почта соединяет между собой людей, формируя социальную сеть, а паутина связывает документы, образуя сеть семантическую.
Очень скоро в этих сетях стали возникать «протоинтеллектуальные» явления.
По почте поползли интернет-черви и цепные письма счастья, веб-сайты испытывали распределенные атаки и так называемый слэшдот-эффект — колоссальный наплыв посетителей, неожиданно привлеченных очередной новостью. Эти явления, подобно мозговым ритмам на энцефалограмме, указывали, что сетевая среда готова стать носителем сложных коллективных явлений.«Социальная» линия развития породила списки рассылки, новостные группы, форумы, блоги. Наконец, появились сервисы социальных сетей, ставшие воплощением концепции «глобальной деревни» футуролога Маршалла Маклюэна и «теории шести рукопожатий» психолога Стэнли Милгрэма, который говорил, что между любыми двумя землянами можно найти цепочку из пяти знакомых. В конкурирующем лагере семантических сетей борьба шла за актуальность и авторитетность информации, арбитрами в которой стали поисковики, ранжирующие сайты и страницы на основе их взаимного цитирования, подобно научным статьям.
Активное сращивание социальных и семантических сетей началось на рубеже веков, когда в интернете стали возникать проекты, объединяющие для решения своих задач усилия множества незнакомых между собой людей. В 2006 году для обозначения этого подхода журнал Wired ввел термин «краудсорсинг» (от англ. crowd— толпа). Однако само явление возникло на несколько лет раньше.
От индивидуализма к сотрудничеству
В 2000 году канадская золотодобывающая компания GoldCorp вопреки обычаям отрасли выложила в открытый доступ полувековой массив данных своей геологоразведки. Выделив призовой фонд в размере 575 тыс. долл., GoldCorp предложила всем желающим «поискать золото на картах». Участники конкурса из 50 стран, используя порой весьма неожиданные идеи, определили в итоге 110 перспективных мест для поискового бурения, и 80% из них оказались продуктивными. Найденные залежи и полученные в результате конкурса знания позволили за несколько лет в 90 раз увеличить обороты компании.
Опыт GoldCorp далеко не единичен. Основанная в 2001 году компания InnoCentive стала предлагать всем желающим за вознаграждение от нескольких тысяч до миллиона долларов решать научно-технические задачи для своих клиентов – сегодня среди них десятки компаний из списка Fortune500, в том числе, например, Procter & Gamble, чей собственный отдел исследований и разработок насчитывает свыше 7 тысяч сотрудников. Однако на InnoCentive «решателей» более 160 тысяч, и нередко кто-то из них сразу знает, как подходить к новой проблеме. За время существования проекта ими было решено около 400 сложных изобретательских задач.
Зеркальный подход состоит в привлечении «толпы» не для решения, а для поиска проблем.
Записи обиженных клиентов в книге жалоб и предложений мало кто читает. Гостевая книга на сайте уже полезнее – в нее заглядывают другие посетители. Если дать им возможность оценивать оставленные предложения, компания получит инструмент для выделения важных пожеланий и повышения удовлетворенности своих клиентов. Конечно, нужно еще завлечь посетителей на сайт, научиться «склеивать» похожие предложения, бороться с накрутками, и, конечно, добиться серьезного отношения сотрудников к творчеству клиентов. Такой подход называют управлением идеями (idea management). С его помощью, всемирная сеть кофеен Starbucks собрала через свой сайт около 25 тысяч предложений, и авторы некоторых идей уже оценили эффект от их внедрения.Но все же ни InnoCentive, ни модели управления идеями нельзя считать полноценным коллективным интеллектом, поскольку здесь каждый участник действует в одиночку. Взаимодействие становится более выраженным на рынках предсказаний (prediction markets) — еще одной модели краудсорсинга, выросшей из тотализаторов и биржевой игры. Здесь пари, заключаемые на события в будущем, котируются на специальной бирже. Кто верит в прогноз, их покупает, кто разуверился – продает, а все мотивы обсуждаются на форуме. Если прогноз сбывается, организаторы расплачиваются с держателями пари по их номинальной цене. За эти деньги организатор на протяжении всех торгов видит по колебаниям биржевой цены, как меняются ожидания сообщества. И во многих случаях такой меркантильный коллективный интеллект заметно превосходит специалистов по точности прогноза.
Витологический краудсорсинг
Еще более плодотворное взаимодействие между участниками наблюдается в «Википедии», которая была основана в том же году, что и InnoCentive. На сегодня это, пожалуй, самый яркий пример краудсорсинга и крупнейшая семантическая сеть, возникшая в рамках одного проекта. Совместная правка текстов, вкупе со сложной самосовершенствующейся процедурой разрешения конфликтов позволила создать миллионы текстов, отражающих общепринятые представления о реальности. Однако слабое место «Википедии» – фактическая анонимность сотен тысяч ее создателей. Не получая за свой труд ни материального, ни, как правило, даже репутационного вознаграждения, многие находят удовлетворение в продвижении через энциклопедию своих личных взглядов. На снижение этого информационного шума уходит все большая доля ресурсов коллективного разума «Википедии».Простые неправильные решения
Кто бы мог подумать, что «люди с улицы» найдут золото или напишут энциклопедию? Неожиданная эффективность краудсорсинга повлекла за собой завышенные ожидания. Но аморфная «толпа» все же не самый надежный помощник. Starbucks завален предложениями снизить цены. Клиенты InnoCentive анализируют сотни безумных идей в поисках одной стоящей. «Войны правок» сотрясают «Википедию», а ее толковые авторы препираются с дилетантами вместо того, чтобы писать новые статьи. На «толпу» влияют мода и неформальные лидеры, часто она отдает предпочтение «простому, логичному, лежащему на поверхности неправильному решению». А ведь бывают еще и активные провокаторы, засланные конкурентами, или просто развлекающиеся, которые мешают работе и подбрасывают уводящие от цели «вирусные» идеи.
Для эффективного сложения интеллектуальных сил «толпе» необходима внутренняя структура.
В этом, строго говоря, нет ничего неожиданного — так устроена наука, да и в любой жизнеспособной организации есть дифференциация людей на основе опыта, квалификации и успешности. Однако оффлайновые регалии нельзя напрямую заимствовать для онлайна – слишком велики различия в характере деятельности. Это заставляет краудсорнсинговые проекты экспериментировать с так называемой кармой, получаемой за оценки коллег. Но из-за субъективизма оценок карма подвержена накруткам, и сам механизм часто выходит из-под контроля, переставая служить поставленным целям. Поэтому организаторам приходится регулярно менять алгоритмы расчета кармы, что снижает доверие к системе.На сегодня очевидно, что технология качественной самоорганизации «толпы», превращающая ее в мощный коллективный интеллект, не может быть простой. Она должна включать множество процессов и параметров, опираться по возможности на объективные показатели и использовать эффективную защиту от злоупотреблений. Основные принципы перспективных сложных систем коллективного интеллекта в общих чертах уже ясны, и в ближайшие год-два на рынок выйдет новое поколение продуктов этого класса. Один из них — система Witology, в которой за счет соединения целого ряда известных и новых техник создаются условия для формирования и развития коллективного интеллекта в интернет-среде.
Дыхание «большой технологии»
В основу системы Witology положена гибридная социо-семантическая сеть, объектами которой являются как члены сообщества, так и тексты – документы и идеи – с которыми они работают. Начав заниматься некоторой проблемой, участники сообщества выдвигают свои идеи, знакомятся с чужими и обсуждают их. Система отслеживает, кто чьи тексты читает, кто с кем устанавливает дружеские отношения и на основе этих данных запускает многоступенчатый процесс отбора наиболее интересных идей и толковых людей.
Для оценки текстов служит механизм, подобный рынкам предсказаний. Участники сообщества делают ставки на обсуждаемые идеи, пытаясь выделить наиболее ценные из них. В качестве «валюты» при этом используется аналог кармы, а именно, заработанная в ходе деятельности репутация участника. На бирже могут одновременно котироваться прямо противоположные идеи (более того, так обычно и бывает), а их авторы и сторонники в это время продвигают в семантической сети аргументы в пользу своей идеи, стремясь поднять котировки. Распознав достойные идеи на ранних этапах, участник поднимает свою репутацию в качестве визионера.
В системе есть и другие типы репутации, зависящие, например, от того, насколько значимые тексты читает участник сообщества, какова репутация его друзей, и насколько значимые тексты они читают и пишут. Во избежание накруток система учитывает поведение человека при работе с текстом: похож ли паттерн его действий на реальное ознакомление. Так что, просто листая значимые тексты, репутацию не заработаешь. Впрочем, это лишь частный пример того, как может функционировать система репутаций. На практике, чтобы нацелить сообщество на решение нужной задачи, фасилитатор, отвечающий за работу сообщества перед заказчиком, легко вводит новые схемы и правила. Это позволяет удерживать под контролем хаос, служащий в социальных сетях одновременно источником ярких идей и информационного шума, в котором эти идеи теряются.
Общая схема работы состоит в том, чтобы сначала стимулировать появление в системе новых людей и идей, а затем запустить процесс эволюционного отбора среди них. На выходе из этого «перемешивающего слоя» заказчик получает сразу два результата: эффективные идеи, которые смогли выжить в столкновении с конкурентами, и группу толковых людей, хорошо понимающих суть проблемы и подходы к ее решению. Причем, не обязательно, чтобы все они были признанными экспертами. Многие участники коллективного интеллекта ценны не своими специальными познаниями, а, например, коммуникативными навыками и кругом контактов, умением правильно ставить острые вопросы или способностью сжато и ярко формулировать идеи.
Под разные задачи из одного и того же большого сообщества могут выделяться разные группы людей. А закончив очередной проект, участники сохраняют заработанную репутацию и уже с ней подключаются к работе над новыми задачами. Такое сообщество, где всем людям знают цену не по формальной справке о квалификации, а по результатам участия в реальных проектах – это ли не мечта любой кадровой службы? И тут как раз показательно, что система Witology ориентирована (по крайней мере, на первых порах) не на яркие массовые интернет-проекты, а на применение в крупных корпорациях. Их огромные кадровые ресурсы часто недоиспользуются. Административная система просто неспособна обнаружить, например, человека, с четким видением определенной проблемы, работающего в периферийном подразделении. Решения руководства, особенно нового, порой не учитывают важного скрытого знания и привычек персонала, из-за чего встречают непонятное сопротивление. Именно для решения подобных проблем может применяться коллективный интеллект сотрудников, становясь одновременно дополнительным социальным лифтом для наиболее толковых людей.
Пожалуй, наиболее важный вывод, на который наводит знакомство с системой Witology, состоит в том, что для коллективного разума наступает «конец начальной поры». Раньше, когда удивительные социально-информационные эффекты только обнаруживались, пионеры отрасли прямо на коленке создавали и запускали впечатляющие проекты, вроде «Википедии» или «Твиттера». Но сейчас в сфере коллективного интеллекта уже чувствуется дыхание новой «большой технологии». Подобно программированию или автомобилестроению успех здесь скоро будет определяться грамотным соединением множества уже отработанных методов социальной инженерии с инновационными решениями, обеспечивающими четкие конкурентные преимущества.
Версия для печатиhttp://Witology.com/about
Просто о Witology
Просто о Witology
Летом 2009 года командующий войсками США и НАТО в Афганистане генерал Стэнли Маккристал (Stanley McChrystal) участвовал в брифинге в Кабуле. Обсуждалась сложность американской военной стратегии. На большом экране появилась схема, иллюстрирующая структуру проблемы. Около сотни узлов представляли разные группы и интересы, процессы и ресурсы. Сотни стрелок указывали взаимосвязи. «Как только мы поймем этот слайд, мы выиграем войну!» — произнес генерал Маккристал. Аудитория разразилась хохотом.
Слайд из презентации генерала Маккристала. Нажмите для увеличения.
А ведь смеяться не было причин. Никто не надеется в одиночку возвести небоскреб или победить в войне (голливудские супермены не в счет). Почему же в сфере интеллектуальных задач мы ждем гения, единолично решающего любую мегапроблему? У этого недоразумения много причин. К нему подталкивают и популярные книжки об истории изобретений, и личный опыт переживания «эврики», и чисто мировоззренческое увязывание интеллекта с метафизической душой человека.Коллективный разум
Между тем, интеллект, как способность находить решение сложных задач, присущ и животным, и компьютерным системам, и человеческим объединениям. Конечно, многие повседневные задачи успешно решает именно индивидуальный человеческий интеллект, но немало и проблем, которые ему совершенно недоступны. Никто не охватит умом все детали устройства реактивного самолета или мегаполиса, микропроцессора или государства. Это под силу только коллективному интеллекту и, значит, в общем случае он сильнее индивидуального.
Коллективный интеллект — не художественная метафора, а реальное явление, значимо отличающееся от простого механического объединения людей.
Одни и те же сотрудники, сидя за компьютерами, совместно проектируют уникальный самолет, а на профсоюзном собрании бестолково ругаются. Откуда такая разница? Все дело в способе объединения индивидуальных интеллектов в единый «супермозг».Коллективный интеллект формируется, когда между членами группы устанавливаются определенные протоколы взаимодействия. Они позволяют ставить задачи, разбивать их на части, определять приоритеты, запрашивать и получать дополнительную информацию, учитывать и оценивать мнения, сопоставлять варианты решений и, наконец, формулировать итоговый результат.
До недавнего времени коллективные интеллекты формировались только естественным порядком — эволюционно или вокруг харизматичных лидеров.
Но продукты эволюции обычно неэффективны и труднореформируемы (такова, например, бюрократия в государствах и корпорациях), а креативные группы, завязанные на выдающуюся личность, нестабильны и немасштабируемы.Лишь в самые последние годы социальная инженерия и информационные технологии вплотную подошли к возможности целенаправленного искусственного создания мощных коллективных интеллектов, заведомо превосходящих возможности отдельных людей и даже эффективных малых групп, по крайней мере, в решении некоторых классов задач.
Предвестники
Хотя разумные компьютеры вопреки ожиданиям фантастов пока не появились, элементы искусственного интеллекта уже широко применяются в технике. Скажем, обученная нейронная сеть может распознавать образы, не имея для этого четкого алгоритма. Причем интеллектом здесь обладает только сеть в целом. Про ее отдельный элемент-нейрон нельзя сказать, какую именно задачу он решает в сети, но можно оценить его значимость для принятия конкретного решения. Получается, что интеллект нейронной сети определяются не элементами, а архитектурой взаимосвязей между ними.
Во многом это верно и в отношении людей, объединенных в сети, называемые социальными. Жизнь каждого человека протекает в сетях родственников, друзей, коллег. В них есть нормы, циркулируют идеи, выделяются лидеры, принимаются решения. Самым впечатляющим примером коллективного интеллекта на основе социальной сети служит наука с ее системой ученых степеней и взаимного признания экспертов, рецензируемых статей и перекрестных ссылок. Публикации – основной продукт деятельности ученого, а репутация среди коллег – его главное достояние. Наиболее влиятельные работы и их авторы отчетливо выделяются по многочисленным ссылкам на них. Эта система поддерживает высокий уровень компетентности экспертов в самых разных областях. Именно она обеспечила технический прогресс последних веков.
И все же научная сеть работает медленно. Подготовка и публикация статей занимает многие месяцы. Еще дольше формируются репутации. Для многих задач современного бизнеса традиционные научные и бюрократические механизмы поиска идей и выявления толковых людей слишком неповоротливы. Информационные технологии открывают путь к созданию коллективных интеллектов нового типа, более быстрых и многолюдных. Нужно только запрограммировать подходящую для этого архитектуру социальной сети. Ее поиск – важнейший технологический вызовов десятилетия.
Люди и тексты
В 1971 году Рэй Томлинсон из компании BBN отправил по компьютерной сети ARPANETпервое электронное письмо. А в 1989 году Тим Бернерс-Ли в ЦЕРНе впервые связал гиперссылками документы на разных компьютерах. Две важнейших подсистемы Интернета – электронная почта и всемирная паутина – символизируют два подхода к поиску новой платформы для коллективного интеллекта. Почта соединяет между собой людей, формируя социальную сеть, а паутина связывает документы, образуя сеть семантическую.
Очень скоро в этих сетях стали возникать «протоинтеллектуальные» явления.
По почте поползли интернет-черви и цепные письма счастья, веб-сайты испытывали распределенные атаки и так называемый слэшдот-эффект — колоссальный наплыв посетителей, неожиданно привлеченных очередной новостью. Эти явления, подобно мозговым ритмам на энцефалограмме, указывали, что сетевая среда готова стать носителем сложных коллективных явлений.«Социальная» линия развития породила списки рассылки, новостные группы, форумы, блоги. Наконец, появились сервисы социальных сетей, ставшие воплощением концепции «глобальной деревни» футуролога Маршалла Маклюэна и «теории шести рукопожатий» психолога Стэнли Милгрэма, который говорил, что между любыми двумя землянами можно найти цепочку из пяти знакомых. В конкурирующем лагере семантических сетей борьба шла за актуальность и авторитетность информации, арбитрами в которой стали поисковики, ранжирующие сайты и страницы на основе их взаимного цитирования, подобно научным статьям.
Активное сращивание социальных и семантических сетей началось на рубеже веков, когда в интернете стали возникать проекты, объединяющие для решения своих задач усилия множества незнакомых между собой людей. В 2006 году для обозначения этого подхода журнал Wired ввел термин «краудсорсинг» (от англ. crowd— толпа). Однако само явление возникло на несколько лет раньше.
От индивидуализма к сотрудничеству
В 2000 году канадская золотодобывающая компания GoldCorp вопреки обычаям отрасли выложила в открытый доступ полувековой массив данных своей геологоразведки. Выделив призовой фонд в размере 575 тыс. долл., GoldCorp предложила всем желающим «поискать золото на картах». Участники конкурса из 50 стран, используя порой весьма неожиданные идеи, определили в итоге 110 перспективных мест для поискового бурения, и 80% из них оказались продуктивными. Найденные залежи и полученные в результате конкурса знания позволили за несколько лет в 90 раз увеличить обороты компании.
Опыт GoldCorp далеко не единичен. Основанная в 2001 году компания InnoCentive стала предлагать всем желающим за вознаграждение от нескольких тысяч до миллиона долларов решать научно-технические задачи для своих клиентов – сегодня среди них десятки компаний из списка Fortune500, в том числе, например, Procter & Gamble, чей собственный отдел исследований и разработок насчитывает свыше 7 тысяч сотрудников. Однако на InnoCentive «решателей» более 160 тысяч, и нередко кто-то из них сразу знает, как подходить к новой проблеме. За время существования проекта ими было решено около 400 сложных изобретательских задач.
Зеркальный подход состоит в привлечении «толпы» не для решения, а для поиска проблем.
Записи обиженных клиентов в книге жалоб и предложений мало кто читает. Гостевая книга на сайте уже полезнее – в нее заглядывают другие посетители. Если дать им возможность оценивать оставленные предложения, компания получит инструмент для выделения важных пожеланий и повышения удовлетворенности своих клиентов. Конечно, нужно еще завлечь посетителей на сайт, научиться «склеивать» похожие предложения, бороться с накрутками, и, конечно, добиться серьезного отношения сотрудников к творчеству клиентов. Такой подход называют управлением идеями (idea management). С его помощью, всемирная сеть кофеен Starbucks собрала через свой сайт около 25 тысяч предложений, и авторы некоторых идей уже оценили эффект от их внедрения.Но все же ни InnoCentive, ни модели управления идеями нельзя считать полноценным коллективным интеллектом, поскольку здесь каждый участник действует в одиночку. Взаимодействие становится более выраженным на рынках предсказаний (prediction markets) — еще одной модели краудсорсинга, выросшей из тотализаторов и биржевой игры. Здесь пари, заключаемые на события в будущем, котируются на специальной бирже. Кто верит в прогноз, их покупает, кто разуверился – продает, а все мотивы обсуждаются на форуме. Если прогноз сбывается, организаторы расплачиваются с держателями пари по их номинальной цене. За эти деньги организатор на протяжении всех торгов видит по колебаниям биржевой цены, как меняются ожидания сообщества. И во многих случаях такой меркантильный коллективный интеллект заметно превосходит специалистов по точности прогноза.
Витологический краудсорсинг
Еще более плодотворное взаимодействие между участниками наблюдается в «Википедии», которая была основана в том же году, что и InnoCentive. На сегодня это, пожалуй, самый яркий пример краудсорсинга и крупнейшая семантическая сеть, возникшая в рамках одного проекта. Совместная правка текстов, вкупе со сложной самосовершенствующейся процедурой разрешения конфликтов позволила создать миллионы текстов, отражающих общепринятые представления о реальности. Однако слабое место «Википедии» – фактическая анонимность сотен тысяч ее создателей. Не получая за свой труд ни материального, ни, как правило, даже репутационного вознаграждения, многие находят удовлетворение в продвижении через энциклопедию своих личных взглядов. На снижение этого информационного шума уходит все большая доля ресурсов коллективного разума «Википедии».Простые неправильные решения
Кто бы мог подумать, что «люди с улицы» найдут золото или напишут энциклопедию? Неожиданная эффективность краудсорсинга повлекла за собой завышенные ожидания. Но аморфная «толпа» все же не самый надежный помощник. Starbucks завален предложениями снизить цены. Клиенты InnoCentive анализируют сотни безумных идей в поисках одной стоящей. «Войны правок» сотрясают «Википедию», а ее толковые авторы препираются с дилетантами вместо того, чтобы писать новые статьи. На «толпу» влияют мода и неформальные лидеры, часто она отдает предпочтение «простому, логичному, лежащему на поверхности неправильному решению». А ведь бывают еще и активные провокаторы, засланные конкурентами, или просто развлекающиеся, которые мешают работе и подбрасывают уводящие от цели «вирусные» идеи.
Для эффективного сложения интеллектуальных сил «толпе» необходима внутренняя структура.
В этом, строго говоря, нет ничего неожиданного — так устроена наука, да и в любой жизнеспособной организации есть дифференциация людей на основе опыта, квалификации и успешности. Однако оффлайновые регалии нельзя напрямую заимствовать для онлайна – слишком велики различия в характере деятельности. Это заставляет краудсорнсинговые проекты экспериментировать с так называемой кармой, получаемой за оценки коллег. Но из-за субъективизма оценок карма подвержена накруткам, и сам механизм часто выходит из-под контроля, переставая служить поставленным целям. Поэтому организаторам приходится регулярно менять алгоритмы расчета кармы, что снижает доверие к системе.На сегодня очевидно, что технология качественной самоорганизации «толпы», превращающая ее в мощный коллективный интеллект, не может быть простой. Она должна включать множество процессов и параметров, опираться по возможности на объективные показатели и использовать эффективную защиту от злоупотреблений. Основные принципы перспективных сложных систем коллективного интеллекта в общих чертах уже ясны, и в ближайшие год-два на рынок выйдет новое поколение продуктов этого класса. Один из них — система Witology, в которой за счет соединения целого ряда известных и новых техник создаются условия для формирования и развития коллективного интеллекта в интернет-среде.
Дыхание «большой технологии»
В основу системы Witology положена гибридная социо-семантическая сеть, объектами которой являются как члены сообщества, так и тексты – документы и идеи – с которыми они работают. Начав заниматься некоторой проблемой, участники сообщества выдвигают свои идеи, знакомятся с чужими и обсуждают их. Система отслеживает, кто чьи тексты читает, кто с кем устанавливает дружеские отношения и на основе этих данных запускает многоступенчатый процесс отбора наиболее интересных идей и толковых людей.
Для оценки текстов служит механизм, подобный рынкам предсказаний. Участники сообщества делают ставки на обсуждаемые идеи, пытаясь выделить наиболее ценные из них. В качестве «валюты» при этом используется аналог кармы, а именно, заработанная в ходе деятельности репутация участника. На бирже могут одновременно котироваться прямо противоположные идеи (более того, так обычно и бывает), а их авторы и сторонники в это время продвигают в семантической сети аргументы в пользу своей идеи, стремясь поднять котировки. Распознав достойные идеи на ранних этапах, участник поднимает свою репутацию в качестве визионера.
В системе есть и другие типы репутации, зависящие, например, от того, насколько значимые тексты читает участник сообщества, какова репутация его друзей, и насколько значимые тексты они читают и пишут. Во избежание накруток система учитывает поведение человека при работе с текстом: похож ли паттерн его действий на реальное ознакомление. Так что, просто листая значимые тексты, репутацию не заработаешь. Впрочем, это лишь частный пример того, как может функционировать система репутаций. На практике, чтобы нацелить сообщество на решение нужной задачи, фасилитатор, отвечающий за работу сообщества перед заказчиком, легко вводит новые схемы и правила. Это позволяет удерживать под контролем хаос, служащий в социальных сетях одновременно источником ярких идей и информационного шума, в котором эти идеи теряются.
Общая схема работы состоит в том, чтобы сначала стимулировать появление в системе новых людей и идей, а затем запустить процесс эволюционного отбора среди них. На выходе из этого «перемешивающего слоя» заказчик получает сразу два результата: эффективные идеи, которые смогли выжить в столкновении с конкурентами, и группу толковых людей, хорошо понимающих суть проблемы и подходы к ее решению. Причем, не обязательно, чтобы все они были признанными экспертами. Многие участники коллективного интеллекта ценны не своими специальными познаниями, а, например, коммуникативными навыками и кругом контактов, умением правильно ставить острые вопросы или способностью сжато и ярко формулировать идеи.
Под разные задачи из одного и того же большого сообщества могут выделяться разные группы людей. А закончив очередной проект, участники сохраняют заработанную репутацию и уже с ней подключаются к работе над новыми задачами. Такое сообщество, где всем людям знают цену не по формальной справке о квалификации, а по результатам участия в реальных проектах – это ли не мечта любой кадровой службы? И тут как раз показательно, что система Witology ориентирована (по крайней мере, на первых порах) не на яркие массовые интернет-проекты, а на применение в крупных корпорациях. Их огромные кадровые ресурсы часто недоиспользуются. Административная система просто неспособна обнаружить, например, человека, с четким видением определенной проблемы, работающего в периферийном подразделении. Решения руководства, особенно нового, порой не учитывают важного скрытого знания и привычек персонала, из-за чего встречают непонятное сопротивление. Именно для решения подобных проблем может применяться коллективный интеллект сотрудников, становясь одновременно дополнительным социальным лифтом для наиболее толковых людей.
Пожалуй, наиболее важный вывод, на который наводит знакомство с системой Witology, состоит в том, что для коллективного разума наступает «конец начальной поры». Раньше, когда удивительные социально-информационные эффекты только обнаруживались, пионеры отрасли прямо на коленке создавали и запускали впечатляющие проекты, вроде «Википедии» или «Твиттера». Но сейчас в сфере коллективного интеллекта уже чувствуется дыхание новой «большой технологии». Подобно программированию или автомобилестроению успех здесь скоро будет определяться грамотным соединением множества уже отработанных методов социальной инженерии с инновационными решениями, обеспечивающими четкие конкурентные преимущества.
пятница, 18 марта 2011 г.
КАК ВОЗНИКЛО САМОЕ ПОПУЛЯРНОЕ В МИРЕ СЛОВО?
Мэлор СТУРУА
На главную страницу
Темы дня:
• Немецкий ученый нашел золото майя
• Найден простой способ избежать ухудшения памяти
• Одно из главных возражений против дарвиновской теории эволюции, похоже, снято
• Лунная орбита: будет ли остановка?
• Ученые готовятся опровергнуть все, что человечество знает о Вселенной
• Предложено объяснение небывало жаркого российского лета 2010 года
• Генетики получили новые данные о родине человечества
Приближается день рождения слова ОК. Это самое употребляемое восклицание в американском английском - и самое распространенное в мире иностранное выражение.
ОК возникло как хохма. Оно впервые появилось 23 марта 1839 года на страницах газеты "Бостон морнинг пост". Это было время, когда американцы увлекались аббревиатурами и сокращали все и вся. Смыслом шутки была насмешка над неграмотностью любителей сокращений. Слова "all correct" превратились в ОК, потому что люди часто писали "oll korrect".
На мировую орбиту ОК вывел президент США Эндрю Джексон - стараниями своих недоброжелателей. Великий генерал был слаб в грамматике. И поэтому, как утверждали его враги, на документах, которые он одобрял, ставил ОК - от все тех же безграмотных "oll korrect". Но это легенда. Впрочем, она навечно впорхнула в жизнь Америки, как и всего мира. Шутку подхватил телеграф. Телеграфисты стали употреблять ОК как сокращенное от "all clear" ("все ясно"). Первым словом, произнесенным астронавтом Нилом Армстронгом на Луне, было ОК. "Парни, готовы? ОК, поехали!" - воскликнул молодой бизнесмен и преподаватель воскресной школы Тодд Бимер, пассажир самолета, захваченного в трагический день - 11 сентября 2001 года. Вместе с тремя другими смельчаками он вступил в схватку с террористами - благодаря их героизму Боинг-747, взявший курс на Белый дом, не достиг цели, он рухнул неподалеку от Питтсбурга.
Технология дала новый толчок популярности словечка. В программах компьютеров "Apple" родилась клавиша "ОК". ОК говорят люди во всем мире - от таксистов до профессоров словесности. И вот недавно ОК удостоилось чести, которой до него не заслужило ни одно слово в английском лексиконе и, возможно, в мировом. Вышла целая книга, посвященная исключительно ему! Называется она так: "ОК. Невероятная история величайшего слова Америки". Автор - Аллан Меткалф, профессор английского языка и исполнительный секретарь Американского общества диалектов.
Если верить книге, само божественное слово, произнесенное в начале, было ОК. Это, конечно, шутка, принадлежащая мне, но в принципе автор не так уж далек от обожествления ОК. По крайней мере, он считает его "самым великим изобретением Америки".
Конечно, это не самое великое изобретение Америки, но несомненно самое заразное слово на земле, побивающее даже русский мат. В чем же тайна его привлекательности? Все дело в эстетических контрастах, утверждает автор. С одной стороны - идеальный овал О, с другой - конструкция линий-колышков К. Женское и мужское начала. Всего две буквы, но в них зашифрован весь английский алфавит от A до Z. Дело не только в написании, но и звучании. Эти буквы легко и естественно произносятся вместе на любом языке. Именно поэтому ОК стало достоянием всего человечества.
В XX веке ОК стало для иностранцев символом американской простоты, прагматизма и оптимизма, пишет Меткалф. Для современных американцев ОК - "философия из двух слов, отражающая терпимость и восхищение разностью". Наконец, кроме письменного и звукового ОК есть еще и визуальное. Это когда человек делает О, соединяя в круг большой и указательный пальцы и растопыривая остальные - как бы давая понять, что у него все отлично. Пользуются этим жестом чаще всего политики, спортсмены, люди шоу-бизнеса, которым больше и чаще всего приходится доказывать, что у них дела в порядке - то есть ОК.
Оцените этот текст
1
2
3
4
5
Мэлор СТУРУА
На главную страницу
Темы дня:
• Немецкий ученый нашел золото майя
• Найден простой способ избежать ухудшения памяти
• Одно из главных возражений против дарвиновской теории эволюции, похоже, снято
• Лунная орбита: будет ли остановка?
• Ученые готовятся опровергнуть все, что человечество знает о Вселенной
• Предложено объяснение небывало жаркого российского лета 2010 года
• Генетики получили новые данные о родине человечества
Приближается день рождения слова ОК. Это самое употребляемое восклицание в американском английском - и самое распространенное в мире иностранное выражение.
ОК возникло как хохма. Оно впервые появилось 23 марта 1839 года на страницах газеты "Бостон морнинг пост". Это было время, когда американцы увлекались аббревиатурами и сокращали все и вся. Смыслом шутки была насмешка над неграмотностью любителей сокращений. Слова "all correct" превратились в ОК, потому что люди часто писали "oll korrect".
На мировую орбиту ОК вывел президент США Эндрю Джексон - стараниями своих недоброжелателей. Великий генерал был слаб в грамматике. И поэтому, как утверждали его враги, на документах, которые он одобрял, ставил ОК - от все тех же безграмотных "oll korrect". Но это легенда. Впрочем, она навечно впорхнула в жизнь Америки, как и всего мира. Шутку подхватил телеграф. Телеграфисты стали употреблять ОК как сокращенное от "all clear" ("все ясно"). Первым словом, произнесенным астронавтом Нилом Армстронгом на Луне, было ОК. "Парни, готовы? ОК, поехали!" - воскликнул молодой бизнесмен и преподаватель воскресной школы Тодд Бимер, пассажир самолета, захваченного в трагический день - 11 сентября 2001 года. Вместе с тремя другими смельчаками он вступил в схватку с террористами - благодаря их героизму Боинг-747, взявший курс на Белый дом, не достиг цели, он рухнул неподалеку от Питтсбурга.
Технология дала новый толчок популярности словечка. В программах компьютеров "Apple" родилась клавиша "ОК". ОК говорят люди во всем мире - от таксистов до профессоров словесности. И вот недавно ОК удостоилось чести, которой до него не заслужило ни одно слово в английском лексиконе и, возможно, в мировом. Вышла целая книга, посвященная исключительно ему! Называется она так: "ОК. Невероятная история величайшего слова Америки". Автор - Аллан Меткалф, профессор английского языка и исполнительный секретарь Американского общества диалектов.
Если верить книге, само божественное слово, произнесенное в начале, было ОК. Это, конечно, шутка, принадлежащая мне, но в принципе автор не так уж далек от обожествления ОК. По крайней мере, он считает его "самым великим изобретением Америки".
Конечно, это не самое великое изобретение Америки, но несомненно самое заразное слово на земле, побивающее даже русский мат. В чем же тайна его привлекательности? Все дело в эстетических контрастах, утверждает автор. С одной стороны - идеальный овал О, с другой - конструкция линий-колышков К. Женское и мужское начала. Всего две буквы, но в них зашифрован весь английский алфавит от A до Z. Дело не только в написании, но и звучании. Эти буквы легко и естественно произносятся вместе на любом языке. Именно поэтому ОК стало достоянием всего человечества.
В XX веке ОК стало для иностранцев символом американской простоты, прагматизма и оптимизма, пишет Меткалф. Для современных американцев ОК - "философия из двух слов, отражающая терпимость и восхищение разностью". Наконец, кроме письменного и звукового ОК есть еще и визуальное. Это когда человек делает О, соединяя в круг большой и указательный пальцы и растопыривая остальные - как бы давая понять, что у него все отлично. Пользуются этим жестом чаще всего политики, спортсмены, люди шоу-бизнеса, которым больше и чаще всего приходится доказывать, что у них дела в порядке - то есть ОК.
Оцените этот текст
1
2
3
4
5
Life’s Irreducible Structure
Michael Polanyi *
Live mechanisms and information in DNA are boundary conditions with a sequence of boundaries above them
Content
Introduction
Living Mechanisms Are Classed with Machines
DNA Information Generates Mechanisms
DNA Acts as a Blueprint
Some Accessory Problems Arise Here
We Can Now Recognize Additional Irreducible Principles
Biological Hierarchies Consist of a Series of Boundary Conditions
Understanding a Hierarchy Needs “from-at” Conceptions
The Sequence of Boundaries Bears on Our Scientific Outlook
Summary
References and Notes
Science, New Series, 160 (3834)
June 21, 1968, 1308-1312.
Introduction
If all men were exterminated, this would not affect the laws of inanimate nature. But the production of machines would stop, and not until men arose again could machines be formed once more. Some animals can produce tools, but only men can construct machines; machines are human artifacts, made of inanimate material.
The Oxford Dictionary describes a machine as “an apparatus for applying mechanical power, consisting of a number of interrelated parts, each having a definite function.” It might be, for example, a machine for sewing or printing. Let us assume that the power driving the machine is built in, and disregard the fact that it has to be renewed from time to time. We can say, then, that the manufacture of a machine consists in cutting suitably shaped parts and fitting them together so that their joint mechanical action should serve a possible human purpose.
The structure of machines and the working of their structure are thus shaped by man, even while their material and the forces that operate them obey the laws of inanimate nature. In constructing a machine and supplying it with power, we harness the laws of nature at work in its material and in its driving force and make them serve our purpose.
This harness is not unbreakable; the structure of the machine, and thus its working, can break down. But this will not affect the forces of inanimate nature on which the operation of the machine relied; it merely releases them from the restriction the machine imposed on them before it broke down.
So the machine as a whole works under the control of two distinct principles. The higher one is the principle of the machine’s design, and this harnesses the lower one, which consists in the physical-chemical processes on which the machine relies. We commonly form such a two-leveled structure in conducting an experiment; but there is a difference between constructing a machine and rigging up an experiment. The experimenter imposes restrictions on nature in order to observe its behavior under these restrictions, while the constructor of a machine restricts nature in order to harness its workings. But we may borrow a term from physics and describe both these useful restrictions of nature as the imposing of boundary conditions on the laws of physics and chemistry.
Let me enlarge on this. I have exemplified two types of boundaries. In the machine our principal interest lay in the effects of the boundary conditions, while in an experimental setting we are interested in the natural processes controlled by the boundaries. There are many common examples of both types of boundaries. When a saucepan bounds a soup that we are cooking, we are interested in the soup; and, likewise, when we observe a reaction in a test tube, we are studying the reaction, not the test tube. The reverse is true for a game of chess. The strategy of the player imposes boundaries on the several moves, which follow the laws of chess, but our interest lies in the boundaries - that is, in the strategy, not in the several moves as exemplifications of the laws. And similarly, when a sculptor shapes a stone or a painter composes a painting, our interest lies in the boundaries imposed on a material, and not in the material itself.
We can distinguish these two types of boundaries by saying that the first represents a test-tube type of boundary whereas the second is of the machine type. By shifting our attention, we may sometimes change a boundary from one type to another.
All communications form a machine type of boundary, and these boundaries form a whole hierarchy of consecutive levels of action. A vocabulary sets boundary conditions on the utterance of the spoken voice; a grammar harnesses words to form sentences, and the sentences are shaped into a text which conveys a communication. At all these stages we are interested in the boundaries imposed by a comprehensive restrictive power, rather than in the principles harnessed by them.
Living Mechanisms Are Classed with Machines
From machines we pass to living beings, by remembering that animals move about mechanically and that they have internal organs which perform functions as parts of a machine do - functions which sustain the life of the organism, much as the proper functioning of parts of a machine keeps the machine going. For centuries past, the workings of life have been likened to the working of machines and physiology has been seeking to interpret the organism as a complex network of mechanisms. Organs are, accordingly, defined by their life-preserving functions.
Any coherent part of the organism is indeed puzzling to physiology - and also meaningless to pathology - until the way it benefits the organism is discovered. And I may add that any description of such a system in terms of its physical-chemical topography is meaningless, except for the fact that the description covertly may recall the system’s physiological interpretation - much as the topography of a machine is meaningless until we guess how the device works, and for what purpose.
In this light the organism is shown to be, like a machine, a system which works according to two different principles: its structure serves as a boundary condition harnessing the physical-chemical processes by which its organs perform their functions. Thus, this system may be called a system under dual control. Morphogenesis, the process by which the structure of living beings develops, can then be likened to the shaping of a machine which will act as a boundary for the laws of inanimate nature. For just as these laws serve the machine, so they serve also the developed organism.
* The author is a former Fellow of Merton College, Oxford, and Emeritus Professor of social studies at the University of Manchester, where he had previously held the Chair of Physical Chemistry. His present address is 22 Upland Park Road, Oxford, England. This article is an expanded version of a paper presented 20 December 1967 at the New York meeting of the AAAS. The first half of the article was anticipated in a paper published in the August 1967 issue of Chemical and Engineering News.
1308
A boundary condition is always extraneous to the process which it delimits. In Galileo’s experiments on balls rolling down a slope, the angle of the slope was not derived from the laws of mechanics, but was chosen by Galileo. And as this choice of slopes was extraneous to the laws of mechanics, so is the shape and manufacture of test tubes extraneous to the laws of chemistry.
The same thing holds for machine-like boundaries; their structure cannot be defined in terms of the laws which they harness. Nor can a vocabulary determine the content of a text, and so on. Therefore, if the structure of living things is a set of boundary conditions, this structure is extraneous to the laws of physics and chemistry which the organism is harnessing. Thus the morphology of living things transcends the laws of physics and chemistry.
DNA Information Generates Mechanisms
But the analogy between machine components and live functioning organs is weakened by the fact that the organs are not shaped artificially as the parts of a machine are. It is an advantage, therefore, to find that the morphogenetic process is explained in principle by the transmission of information stored in DNA, interpreted in this sense by Watson and Crick.
A DNA molecule is said to represent a code - that is, a linear sequence of items, the arrangement of which is the information conveyed by the code. In the case of DNA, each item of the series consists of one out of four alternative organic bases [1]. Such a code will convey the maximum amount of information if the four organic bases have equal probability of forming any particular item of the series. Any difference in the binding of the four alternative bases, whether at the same point of the series or between two points of the series, will cause the information conveyed by the series to fall below the ideal maximum. The information content of DNA is in fact known to be reduced to some extent by redundancy, but I accept here the assumption of Watson and Crick that this redundancy does not prevent DNA from effectively functioning as a code. I accordingly disregard, for the sake of brevity, the redundancy in the DNA code and talk of it as if it were functioning optimally, with all of its alternative basic bindings having the same probability of occurrence.
Let us be clear what would happen in the opposite case. Suppose that the actual structure of a DNA molecule were due to the fact that the bindings of its bases were much stronger than the bindings would be for any other distribution of bases, then such a DNA molecule would have no information content. Its codelike character would be effaced by an overwhelming redundancy.
We may note that such is actually the case for an ordinary chemical molecule. Since its orderly structure is due to a maximum of stability, corresponding to a minimum of potential energy, its orderliness lacks the capacity to function as a code. The pattern of atoms forming a crystal is another instance of complex order without appreciable information content.
There is a kind of stability which often opposes the stabilizing force of a potential energy. When a liquid evaporates, this can be understood as the increase of entropy accompanying the dispersion of its particles. One takes this dispersive tendency into account by adding its powers to those of potential energy, but the correction is negligible for cases of deep drops in potential energy or for low temperatures, or for both. We can disregard it, to simplify matters, and say that chemical structures established by the stabilizing powers of chemical bonding have no appreciable information content.
In the light of the current theory of evolution, the codelike structure of DNA must be assumed to have come about by a sequence of chance variations established by natural selection. But this evolutionary aspect is irrelevant here; whatever may be the origin of a DNA configuration, it can function as a code only if its order is not due to the forces of potential energy. It must be as physically indeterminate as the sequence of words is on a printed page. As the arrangement of a printed page is extraneous to the chemistry of the printed page, so is the base sequence in a DNA molecule extraneous to the chemical forces at work in the DNA molecule. It is this physical indeterminacy of the sequence that produces the improbability of occurrence of any particular sequence and thereby enables it to have a meaning - a meaning that has a mathematically determinate information content equal to the numerical improbability of the arrangement.
DNA Acts as a Blueprint
But there remains a fundamental point to be considered. A printed page may be a mere jumble of words, and it has then no information content. So the improbability count gives the possible, rather than the actual, information content of a page. And this applies also to the information content attributed to a DNA molecule; the sequence of the bases is deemed meaningful only because we assume with Watson and Crick that this arrangement generates the structure of the offspring by endowing it with its own information content.
This brings us at last to the point that I aimed at when I undertook to analyze the information content of DNA: Can the control of morphogenesis by DNA be likened to the designing and shaping of a machine by the engineer? We have seen that physiology interprets the organism as a complex network of mechanisms, and that an organism is - like a machine - a system under dual control. Its structure is that of a boundary condition harnessing the physical-chemical substances within the organism in the service of physiological functions. Thus, in generating an organism, DNA initiates and controls the growth of a mechanism that will work as a boundary condition within a system under dual control.
And I may add that DNA itself, is such a system, since every system conveying information is under dual control, for every such system restricts and orders, in the service of conveying its information, extensive resources of particulars that would otherwise be left at random, and thereby acts as a boundary condition. In the case of DNA this boundary condition is a blueprint of the growing organism [2].
We can conclude that in each embryonic cell there is present the duplicate of a DNA molecule having a linear arrangement of its bases - an arrangement which, being independent of the chemical forces within the DNA molecules, conveys a rich amount of meaningful information. And we see that when this information is shaping the growing embryo, it produces in it boundary conditions which, themselves being independent of the physical chemical forces in which they are rooted, control the mechanism of life in the developed organism.
To elucidate this transmission is a major task of biologists today, to which 1 shall return.
1309
Some Accessory Problems Arise Here
We have seen boundary conditions introducing principles not capable of formulation in terms of physics or chemistry into inanimate artifacts and living things; we have seen them as necessary to an information content in a printed page or in DNA, and as introducing mechanical principles into machines as well as into the mechanisms of life.
Let me add now that boundary conditions of inanimate systems established by the history of the universe are found in the domains of geology, geography, and astronomy, but that these do not form systems of dual control. They resemble in this respect the test-tube type of boundaries of which I spoke above. Hence the existence of dual control in machines and living mechanisms represents a discontinuity between machines and living things on the one hand and inanimate nature on the other hand, so that both machines and living mechanisms are irreducible to the laws of physics and chemistry.
Irreducibility must not be identified with the mere fact that the joining of parts may produce features which are not observed in the separate parts. The sun is a sphere, and its parts are not spheres, nor does the law of gravitation speak of spheres; but mutual gravitational interaction causes the parts of the sun to form a sphere. Such cases of holism are common in physics and chemistry. They are often said to represent a transition to living things, but this is not the case, for they are reducible to the laws of inanimate matter, while living things are not.
But there does exist a rather different continuity between life and inanimate nature. For the beginnings of life do not sharply differ from their purely physical-chemical antecedents. One can reconcile this continuity with the irreducibility of living things by recalling the analogous case of inanimate artifacts. Take the irreducibility of machines; no animal can produce a machine, but some animals can make primitive tools, and their use of these tools may be hardly distinguishable from the mere use of the animal’s limbs. Or take a set of sounds conveying information; the set of sounds can be so obscured by noise that its presence is no longer clearly identifiable. We can say, then, that the control exercised by the boundary conditions of a system can be reduced gradually to a vanishing point. The fact that the effect of a higher principle over a system under dual control can have any value down to zero may allow us also to conceive of the continuous emergence of irreducible principles within the origin of life.
We Can Now Recognize Additional Irreducible Principles
The irreducibility of machines and printed communications teaches us, also, that the control of a system by irreducible boundary conditions does not interfere with the laws of physics and chemistry. A system under dual control relies, in fact, for the operations of its higher principle, on the working of principles of a lower level, such as the laws of physics and chemistry. Irreducible higher principles are additional to the laws of physics and chemistry. The principles of mechanical engineering and of communication of information, and the equivalent biological principles, are all additional to the laws of physics and chemistry.
But to assign the rise of such additional controlling principles to a selective process of evolution leaves serious difficulties. The production of boundary conditions in the growing fetus by transmitting to it the information contained in DNA presents a problem. Growth of a blueprint into the complex machinery that it describes seems to require a system of causes not specifiable in terms of physics and chemistry, such causes being additional both to the boundary conditions of DNA and to the morphological structure brought about by DNA.
This missing principle which builds a bodily structure on the lines of an instruction given by DNA may be exemplified by the far-reaching regenerative powers of the embryonic sea urchin, discovered by Driesch, and by Paul Weiss’s discovery that completely dispersed embryonic cells will grow, when lumped together, into a fragment of the organ from which they were isolated [3]. We see an integrative power at work here, characterized by Spemann. and by Paul Weiss as a “field” [4], which guides the growth of embryonic fragments to form the morphological features to which they embryologically belong. These guides of morphogenesis are given a formal expression in Waddington’s “epigenetic landscapes” [5]. They say graphically that the growth of the embryo is controlled by the gradient of potential shapes, much as the motion of a heavy body is controlled by the gradient of potential energy.
Remember how Driesch and his supporters fought for recognition that life transcends physics and chemistry, by arguing that the powers of regeneration in the sea urchin embryo were not explicable by a machinelike structure, and how the controversy has continued, along similar lines, between those who insisted that regulative (“equipotential” or “organismic”) integration was irreducible to any machinelike mechanism and was therefore irreducible also to the laws of inanimate nature. Now if, as I claim, machines and mechanical processes in living beings are themselves irreducible to physics and chemistry, the situation is changed. If mechanistic and organismic explanations are both equally irreducible to physics and chemistry, the recognition of organismic processes no longer bears the burden of standing alone as evidence for the irreducibility of living things. Once the “field”-like powers guiding regeneration and morphogenesis can be recognized without involving this major issue, I think the evidence for them will be found to be convincing.
There is evidence of irreducible principles, additional to those of morphological mechanisms, in the sentience that we ourselves experience and that we observe indirectly in higher animals. Most biologists set aside these matters as unprofitable considerations. But again, once it is recognized, on other grounds, that life transcends physics and chemistry, there is no reason for suspending recognition of the obvious fact that consciousness is a principle that fundamentally transcends not only physics and chemistry but also the mechanistic principles of living beings.
Biological Hierarchies Consist of a Series of Boundary Conditions
The theory of boundary conditions recognizes the higher levels of life as forming a hierarchy, each level of which relies for its workings on the principles of the levels below it, even while it itself is irreducible to these lower principles. I shall illustrate the structure of such a hierarchy by showing the way five levels make up a spoken literary composition.
The lowest level is the production of a voice; the second, the utterance of words; the third, the joining of words to make sentences; the fourth, the working of sentences into a style; the fifth,
1310
and highest, the composition of the text.
The principles of each level operate under the control of the next-higher level. The voice you produce is shaped into words by a vocabulary; a given vocabulary is shaped into sentences in accordance with a grammar; and the sentences are fitted into a style, which in turn is made to convey the ideas of the composition. Thus each level is subject to dual control: (i) control in accordance with the laws that apply to its elements in themselves, and (ii) control in accordance with the laws of the powers that control the comprehensive entity formed by these elements.
Such multiple control is made possible by the fact that the principles governing the isolated particulars of a lower level leave indeterminate conditions to be controlled by a higher principle. Voice production leaves largely open the combination of sounds into words, which is controlled by a vocabulary. Next, a vocabulary leaves largely open the combination of words to form sentences, which is controlled by grammar, and so on. Consequently, the operations of a higher level cannot be accounted for by the laws governing its particulars on the next-lower level. You cannot derive a vocabulary from phonetics; you cannot derive grammar from a vocabulary; a correct use of grammar does not account for good style; and a good style does not supply the content of a piece of prose.
Living beings comprise a whole sequence of levels forming such a hierarchy. Processes at the lowest level are caused by the forces of inanimate nature, and the higher levels control, throughout, the boundary conditions left open by the laws of inanimate nature. The lowest functions of life are those called vegetative. These vegetative functions, sustaining life at its lowest level, leave open - both in plants and in animals - the higher functions of growth and in animals also leave open the operations of muscular actions. Next, in turn, the principles governing muscular actions in animals leave open the integration of such actions to innate patterns of behavior; and, again, such patterns are open in their turn to be shaped by intelligence, while intelligence itself can be made to serve in man the still higher principles of a responsible choice.
Each level relies for its operations on all the levels below it. Each reduces the scope of the one immediately below it by imposing on it a boundary that harnesses it to the service of the next-higher level, and this control is transmitted stage by stage, down to the basic inanimate level.
The principles additional to the domain of inanimate nature are the product of an evolution the most primitive stages of which show only vegetative functions. This evolutionary progression is usually described as an increasing complexity and increasing capacity for keeping the state of the body independent of its surroundings. But if we accept, as I do, the view that living beings form a hierarchy in which each higher level represents a distinctive principle that harnesses the level below it (while being itself irreducible to its lower principles), then the evolutionary sequence gains a new and deeper significance. We can recognize then a strictly defined progression, rising from the inanimate level to ever higher additional principles of life.
This is not to say that the higher levels of life are altogether absent in earlier stages of evolution. They may be present in traces long before they become prominent. Evolution may be seen, then, as a progressive intensification of the higher principles of life. This is what we witness in the development of the embryo and of the growing child - processes akin to evolution.
But this hierarchy of principles raises once more a serious difficulty. It seems impossible to imagine that the sequence of higher principles, transcending further at each stage the laws of inanimate nature, is incipiently present in DNA and ready to be transmitted by it to the offspring. The conception of a blueprint fails to account for the transmission of faculties, like consciousness, which no mechanical device can possess. It is as if the faculty of vision were to be made intelligible to a person born blind by a chapter of sense physiology. It appears, then, that DNA evokes the ontogenesis of higher levels, rather than determining these levels. And it would follow that the emergence of the kind of hierarchy I have defined here can be only evoked, and not determined, by atomic or molecular accidents. However, this question cannot be argued here.
Understanding a Hierarchy Needs “from-at” Conceptions
I said above that the transcendence of atomism by mechanism is reflected in the fact that the presence of a mechanism is not revealed by its physical-chemical topography. We can say the same thing of all higher levels: their description in terms of any lower level does not tell us of their presence. We can generally descend to the components of a lower level by analyzing a higher level, but the opposite process involves an integration of the principles of the lower level, and this integration may be beyond our powers.
In practice this difficulty may be avoided. To take a common example, suppose that we have repeated a particular word, closely attending to the sound we are making, until these sounds have lost their meaning for us; we can recover this meaning promptly by evoking the context in which the word is commonly used. Consecutive acts of analyzing and integrating are in fact generally used for deepening our understanding of complex entities comprising two or more levels.
Yet the strictly logical difference between two consecutive levels remains. You can look at a text in a language you do not understand and see the letters that form it without being aware of their meaning, but you cannot read a text without seeing the letters that convey its meaning. This shows us two different and mutually exclusive ways of being aware of the text. When we look at words without understanding them we are focusing our attention on them, whereas, when we read the words, our attention is directed to their meaning as part of a language. We are aware then of the words only subsidiarily, as we attend to their meaning. So in the first case we are looking at the words, while in the second we are looking from them at their meaning: the reader of a text has a from-at knowledge of the words’ meaning, while he has only a from awareness of the words he is reading. Should he be able to shift his attention fully toward the words, these would lose their linguistic meaning for him.
Thus a boundary condition which harnesses the principles of a lower level in the service of a new, higher level establishes a semantic relation between the two levels. The higher comprehends the workings of the lower and thus forms the meaning of the lower. And as we ascend a hierarchy of boundaries, we reach to ever higher levels of meaning. Our understanding of the whole hierarchic edifice keeps deepening as we move upward from stage to stage.
1311
The Sequence of Boundaries Bears on Our Scientific Outlook
The recognition of a whole sequence of irreducible principles transforms the logical steps for understanding the universe of living beings. The idea, which comes to us from Galileo and Gassendi, that all manner of things must ultimately be understood in terms of matter in motion is refuted. The spectacle of physical matter forming the basic tangible ground of the universe is found to be almost empty of meaning. The universal topography of atomic particles (with their velocities and forces) which, according to Laplace, offers us a universal knowledge of all things is seen to contain hardly any knowledge that is of interest. The claims made, following the discovery of DNA, to the effect that all study of life could be reduced eventually to molecular biology, have shown once more that the Laplacean idea of universal knowledge is still the theoretical ideal of the natural sciences; current opposition to these declarations has often seemed to confirm this ideal, by defending the study of the whole organism as being only a temporary approach. But now the analysis of the hierarchy of living things shows that to reduce this hierarchy to ultimate particulars is to wipe out our very sight of it. Such analysis proves this ideal to be both false and destructive.
Each separate level of existence is of course interesting in itself and can be studied in itself. Phenomenology has taught this, by showing how to save higher, less tangible levels of experience by not trying to interpret them in terms of the more tangible things in which their existence is rooted. This method was intended to prevent the reduction of man’s mental existence to mechanical structures. The results of the method were abundant and are still flowing, but phenomenology left the ideal of exact science untouched and thus failed to secure the exclusion of its claims. Thus, phenomenological studies remained suspended over an abyss of reductionism. Moreover, the relation of the higher principles to the workings of the lowest levels in which they are rooted was lost from sight altogether.
I have mentioned how a hierarchy controlled by a series of boundary principles should be studied. When examining any higher level, we must remain subsidiarily aware of its grounds in lower levels and, turning our attention to the latter, we must continue to see them as bearing on the levels above them. Such alternation of detailing and integrating admittedly leaves open many dangers. Detailing may lead to pedantic excesses, while too-broad integrations may present us with a meandering impressionism. But the principle of stratified relations does offer at least a rational framework for an inquiry into living things and the products of human thought.
I have said that the analytic descent from higher levels to their subsidiaries is usually feasible to some degree, while the integration of items of a lower level so as to predict their possible meaning in a higher context may be beyond the range of our integrative powers. I may add now that the same things may be seen to have a joint meaning when viewed from one point, but to lack this connection when seen from another point. From an airplane we can see the traces of prehistoric sites which, over the centuries, have been unnoticed by people walking over them; indeed, once be has landed, the pilot himself may no longer see these traces.
The relation of mind to body has a similar structure. The mind-body problem arises from the disparity between the experience of a person observing an external object - for example, a cat - and a neurophysiologist observing the bodily mechanism by means of which the person sees the cat. The difference arises from the fact that the person observing the cat has a from-knowledge of the bodily responses evoked by the light in his sensory organs, and this from-knowledge integrates the joint meaning of these responses to form the sight of the cat, whereas the neurophysiologist, looking at these responses from outside, has only an at-knowledge of them, which, as such, is not integrated to form the sight of the cat. This is the same duality that exists between the airman and the pedestrian in interpreting the same traces, and the same that exists between a person who, when reading a written sentence, sees its meaning and another person who, being ignorant of the language, sees only the writing.
Awareness of mind and body confront us, therefore, with two different things. The mind harnesses neurophysiological mechanisms and is not determined by them. Owing to the existence of two kinds of awareness - the focal and the subsidiary - we can now distinguish sharply between the mind as a “from-at” experience and the subsidiaries of this experience, seen focally as a bodily mechanism. We can see then that, though rooted in the body, the mind is free in its actions - exactly as our common sense knows it to be free. The mind itself includes an ascending sequence of principles. Its appetitive and intellectual workings are transcended by principles of responsibility. Thus the growth of man to his highest levels is seen to take place along a sequence of rising principles. And we see this evolutionary hierarchy built as a sequence of boundaries, each opening the way to higher achievements by harnessing the strata below them, to which they themselves are not reducible. These boundaries control a rising series of relations which we can understand only by being aware of their constituent parts subsidiarily, as bearing on the upper level which they serve.
The recognition of certain basic impossibilities has laid the foundations of some major principles of physics and chemistry; similarly, recognition of the impossibility of understanding living things in terms of physics and chemistry, far from setting limits to our understanding of life, will guide it in the right direction. And even if the demonstration of this impossibility should prove of no great advantage in the pursuit of discovery, such a demonstration would help to draw a truer image of life and man than that given us by the present basic concepts of biology.
Summary
Mechanisms, whether man-made or morphological, are boundary conditions harnessing the laws of inanimate nature, being themselves irreducible to those laws. The pattern of organic bases in DNA which functions as a genetic code is a boundary condition irreducible to physics and chemistry. Further controlling principles of life may be represented as a hierarchy of boundary conditions extending, in the case of man, to consciousness and responsibility.
References and Notes
1. More precisely, each item consists of one out of four alternatives consisting in two positions of two different compound organic bases.
2. The blueprint carried by the DNA molecule of a particular zygote also prescribes individual features of this organism, which contribute to the sources of selective evolution, but I shall set these features aside here.
3. See P. Weiss, Proc. Nat. Acad. Sc!. U.S. 42, 819 (1956).
4. The “field” concept was first used by Spemann (1921) in describing the organizer; Paul Weiss (1923) introduced it for the study of regeneration and extended it (1926) to include ontogeny. See P. Weiss, Principles of Develop ment (Holt, New York, 1939), P. 290.
5. See, for example, C. H. Waddington, The Strategy of the Genes (Allen & Unwin, London, 1957), particularly the graphic explanation of “genetic assimilation” on page 167.
6. See, for example, M. Polanyi, Amer. Psychologist 23 (Jan. 1968) or The Tacit Dimension (Doubleday, New York, 1967).
1312
Live mechanisms and information in DNA are boundary conditions with a sequence of boundaries above them
Content
Introduction
Living Mechanisms Are Classed with Machines
DNA Information Generates Mechanisms
DNA Acts as a Blueprint
Some Accessory Problems Arise Here
We Can Now Recognize Additional Irreducible Principles
Biological Hierarchies Consist of a Series of Boundary Conditions
Understanding a Hierarchy Needs “from-at” Conceptions
The Sequence of Boundaries Bears on Our Scientific Outlook
Summary
References and Notes
Science, New Series, 160 (3834)
June 21, 1968, 1308-1312.
Introduction
If all men were exterminated, this would not affect the laws of inanimate nature. But the production of machines would stop, and not until men arose again could machines be formed once more. Some animals can produce tools, but only men can construct machines; machines are human artifacts, made of inanimate material.
The Oxford Dictionary describes a machine as “an apparatus for applying mechanical power, consisting of a number of interrelated parts, each having a definite function.” It might be, for example, a machine for sewing or printing. Let us assume that the power driving the machine is built in, and disregard the fact that it has to be renewed from time to time. We can say, then, that the manufacture of a machine consists in cutting suitably shaped parts and fitting them together so that their joint mechanical action should serve a possible human purpose.
The structure of machines and the working of their structure are thus shaped by man, even while their material and the forces that operate them obey the laws of inanimate nature. In constructing a machine and supplying it with power, we harness the laws of nature at work in its material and in its driving force and make them serve our purpose.
This harness is not unbreakable; the structure of the machine, and thus its working, can break down. But this will not affect the forces of inanimate nature on which the operation of the machine relied; it merely releases them from the restriction the machine imposed on them before it broke down.
So the machine as a whole works under the control of two distinct principles. The higher one is the principle of the machine’s design, and this harnesses the lower one, which consists in the physical-chemical processes on which the machine relies. We commonly form such a two-leveled structure in conducting an experiment; but there is a difference between constructing a machine and rigging up an experiment. The experimenter imposes restrictions on nature in order to observe its behavior under these restrictions, while the constructor of a machine restricts nature in order to harness its workings. But we may borrow a term from physics and describe both these useful restrictions of nature as the imposing of boundary conditions on the laws of physics and chemistry.
Let me enlarge on this. I have exemplified two types of boundaries. In the machine our principal interest lay in the effects of the boundary conditions, while in an experimental setting we are interested in the natural processes controlled by the boundaries. There are many common examples of both types of boundaries. When a saucepan bounds a soup that we are cooking, we are interested in the soup; and, likewise, when we observe a reaction in a test tube, we are studying the reaction, not the test tube. The reverse is true for a game of chess. The strategy of the player imposes boundaries on the several moves, which follow the laws of chess, but our interest lies in the boundaries - that is, in the strategy, not in the several moves as exemplifications of the laws. And similarly, when a sculptor shapes a stone or a painter composes a painting, our interest lies in the boundaries imposed on a material, and not in the material itself.
We can distinguish these two types of boundaries by saying that the first represents a test-tube type of boundary whereas the second is of the machine type. By shifting our attention, we may sometimes change a boundary from one type to another.
All communications form a machine type of boundary, and these boundaries form a whole hierarchy of consecutive levels of action. A vocabulary sets boundary conditions on the utterance of the spoken voice; a grammar harnesses words to form sentences, and the sentences are shaped into a text which conveys a communication. At all these stages we are interested in the boundaries imposed by a comprehensive restrictive power, rather than in the principles harnessed by them.
Living Mechanisms Are Classed with Machines
From machines we pass to living beings, by remembering that animals move about mechanically and that they have internal organs which perform functions as parts of a machine do - functions which sustain the life of the organism, much as the proper functioning of parts of a machine keeps the machine going. For centuries past, the workings of life have been likened to the working of machines and physiology has been seeking to interpret the organism as a complex network of mechanisms. Organs are, accordingly, defined by their life-preserving functions.
Any coherent part of the organism is indeed puzzling to physiology - and also meaningless to pathology - until the way it benefits the organism is discovered. And I may add that any description of such a system in terms of its physical-chemical topography is meaningless, except for the fact that the description covertly may recall the system’s physiological interpretation - much as the topography of a machine is meaningless until we guess how the device works, and for what purpose.
In this light the organism is shown to be, like a machine, a system which works according to two different principles: its structure serves as a boundary condition harnessing the physical-chemical processes by which its organs perform their functions. Thus, this system may be called a system under dual control. Morphogenesis, the process by which the structure of living beings develops, can then be likened to the shaping of a machine which will act as a boundary for the laws of inanimate nature. For just as these laws serve the machine, so they serve also the developed organism.
* The author is a former Fellow of Merton College, Oxford, and Emeritus Professor of social studies at the University of Manchester, where he had previously held the Chair of Physical Chemistry. His present address is 22 Upland Park Road, Oxford, England. This article is an expanded version of a paper presented 20 December 1967 at the New York meeting of the AAAS. The first half of the article was anticipated in a paper published in the August 1967 issue of Chemical and Engineering News.
1308
A boundary condition is always extraneous to the process which it delimits. In Galileo’s experiments on balls rolling down a slope, the angle of the slope was not derived from the laws of mechanics, but was chosen by Galileo. And as this choice of slopes was extraneous to the laws of mechanics, so is the shape and manufacture of test tubes extraneous to the laws of chemistry.
The same thing holds for machine-like boundaries; their structure cannot be defined in terms of the laws which they harness. Nor can a vocabulary determine the content of a text, and so on. Therefore, if the structure of living things is a set of boundary conditions, this structure is extraneous to the laws of physics and chemistry which the organism is harnessing. Thus the morphology of living things transcends the laws of physics and chemistry.
DNA Information Generates Mechanisms
But the analogy between machine components and live functioning organs is weakened by the fact that the organs are not shaped artificially as the parts of a machine are. It is an advantage, therefore, to find that the morphogenetic process is explained in principle by the transmission of information stored in DNA, interpreted in this sense by Watson and Crick.
A DNA molecule is said to represent a code - that is, a linear sequence of items, the arrangement of which is the information conveyed by the code. In the case of DNA, each item of the series consists of one out of four alternative organic bases [1]. Such a code will convey the maximum amount of information if the four organic bases have equal probability of forming any particular item of the series. Any difference in the binding of the four alternative bases, whether at the same point of the series or between two points of the series, will cause the information conveyed by the series to fall below the ideal maximum. The information content of DNA is in fact known to be reduced to some extent by redundancy, but I accept here the assumption of Watson and Crick that this redundancy does not prevent DNA from effectively functioning as a code. I accordingly disregard, for the sake of brevity, the redundancy in the DNA code and talk of it as if it were functioning optimally, with all of its alternative basic bindings having the same probability of occurrence.
Let us be clear what would happen in the opposite case. Suppose that the actual structure of a DNA molecule were due to the fact that the bindings of its bases were much stronger than the bindings would be for any other distribution of bases, then such a DNA molecule would have no information content. Its codelike character would be effaced by an overwhelming redundancy.
We may note that such is actually the case for an ordinary chemical molecule. Since its orderly structure is due to a maximum of stability, corresponding to a minimum of potential energy, its orderliness lacks the capacity to function as a code. The pattern of atoms forming a crystal is another instance of complex order without appreciable information content.
There is a kind of stability which often opposes the stabilizing force of a potential energy. When a liquid evaporates, this can be understood as the increase of entropy accompanying the dispersion of its particles. One takes this dispersive tendency into account by adding its powers to those of potential energy, but the correction is negligible for cases of deep drops in potential energy or for low temperatures, or for both. We can disregard it, to simplify matters, and say that chemical structures established by the stabilizing powers of chemical bonding have no appreciable information content.
In the light of the current theory of evolution, the codelike structure of DNA must be assumed to have come about by a sequence of chance variations established by natural selection. But this evolutionary aspect is irrelevant here; whatever may be the origin of a DNA configuration, it can function as a code only if its order is not due to the forces of potential energy. It must be as physically indeterminate as the sequence of words is on a printed page. As the arrangement of a printed page is extraneous to the chemistry of the printed page, so is the base sequence in a DNA molecule extraneous to the chemical forces at work in the DNA molecule. It is this physical indeterminacy of the sequence that produces the improbability of occurrence of any particular sequence and thereby enables it to have a meaning - a meaning that has a mathematically determinate information content equal to the numerical improbability of the arrangement.
DNA Acts as a Blueprint
But there remains a fundamental point to be considered. A printed page may be a mere jumble of words, and it has then no information content. So the improbability count gives the possible, rather than the actual, information content of a page. And this applies also to the information content attributed to a DNA molecule; the sequence of the bases is deemed meaningful only because we assume with Watson and Crick that this arrangement generates the structure of the offspring by endowing it with its own information content.
This brings us at last to the point that I aimed at when I undertook to analyze the information content of DNA: Can the control of morphogenesis by DNA be likened to the designing and shaping of a machine by the engineer? We have seen that physiology interprets the organism as a complex network of mechanisms, and that an organism is - like a machine - a system under dual control. Its structure is that of a boundary condition harnessing the physical-chemical substances within the organism in the service of physiological functions. Thus, in generating an organism, DNA initiates and controls the growth of a mechanism that will work as a boundary condition within a system under dual control.
And I may add that DNA itself, is such a system, since every system conveying information is under dual control, for every such system restricts and orders, in the service of conveying its information, extensive resources of particulars that would otherwise be left at random, and thereby acts as a boundary condition. In the case of DNA this boundary condition is a blueprint of the growing organism [2].
We can conclude that in each embryonic cell there is present the duplicate of a DNA molecule having a linear arrangement of its bases - an arrangement which, being independent of the chemical forces within the DNA molecules, conveys a rich amount of meaningful information. And we see that when this information is shaping the growing embryo, it produces in it boundary conditions which, themselves being independent of the physical chemical forces in which they are rooted, control the mechanism of life in the developed organism.
To elucidate this transmission is a major task of biologists today, to which 1 shall return.
1309
Some Accessory Problems Arise Here
We have seen boundary conditions introducing principles not capable of formulation in terms of physics or chemistry into inanimate artifacts and living things; we have seen them as necessary to an information content in a printed page or in DNA, and as introducing mechanical principles into machines as well as into the mechanisms of life.
Let me add now that boundary conditions of inanimate systems established by the history of the universe are found in the domains of geology, geography, and astronomy, but that these do not form systems of dual control. They resemble in this respect the test-tube type of boundaries of which I spoke above. Hence the existence of dual control in machines and living mechanisms represents a discontinuity between machines and living things on the one hand and inanimate nature on the other hand, so that both machines and living mechanisms are irreducible to the laws of physics and chemistry.
Irreducibility must not be identified with the mere fact that the joining of parts may produce features which are not observed in the separate parts. The sun is a sphere, and its parts are not spheres, nor does the law of gravitation speak of spheres; but mutual gravitational interaction causes the parts of the sun to form a sphere. Such cases of holism are common in physics and chemistry. They are often said to represent a transition to living things, but this is not the case, for they are reducible to the laws of inanimate matter, while living things are not.
But there does exist a rather different continuity between life and inanimate nature. For the beginnings of life do not sharply differ from their purely physical-chemical antecedents. One can reconcile this continuity with the irreducibility of living things by recalling the analogous case of inanimate artifacts. Take the irreducibility of machines; no animal can produce a machine, but some animals can make primitive tools, and their use of these tools may be hardly distinguishable from the mere use of the animal’s limbs. Or take a set of sounds conveying information; the set of sounds can be so obscured by noise that its presence is no longer clearly identifiable. We can say, then, that the control exercised by the boundary conditions of a system can be reduced gradually to a vanishing point. The fact that the effect of a higher principle over a system under dual control can have any value down to zero may allow us also to conceive of the continuous emergence of irreducible principles within the origin of life.
We Can Now Recognize Additional Irreducible Principles
The irreducibility of machines and printed communications teaches us, also, that the control of a system by irreducible boundary conditions does not interfere with the laws of physics and chemistry. A system under dual control relies, in fact, for the operations of its higher principle, on the working of principles of a lower level, such as the laws of physics and chemistry. Irreducible higher principles are additional to the laws of physics and chemistry. The principles of mechanical engineering and of communication of information, and the equivalent biological principles, are all additional to the laws of physics and chemistry.
But to assign the rise of such additional controlling principles to a selective process of evolution leaves serious difficulties. The production of boundary conditions in the growing fetus by transmitting to it the information contained in DNA presents a problem. Growth of a blueprint into the complex machinery that it describes seems to require a system of causes not specifiable in terms of physics and chemistry, such causes being additional both to the boundary conditions of DNA and to the morphological structure brought about by DNA.
This missing principle which builds a bodily structure on the lines of an instruction given by DNA may be exemplified by the far-reaching regenerative powers of the embryonic sea urchin, discovered by Driesch, and by Paul Weiss’s discovery that completely dispersed embryonic cells will grow, when lumped together, into a fragment of the organ from which they were isolated [3]. We see an integrative power at work here, characterized by Spemann. and by Paul Weiss as a “field” [4], which guides the growth of embryonic fragments to form the morphological features to which they embryologically belong. These guides of morphogenesis are given a formal expression in Waddington’s “epigenetic landscapes” [5]. They say graphically that the growth of the embryo is controlled by the gradient of potential shapes, much as the motion of a heavy body is controlled by the gradient of potential energy.
Remember how Driesch and his supporters fought for recognition that life transcends physics and chemistry, by arguing that the powers of regeneration in the sea urchin embryo were not explicable by a machinelike structure, and how the controversy has continued, along similar lines, between those who insisted that regulative (“equipotential” or “organismic”) integration was irreducible to any machinelike mechanism and was therefore irreducible also to the laws of inanimate nature. Now if, as I claim, machines and mechanical processes in living beings are themselves irreducible to physics and chemistry, the situation is changed. If mechanistic and organismic explanations are both equally irreducible to physics and chemistry, the recognition of organismic processes no longer bears the burden of standing alone as evidence for the irreducibility of living things. Once the “field”-like powers guiding regeneration and morphogenesis can be recognized without involving this major issue, I think the evidence for them will be found to be convincing.
There is evidence of irreducible principles, additional to those of morphological mechanisms, in the sentience that we ourselves experience and that we observe indirectly in higher animals. Most biologists set aside these matters as unprofitable considerations. But again, once it is recognized, on other grounds, that life transcends physics and chemistry, there is no reason for suspending recognition of the obvious fact that consciousness is a principle that fundamentally transcends not only physics and chemistry but also the mechanistic principles of living beings.
Biological Hierarchies Consist of a Series of Boundary Conditions
The theory of boundary conditions recognizes the higher levels of life as forming a hierarchy, each level of which relies for its workings on the principles of the levels below it, even while it itself is irreducible to these lower principles. I shall illustrate the structure of such a hierarchy by showing the way five levels make up a spoken literary composition.
The lowest level is the production of a voice; the second, the utterance of words; the third, the joining of words to make sentences; the fourth, the working of sentences into a style; the fifth,
1310
and highest, the composition of the text.
The principles of each level operate under the control of the next-higher level. The voice you produce is shaped into words by a vocabulary; a given vocabulary is shaped into sentences in accordance with a grammar; and the sentences are fitted into a style, which in turn is made to convey the ideas of the composition. Thus each level is subject to dual control: (i) control in accordance with the laws that apply to its elements in themselves, and (ii) control in accordance with the laws of the powers that control the comprehensive entity formed by these elements.
Such multiple control is made possible by the fact that the principles governing the isolated particulars of a lower level leave indeterminate conditions to be controlled by a higher principle. Voice production leaves largely open the combination of sounds into words, which is controlled by a vocabulary. Next, a vocabulary leaves largely open the combination of words to form sentences, which is controlled by grammar, and so on. Consequently, the operations of a higher level cannot be accounted for by the laws governing its particulars on the next-lower level. You cannot derive a vocabulary from phonetics; you cannot derive grammar from a vocabulary; a correct use of grammar does not account for good style; and a good style does not supply the content of a piece of prose.
Living beings comprise a whole sequence of levels forming such a hierarchy. Processes at the lowest level are caused by the forces of inanimate nature, and the higher levels control, throughout, the boundary conditions left open by the laws of inanimate nature. The lowest functions of life are those called vegetative. These vegetative functions, sustaining life at its lowest level, leave open - both in plants and in animals - the higher functions of growth and in animals also leave open the operations of muscular actions. Next, in turn, the principles governing muscular actions in animals leave open the integration of such actions to innate patterns of behavior; and, again, such patterns are open in their turn to be shaped by intelligence, while intelligence itself can be made to serve in man the still higher principles of a responsible choice.
Each level relies for its operations on all the levels below it. Each reduces the scope of the one immediately below it by imposing on it a boundary that harnesses it to the service of the next-higher level, and this control is transmitted stage by stage, down to the basic inanimate level.
The principles additional to the domain of inanimate nature are the product of an evolution the most primitive stages of which show only vegetative functions. This evolutionary progression is usually described as an increasing complexity and increasing capacity for keeping the state of the body independent of its surroundings. But if we accept, as I do, the view that living beings form a hierarchy in which each higher level represents a distinctive principle that harnesses the level below it (while being itself irreducible to its lower principles), then the evolutionary sequence gains a new and deeper significance. We can recognize then a strictly defined progression, rising from the inanimate level to ever higher additional principles of life.
This is not to say that the higher levels of life are altogether absent in earlier stages of evolution. They may be present in traces long before they become prominent. Evolution may be seen, then, as a progressive intensification of the higher principles of life. This is what we witness in the development of the embryo and of the growing child - processes akin to evolution.
But this hierarchy of principles raises once more a serious difficulty. It seems impossible to imagine that the sequence of higher principles, transcending further at each stage the laws of inanimate nature, is incipiently present in DNA and ready to be transmitted by it to the offspring. The conception of a blueprint fails to account for the transmission of faculties, like consciousness, which no mechanical device can possess. It is as if the faculty of vision were to be made intelligible to a person born blind by a chapter of sense physiology. It appears, then, that DNA evokes the ontogenesis of higher levels, rather than determining these levels. And it would follow that the emergence of the kind of hierarchy I have defined here can be only evoked, and not determined, by atomic or molecular accidents. However, this question cannot be argued here.
Understanding a Hierarchy Needs “from-at” Conceptions
I said above that the transcendence of atomism by mechanism is reflected in the fact that the presence of a mechanism is not revealed by its physical-chemical topography. We can say the same thing of all higher levels: their description in terms of any lower level does not tell us of their presence. We can generally descend to the components of a lower level by analyzing a higher level, but the opposite process involves an integration of the principles of the lower level, and this integration may be beyond our powers.
In practice this difficulty may be avoided. To take a common example, suppose that we have repeated a particular word, closely attending to the sound we are making, until these sounds have lost their meaning for us; we can recover this meaning promptly by evoking the context in which the word is commonly used. Consecutive acts of analyzing and integrating are in fact generally used for deepening our understanding of complex entities comprising two or more levels.
Yet the strictly logical difference between two consecutive levels remains. You can look at a text in a language you do not understand and see the letters that form it without being aware of their meaning, but you cannot read a text without seeing the letters that convey its meaning. This shows us two different and mutually exclusive ways of being aware of the text. When we look at words without understanding them we are focusing our attention on them, whereas, when we read the words, our attention is directed to their meaning as part of a language. We are aware then of the words only subsidiarily, as we attend to their meaning. So in the first case we are looking at the words, while in the second we are looking from them at their meaning: the reader of a text has a from-at knowledge of the words’ meaning, while he has only a from awareness of the words he is reading. Should he be able to shift his attention fully toward the words, these would lose their linguistic meaning for him.
Thus a boundary condition which harnesses the principles of a lower level in the service of a new, higher level establishes a semantic relation between the two levels. The higher comprehends the workings of the lower and thus forms the meaning of the lower. And as we ascend a hierarchy of boundaries, we reach to ever higher levels of meaning. Our understanding of the whole hierarchic edifice keeps deepening as we move upward from stage to stage.
1311
The Sequence of Boundaries Bears on Our Scientific Outlook
The recognition of a whole sequence of irreducible principles transforms the logical steps for understanding the universe of living beings. The idea, which comes to us from Galileo and Gassendi, that all manner of things must ultimately be understood in terms of matter in motion is refuted. The spectacle of physical matter forming the basic tangible ground of the universe is found to be almost empty of meaning. The universal topography of atomic particles (with their velocities and forces) which, according to Laplace, offers us a universal knowledge of all things is seen to contain hardly any knowledge that is of interest. The claims made, following the discovery of DNA, to the effect that all study of life could be reduced eventually to molecular biology, have shown once more that the Laplacean idea of universal knowledge is still the theoretical ideal of the natural sciences; current opposition to these declarations has often seemed to confirm this ideal, by defending the study of the whole organism as being only a temporary approach. But now the analysis of the hierarchy of living things shows that to reduce this hierarchy to ultimate particulars is to wipe out our very sight of it. Such analysis proves this ideal to be both false and destructive.
Each separate level of existence is of course interesting in itself and can be studied in itself. Phenomenology has taught this, by showing how to save higher, less tangible levels of experience by not trying to interpret them in terms of the more tangible things in which their existence is rooted. This method was intended to prevent the reduction of man’s mental existence to mechanical structures. The results of the method were abundant and are still flowing, but phenomenology left the ideal of exact science untouched and thus failed to secure the exclusion of its claims. Thus, phenomenological studies remained suspended over an abyss of reductionism. Moreover, the relation of the higher principles to the workings of the lowest levels in which they are rooted was lost from sight altogether.
I have mentioned how a hierarchy controlled by a series of boundary principles should be studied. When examining any higher level, we must remain subsidiarily aware of its grounds in lower levels and, turning our attention to the latter, we must continue to see them as bearing on the levels above them. Such alternation of detailing and integrating admittedly leaves open many dangers. Detailing may lead to pedantic excesses, while too-broad integrations may present us with a meandering impressionism. But the principle of stratified relations does offer at least a rational framework for an inquiry into living things and the products of human thought.
I have said that the analytic descent from higher levels to their subsidiaries is usually feasible to some degree, while the integration of items of a lower level so as to predict their possible meaning in a higher context may be beyond the range of our integrative powers. I may add now that the same things may be seen to have a joint meaning when viewed from one point, but to lack this connection when seen from another point. From an airplane we can see the traces of prehistoric sites which, over the centuries, have been unnoticed by people walking over them; indeed, once be has landed, the pilot himself may no longer see these traces.
The relation of mind to body has a similar structure. The mind-body problem arises from the disparity between the experience of a person observing an external object - for example, a cat - and a neurophysiologist observing the bodily mechanism by means of which the person sees the cat. The difference arises from the fact that the person observing the cat has a from-knowledge of the bodily responses evoked by the light in his sensory organs, and this from-knowledge integrates the joint meaning of these responses to form the sight of the cat, whereas the neurophysiologist, looking at these responses from outside, has only an at-knowledge of them, which, as such, is not integrated to form the sight of the cat. This is the same duality that exists between the airman and the pedestrian in interpreting the same traces, and the same that exists between a person who, when reading a written sentence, sees its meaning and another person who, being ignorant of the language, sees only the writing.
Awareness of mind and body confront us, therefore, with two different things. The mind harnesses neurophysiological mechanisms and is not determined by them. Owing to the existence of two kinds of awareness - the focal and the subsidiary - we can now distinguish sharply between the mind as a “from-at” experience and the subsidiaries of this experience, seen focally as a bodily mechanism. We can see then that, though rooted in the body, the mind is free in its actions - exactly as our common sense knows it to be free. The mind itself includes an ascending sequence of principles. Its appetitive and intellectual workings are transcended by principles of responsibility. Thus the growth of man to his highest levels is seen to take place along a sequence of rising principles. And we see this evolutionary hierarchy built as a sequence of boundaries, each opening the way to higher achievements by harnessing the strata below them, to which they themselves are not reducible. These boundaries control a rising series of relations which we can understand only by being aware of their constituent parts subsidiarily, as bearing on the upper level which they serve.
The recognition of certain basic impossibilities has laid the foundations of some major principles of physics and chemistry; similarly, recognition of the impossibility of understanding living things in terms of physics and chemistry, far from setting limits to our understanding of life, will guide it in the right direction. And even if the demonstration of this impossibility should prove of no great advantage in the pursuit of discovery, such a demonstration would help to draw a truer image of life and man than that given us by the present basic concepts of biology.
Summary
Mechanisms, whether man-made or morphological, are boundary conditions harnessing the laws of inanimate nature, being themselves irreducible to those laws. The pattern of organic bases in DNA which functions as a genetic code is a boundary condition irreducible to physics and chemistry. Further controlling principles of life may be represented as a hierarchy of boundary conditions extending, in the case of man, to consciousness and responsibility.
References and Notes
1. More precisely, each item consists of one out of four alternatives consisting in two positions of two different compound organic bases.
2. The blueprint carried by the DNA molecule of a particular zygote also prescribes individual features of this organism, which contribute to the sources of selective evolution, but I shall set these features aside here.
3. See P. Weiss, Proc. Nat. Acad. Sc!. U.S. 42, 819 (1956).
4. The “field” concept was first used by Spemann (1921) in describing the organizer; Paul Weiss (1923) introduced it for the study of regeneration and extended it (1926) to include ontogeny. See P. Weiss, Principles of Develop ment (Holt, New York, 1939), P. 290.
5. See, for example, C. H. Waddington, The Strategy of the Genes (Allen & Unwin, London, 1957), particularly the graphic explanation of “genetic assimilation” on page 167.
6. See, for example, M. Polanyi, Amer. Psychologist 23 (Jan. 1968) or The Tacit Dimension (Doubleday, New York, 1967).
1312
Подписаться на:
Комментарии (Atom)