6/18. Прежде чем двигаться дальше, следует выяснить вопрос о так называемых <эмерджентных> свойствах.

Прежде всего установим следующий факт. Если дано некоторое количество <черных ящиков> и каждый из них изучается отдельно до тех пор, пока не будет получено его каноническое представление, а затем они соединяются известными связями по известному образцу, то отсюда вытекает ( 4/8), что поведение целого детерминированно и может быть предсказано. Следовательно, в этих условиях совокупность <черных ящиков> не обнаружит никаких <эмерджентных> свойств, т. е. свойств, которые не могут быть предсказаны на основе знания частей и способа их соединения.

Понятие <эмерджентности> никогда не определялось точно, но следующие примеры, вероятно, могут послужить основой обсуждения:

(1)    Аммиак есть газ, и хлористый водород - тоже газ. Когда эти газы соединяются, образуется твердое тело. Твердость является свойством, которым не обладал ни один из реагентов.

(2)    Углерод, водород и кислород все практически не имеют вкуса, но некоторое их соединение - <сахар> - имеет характерный вкус, которым не обладает ни один из них.

(3)    Двадцать (или около того) аминокислот в бактерии по отдельности не обладают свойством <самовоспроизведения>, однако их совокупность - с добавлением некоторых других веществ - имеет это свойство.

Если детально сравнить эти примеры с процессами изучения и соединения <черных ящиков>, то нетрудно видеть, что в указанных примерах предполагается значительно меньшее знание о частях систем, чем в случае <черных ящиков>. Так, предсказание относительно аммиака и хлористого водорода основывается лишь на знании того, что каждое из этих веществ - газ. Аналогично относительно каждой из двадцати аминокислот спрашивается только: <Является ли она самовоспроизводящейся?> Если бы каждая аминокислота рассматривалась как <черный ящик>, то исследование ее было бы гораздо более подробным. Входом молекулы является, множество электрических и механических сил, взятых во всех сочетаниях и комбинациях, в которых они могут воздействовать на нее; выходом молекулы является множество всех состояний, электрических и механических, в которых она может находиться. Если бы это полное знание было доступным, то метод 4/8 показал бы, как может быть предсказано поведение группы соединенных аминокислот. При этом в числе предсказанных процессов поведения было бы и самовоспроизведение целого.

Мы увидим, что предсказание поведения целого может быть основано на полном или неполном знании частей. Если это знание полно, то мы имеем случай <черного ящика>, каноническое представление которого известно; при этом все его входы или условия являются такими, которые могут быть даны другими <ящиками>, соединенными с ним. Когда знание частей-столь полно, предсказание тоже может быть полным и никакие свойства сверх предсказанных не могут внезапно возникнуть (<эмерджировать>).

Часто, однако, наше знание по различным причинам не является полным. Тогда предсказание должно делаться на основе неполного знания и может оказаться ошибочным. Иногда о частях известно только, что каждая из них имеет некоторую одинаковую характеристику. Тогда может случиться, что единственным способом предсказания будет простая экстраполяция - предсказание, что целое также будет иметь эту характеристику. Иногда такая экстраполяция оправдывается; например, если целое состоит из трех частей, каждая из чистой меди, то мы будем правы, предсказав, что целое также состоит из чистой меди. Но часто этот метод оказывается неудачным. И тогда мы можем, если хотим, назвать новое свойство <эмерджентным>. Когда система становится большой и различие в размерах между частью и целым делается значительным, очень часто действительно слу-чается, что свойства целого сильно отличаются от свойств частей. Особенно резко это различие проявляется в биологических системах. Поэтому мы не должны ожидать, что свойства целого будут всегда воспроизводить свойства частей, и наоборот.
Упомянутые примеры с хлористым аммонием и сахаром просты, но встречаются и более сложные случаи. Рассмотрим, например, понятие <локализации> некоторой функции в системе. Легко может случиться, что исследование в крупном масштабе даст совсем иной ответ, чем исследование в мелком масштабе. Пусть, например, спрашивается, локализированна ли английская пивоваренная промышленность.

Акцизный сборщик, знающий каждое здание в своем районе, независимо от того, относится ли оно к пивоваренному делу или нет, скажет, что пивоварение, несомненно, <локализированно>. С другой стороны, картограф, изготовляющий карту Англии, не имеет возможности отметить какое-либо отдельное графство как область пивоварения и потому скажет, что пивоварение не локализированно. Конечно, каждый из них прав. Противоречие возникает потому, что когда различие размеров велико, то, что истинно на одном конце масштаба, может быть ложным на другом конце.

Другим примером того, сколь противоречивыми могут быть свойства, взятые в разных масштабах, может служить обыкновенный кусок резины. Специалисты по физической химии годами старались отыскать, что же заставляет молекулу всегда сжиматься после растяжения. Затем они обнаружили, что совершали именно ту ошибку, от которой должен предостеречь настоящий параграф. Теперь известно, что молекула каучука не обладает никакой внутренне присущей ей сжимаемостью; растяните одну молекулу и отпустите - ничего не произойдет! Почему же резина сжимается? Суть в том, что <растягивать резину> не значит <растягивать одну молекулу>; молекулы, когда их больше чем одна, сталкиваются друг с другом и тем самым заставляют большинство принимать длину меньше максимальной.

Результатом является сокращение, точно так же, как на переполненном пляже концы протянутой по земле веревки в 50 футов длины через несколько минут будут гораздо ближе друг от друга, чем на 50 футов.

Вряд ли необходимы дальнейшие примеры, ибо наша цель здесь чисто отрицательная - показать, что в случае большой системы не существует никакой априорной необходимости в том, чтобы свойства целого были простой копией свойств отдельных частей. (В 7/3 приводятся некоторые другие примеры.)