Почему монотонное повторение — это основа благосостояния, сознания, и всей жизни на Земле. Перевод Николая Бабицкого. Иллюстратор Игорь Лобанов.

День сменяет ночь, за летом приходят осень, зима, весна, затем снова лето, осень и так далее, вода испаряется и вновь выпадает, наполняя озера, питая реки и все живое на Земле. Мир вокруг нас кишит циклическими явлениями, но не всякий осознает, что циклы всех пространственных и временных масштабов — от атомных до астрономических — служат моторами, приводящими в движение все прекрасные природные явления.

Николас Отто, построивший первый двигатель внутреннего сгорания в 1861 году, и Рудольф Дизель, создавший свою модификацию в 1897-м, изменили мир. Оба двигателя используют циклы — четырехтактный цикл Отто и двухтактный цикл Дизеля, которые, совершив работу, возвращают систему в исходное положение. Оба хитроумных механизма появились благодаря циклу технической разработки, изобретенному несколькими столетиями ранее. Куда более элегантный цикл был открыт Хансом Кребсом в 1937 году, но был разработан гораздо раньше: на заре земной жизни, в результате миллионов лет эволюции. Цикл Кребса — это восьмитактная химическая реакция, которая превращает топливо в энергию и питает ею все живое, от бактерии до вечнозеленой секвойи.

Биохимические циклы отвечают за движение, рост, восстановление и размножение в живом мире — это колесики, вращающие колесики, приводящие в движение колесики, часовые механизмы с триллионами движущихся частей, которые каждый раз возвращаются к исходному состоянию и начинают заново. Они выработались в репродуктивном цикле, поколение за поколением, эон за эоном, отбирая удачные технические решения.

Наши предки открыли эффективность циклов, додумавшись до важнейшей идеи в своей истории: роли повторений в производстве. Возьмите деревянную палку и проведите по ней камнем — за исключением нескольких царапин она никак не изменится. Проведите сто раз — и все останется как прежде. Но если вы будете продолжать и продолжать — и так несколько тысяч раз, вы сделаете из нее острую стрелу. Накапливая еле заметные изменения, циклический процесс порождает что-то качественно новое. На фоне однообразных, но бездумных и инстинктивных занятий других животных дальновидность и самоконтроль, необходимые для подобных проектов, сами по себе стали революционным открытием. И это открытие тоже, разумеется, стало плодом дарвиновского цикла, дополненного улучшенным циклом культурной эволюции, позволившим передавать свои навыки не детям вместе с генами, а соседям — через подражание.

Первый человек, сделавший из камня красивый ручной топор, должно быть, весьма глупо выглядел в процессе работы. Он сидел, часами стукая камнем безо всякого видимого толку, но каждый новый бездумный удар содержал в себе небольшое улучшение, практически незаметное глазу, приспособленному эволюцией для фиксации куда более стремительных изменений. Эта кажущаяся тщета временами обманывала даже биологов. В своей замечательной книге Wetware молекулярный биолог Деннис Брэй описывает циклы в нервной системе: в нейронных проводящих путях белки постоянно меняются — к ним то добавляются, то убираются фосфатные группы. Это производит впечатление бессмысленной работы, особенно если учесть, что каждая новая итерация лишает клетку одной молекулы — одной единицы бесценной энергии. Изначально циклические реакции этого типа называли футильными, то есть, по сути, тщетными. Но это неточное слово. Перестановки фосфатов — самая обычная химическая реакция в клетке, и играет огромную роль в происходящих тут вычислениях. Эти циклические реакции снабжают клетку важнейшим органом — гибким и быстро настраиваемым компьютером.

Слово «вычисления» отнюдь не случайно. Оказывается, вся магия сознания, так же, как и сама жизнь, зависит от самоповторяющихся процессов передачи информации — от конкретных биохимических реакций, до процесса сна и периодов церебральной активности и отдыха (это хорошо заметно на электроэнцефалограмме). Программисты исследовали мир всевозможных алгоритмов в течение столетия и до сих пор имели дело большей частью с миллионами вложенных друг в друга циклов. Полезно помнить, что эволюция есть лишь подвид накопляющихся, совершенствующихся циклов среди множества прочих.

Сторонники теории разумного замысла полагают, что если естественный отбор зиждется на репродукции, не может существовать дарвинистского решения проблемы возникновения жизни — самый первый живой организм должен был быть слишком сложным для самозарождения. Очевидно, тут не обошлось без чуда. Если представлять себе добиологический мир как хаотическое скопление химических веществ, подобных разрозненным частям пресловутого самолета, «самособравшегося в шторм», проблема возникновения жизни становится только хуже. Но если вспомнить, что ключевой процесс эволюции — циклические повторения, к которым принадлежит и генетическая репликация, — лишь один из множества вариантов, загадка превращается в задачу: как именно сезонные, водные, геологические и химические циклы, работающие на протяжении миллионов лет, со временем привели к условиям, в которых родились биологические циклы. Наверное, первые тысячи попыток были тщетными. Но как пел Коул Портер в одной из своих самых чувственных песен: посмотрим, что выйдет, «если снова и снова и снова пытаться». Хорошее правило: столкнувшись с чудесным явлением природы или сознания, ищи циклы — на них приходится основная работа.

Жизненный цикл картошки

На графике показано время вызревания различных типов картофеля в климатических условиях средней полосы России. Все сорта картофеля, в зависимости от сроков созревания, делятся на пять видов: ранние (50-60 дней), среднеранние (60-80 дней), среднеспелые (80-100 дней), среднепоздние (100-120 дней) и поздние (120 дней и более). Размер каждого из пяти разноцветных секторов соответствует периоду вызревания данного типа картофеля: с месяца, когда рекомендуется высаживать вид, до момента, в который следует собирать урожай.

Ранний картофель

Среднеранний картофель

Среднеспелый картофель

Среднепоздний картофель

Поздний картофель

Холода

Фазы Луны