В августе 2024 года в подкасте Mindscape, который ведёт физик Шон Кэрролл, состоялось интервью с Блезом Агуэра-и-Аркасом — вице-президентом по инженерным разработкам в Google, руководителем команды Cerebra и участником инициативы Paradigms of Intelligence. Поводом стала новая научная статья Агуэра-и-Аркаса и его соавторов, в которой исследуется возникновение репликации и вычислений в идеализированной среде компьютерного кода. Авторы задались вопросом, могут ли случайные последовательности символов на языке Brainfuck, подвергаясь мутациям и взаимодействию, эволюционировать в структуры, напоминающие живые самовоспроизводящиеся системы. Результаты, по словам участников дискуссии, указывают на положительный ответ, что открывает неожиданный ракурс на природу вычислений и происхождение жизни.

Ключевая идея работы состоит в том, что вместо прямого моделирования химических или биологических процессов исследователи обратились к абстрактной вычислительной среде. Brainfuck — это эзотерический язык программирования с предельно малым набором команд, что делает его удобным полигоном для изучения случайных последовательностей. В отличие от Python или HTML, где случайный набор символов почти наверняка окажется бессмысленным, Brainfuck допускает, что даже хаотичная строка может выполнить некое осмысленное действие. Авторы запустили множество таких случайных программ, позволили им мутировать и обмениваться фрагментами кода, а затем наблюдали за эволюцией популяции. В интервью Агуэра-и-Аркас подчёркивает, что система не была специально спроектирована для получения жизни — она лишь предоставила пространство для естественного отбора среди программ, и этого оказалось достаточно для появления устойчивых репликаторов.

С технической точки зрения эксперимент напоминает цифровую версию химической эволюции. Каждая программа представляет собой строку символов, интерпретируемую согласно правилам Brainfuck. Мутации вносят случайные изменения, а взаимодействие между программами может происходить через общую память или обмен кодом. Те программы, которые случайно приобретают способность к самокопированию, получают преимущество и распространяются в популяции. Агуэра-и-Аркас отмечает, что в ходе эволюции возникают не только репликаторы, но и зачатки вычислений — например, программы, выполняющие полезные для собственного выживания операции. Это позволяет говорить о том, что вычисление может быть не просто человеческим изобретением, а естественным аттрактором, к которому сходятся многие динамические системы при наличии достаточного времени и вариативности.

Контекст исследования уходит корнями в давнюю традицию теоретической биологии и компьютерных наук. Ещё Эрвин Шрёдингер в книге «Что такое жизнь?» указывал на необходимость статистической механики для понимания живых систем, а Джон фон Нейман разрабатывал теорию самовоспроизводящихся автоматов. В последние десятилетия появились работы по искусственной жизни, клеточным автоматам и цифровым организмам, однако большинство из них либо использовали сложные, специально созданные правила, либо ограничивались узкими задачами. Новизна подхода Агуэра-и-Аркаса в том, что он берёт предельно простой язык и показывает: даже в такой среде могут спонтанно возникать репликация и вычисление. Это перекликается с гипотезой о том, что жизнь — не уникальное свойство углеродных соединений, а общий феномен, возможный в любой достаточно богатой системе с наследованием, изменчивостью и отбором.

Для российского рынка и научного сообщества эта работа представляет интерес в нескольких аспектах. Во-первых, она демонстрирует, что фундаментальные исследования на стыке информатики и биологии могут приводить к практически значимым выводам о природе интеллекта и жизни. Российские учёные, работающие в области искусственной жизни и эволюционных вычислений, получают ещё один аргумент в пользу того, что абстрактные модели способны генерировать сложное поведение без внешнего проектирования. Во-вторых, интервью поднимает вопрос о том, насколько широко жизнь может быть распространена во Вселенной, если вычисление действительно является аттрактором. Это резонирует с ongoing дискуссиями о поиске внеземного разума и о возможности существования «цифровой» жизни. В-третьих, сам факт того, что топ-менеджер Google занимается такими исследованиями, говорит о растущем интересе крупных технологических компаний к фундаментальным вопросам, лежащим в основе ИИ.

Если сравнивать подход с альтернативами, то классические модели происхождения жизни, такие как гипотеза «мира РНК» или метаболические сети, требуют сложной химии и конкретных условий среды. Компьютерные симуляции, например, проекты по эволюции цифровых организмов вроде Avida или Tierra, используют более богатые языки и специально заданные операции. Brainfuck-модель выгодно отличается минимализмом: она не предполагает никакой предварительной биологии, а лишь случайные строки и простые правила мутации. Это делает её ближе к идее «универсального дарвинизма», согласно которой эволюция может происходить в любом пространстве, где есть репликация, изменчивость и отбор. Однако остаётся открытым вопрос, насколько результаты масштабируются на реальные химические системы и не являются ли они артефактом выбранного языка.

Перспективы работы связаны с дальнейшим изучением того, какие именно свойства среды способствуют возникновению вычислений и репликации. Агуэра-и-Аркас в интервью намекает, что планирует расширить модель, добавив более сложные взаимодействия и, возможно, метрики для измерения «интеллекта» возникающих программ. Открытым остаётся вопрос о том, можно ли считать вычисление аттрактором в строгом математическом смысле, и если да, то какие следствия это имеет для нашего понимания физической реальности. Также неясно, насколько универсальны выводы для других минималистичных языков и насколько они применимы к биологической эволюции. Тем не менее уже сейчас работа задаёт новое направление на стыке информатики, биологии и философии, обещая пролить свет на одну из самых глубоких загадок — как из хаоса возникает порядок, способный к самовоспроизведению и познанию.