|
|
Страница 34 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наукаРассмотрю особенности гауссовского распределения для случайностей в задачах эволюции жизни. Пусть один из признаков вида, упоминаемый в связи со схемой эволюции жизни рис. 3.1, есть, например, продукция соматотропина; или гормонов, регулирующих жировой обмен; или чувствительность к ним соответствующих рецепторов, и подобное. Неизбежно, что для одного и того же вида организмов количественно этот признак случайно различен от особи к особи. Как отмечалось в предыдущем параграфе, наиболее простое и часто реализуемое распределение случайностей описывает кривая гауссовского распределения (рис. 3.2), имеющая “колокольный” вид. Это распределение справедливо для независимых случайностей. Однако случайности в дарвинизме не есть и не могут быть независимыми! Основная система координат, используемая в этой работе, есть плоскость: Семантическая информация I Информация iS. Это есть плоскость функции комплексного переменного (см., главу I). Приближенно процессы в ней можно описывать раздельно вдоль осей как функции действительного переменного. Случайные изменения заданного признака, описываемые гауссовской кривой, можно изобразить в такой системе координат. Так как гауссовское распределение уходит по оси абсцисс в , необходимо задать минимальную величину вероятности, которую можно считать границей малости для рассматриваемой конкретной задачи (пунктирная прямая со стрелками на рис. 3.2). Отвечающий ей разброс признака можно изобразить в координатах в виде замкнутой области 1 рис. 3.3. Вид живого организма характеризуют десятки только важнейших из его признаков. Если каждый из них изменяется случайным образом независимо от остальных, то число областей, подобных 1 на рис. 3.3, будет равно числу всех признаков. “Старый” вид жизни, который “должен усовершенствовать” естественный отбор, есть область пересечения всех областей типа 1 для независимых распределений каждого из признаков. Вероятность такого пересечения для независимых событий равна произведению вероятностей всех событий. Даже если вероятности внутри областей 1 не слишком малы по сравнению с единицей, то их произведение в этих условиях будет исчезающе мало. Например. Допустим, что по каждому одному признаку нужное значение его конкретной величины реализуется в среднем у одной из десяти особей (вероятность 0,1), а этих признаков всего десяток. Для задач эволюции жизни это очень высокая вероятность и очень малое число признаков. Тогда при независимом изменении этих всего десяти признаков вероятность их заданного пересечения (произведение вероятностей каждого из них) составит примерно 10-10 – одну десятимиллиардную!
Выше было подчёркнуто, но повторю ещё раз. Случайности в эволюции жизни контролируются условиями, в том числе включающими в себя физико-химические законы. Они ограничивают случайности и вводят для них взаимную зависимость. Гауссовское распределение по одному признаку остаётся возможным. Наблюдения и эксперименты подтверждают, что при этом парадоксально возможно гауссовское распределение и по каким-то другим признакам, несмотря на то, что такое требует независимости случайностей, которой нет для форм жизни. Ответ на этот парадокс простой. Существует принцип структурной комплементарности. Он гарантирует, что сопряженные с данным признаком процессы и объекты имеют закономерную свободу изменений. Случайное изменение одного признака приводит к закономерным изменениям других. Но они допускают многие разные варианты, согласованные с теми, которые определяют данный признак. Эта закономерность сопряженных изменений разрешает им воспроизвести (повторить) первичное гауссовское распределение случайных изменений одного из признаков в другом (тем более, что оно приближённое. Экспериментально наблюдаемое гауссовское распределение одновременно разных признаков форм жизни есть закономерное отображение независимых случайностей одного из признаков на связанные с ним другие признаки. Для того, чтобы реализовать описание изложенного выше, то есть строго учесть ограничения случайностей однозначными физико-химическими законами, необходимо на рис. 3.3 использовать в строгом виде плоскость функций комплексного переменного . На ней можно количественно отобразить условия, которые регулируют соотношение случайностей и закономерностей (принцип структурной комплементарности, энергетическое равноправие разных форм РНК и ДНК, регулирование выбора между разными гетерокаталитическими реакциями). В этом принцип максимума производства энтропии гарантирует максимум способности к превращениям как неотъемлимую особенность жизни на всех этапах эволюции от её возникновения до мозга человека. Дарвинизм первично сформулирован (в современной терминологии) для ДНК-содержащих форм жизни. Поэтому в этой главе можно опустить упоминание о РНК и постулировать – существует ДНК, существуют гетерокатализируемые ею реакции, существует принцип структурной комплементарности, гарантирующий взаимопригодность продуктов гетерокатализа. Это дополняет конкретный диапазон температурных и барометрических условий, в которых существует и эволюционирует данная форма жизни. ДНК, которая способна гетерокатализировать реакции при этих условиях, заключена в эукариотической клетке и обслуживается её механизмами. Пусть в нашем распоряжении вполне реальный сегодня (или хотя бы в ближайшем будущем) мощный компьютер и набор веществ и средств их доставки в окружение клетки и в неё саму. Кроме того мы располагаем средствами для создания в этой ДНК неслучайных, преднамеренно заданных мутаций как малых, так и больших по отношению к масштабам данной ДНК. Тогда (возвращаясь к приближённому описанию) в координатах рис. 3.3 можно построить кривые или области такие, для которых возможен весь комплекс образования данного иерархического уровня живых объектов, их метаболизма и размножения в заданных условиях (рис. 3.4). Будем целенаправленно изменять условия так, чтобы получить непрерывный эволюционный переход, например, от вида 1 к виду 3 или 5 на рис. 3.4. Подобное есть реальность для некоторых случаев выведения сельскохозяйственных растений и животных. Бесспорные экспериментальные факты в таких попытках в том, что обязательно: изменение одного из признаков функционально закономерно приводит к изменениям других признаков; часть возникающих форм организмов нежизнеспособна в диапазоне от самых первых делений яйцеклетки до зрелых организмов; часть возникающих форм организмов не может давать потомство способом, который обычен для данного вида; часть форм организмов, получивших признак, по которому проводился отбор, теряет его в процессе смены последующих поколений. Всё это справедливо и в том случае, когда случайности мутаций при целенаправленном человеческом отборе заменены точно адресными генными манипуляциями. С их помощью биохимическими методами переносятся в новый биологический вид заданные участки ДНК. Они в родном им биологическом виде успешно кодировали процессы и результаты, которые хотят получить в результате отбора у другого вида. Случайность заменяется, казалось бы, полной целенаправленностью. Однако эти (хорошо известные) экспериментальные факты дают выводы, которые плохо совмещаются с понятием о целенаправленности:
при описании дарвиновского естественного отбора понятие о независимых вероятностях и гауссовское распределение случайностей нужно применять с очень большой осторожностью; непрырывная дарвиновская эволюция должна включать в себя нежизнеспособные переходные формы организмов. В современном дарвинизме игнорируются перечисленные выше элементарные следствия всем известных фактов. Остановлюсь более подробно на последнем из них Современные трактовки дарвинизма, поиски их подтверждения в палеонтологических данных и в целенаправленных экспериментах исходят из того, что при видообразовании (и на старших таксономических этапах) должны быть эволюционные переходные формы жизни. Для большинства отличий между крупными таксономическими градациями такие эволюционно постепенные переходные формы найти не удаётся. Как правило, средствами палеонтологии они не обнаруживаются и для эволюции видов. Они не обнаруживаются и для многих сосуществующих сегодня видов. Отсюда делается вывод, что дарвинизм – ошибочен. Однако требование существования переходных промежуточных форм жизни, как, якобы, необходимых для доказательства эволюционной теории Дарвина, отражает только и именно “великую силу извращения чужих мыслей”. Переходные формы в оптимизирующей дарвиновской эволюции видов есть. Они содержат случайные большие или малые отличия разных исходных признаков, характеризующих вид-прародитель. Однако случайное отклонение любого признака живого организма вызывает в нём закономерное изменение процессов и результатов, определяющих другие признаки. Этим случайности ограничиваются конкретными условиями. С ними совместимы далеко не все случайности, поэтому переходная форма не может завершить своё развитие и дать потомство. Переходная форма, как единичный индивидуум, в сложных человеческих экспериментах иногда может быть зафиксирована, даже если она нежизнеспособна. В современной природе, а тем более в палеонтологии, для того, чтобы быть замеченными человеком, особей в составе эволюционно переходных форм должно быть много. Это возможно в том случае, если они устойчивы (в смысле устойчивости физических процессов и критериев устойчивости А. Ляпунова см., главу I рис. 1.2, 1.4). Информация о них тогда синтезирована, то есть может быть запомнена с помощью размножения. Но если такое произошло, то это есть факт возникновения нового вида. Отсюда невозможность наблюдать в природе (в прошлом или сегодня) переходные индивидуумы. Речь может идти только о переходных видах. Но в силу объяснённого выше их отображают изолированные (далеко отстоящие друг от друга) островки наблюдаемых признаков. Поясню. Традиционная путаница в понятии о детерминизме в природе была устранена в [11]. Детерминизм есть пороги, задающие нечувствительность процесса или объекта к его малым изменениям. Нет двух одинаковых людей, но все люди тождественны в своих ключевых признаках и особенностях поведения. На рис. 3.4 это изображено окрестностью значений информации, определяющей возможные виды 1 – 5. Пусть реализованы те исключительные условия, которые необходимы для отбора, приводящего к непрерывной эволюции от одного вида к другому, как это показано на рис. 3.4. При сельскохозяйственном отборе широкий набор условий, по которым целенаправленно происходит селекция, может создать видимость непрерывности внешних изменений. Например, по критерию размеров плодов выведенные сорта вишен почти непрерывно перекрывают диапазон от единиц миллиметров (для их декоративных сортов) до полутора сантимеров. Среди них есть и такие, которые не могут сами себя воспроизводить половым путём. Их размножают вегетативно, например, способом прививок. Однако по другим признакам, например морозостойкости, при непрерывном переходе для размеров плодов – непрерывности нет. Аналогично, пренебрегая размером плода, можно построить непрерывный ряд вишен по морозостойкости. Реально внешние и внутренние условия при эволюции видов заданы независимо от неё. Они определяют в переменных информации и семантической информации линии А на рис. 3.4. Форма жизни, которая окажется устойчивой, возможна при пересечениях с траекторий условий А областей внутренних условий, совместимых с устойчивостью существования вида,. Эти пересечения дают дискретное множество областей в форме возможных реализаций видов живых организмов. Поэтому дарвиновская непрерывная эволюция, как правило, не может дать вульгарно наблюдаемых переходных форм. В своём большинстве переходные формы настолько нежизнеспособны, что, например, у млекопитающих, как правило, приводят к гибели плода до рождения или даже к невозможности оплодотворения. При этом их “переходность”, отнюдь, не в промежуточных вариантах длины ног или шеи. Это примитивная вульгаризация. Переходность выражают сложные изменения кровообращения, дыхания, гормональных систем, систем размножения. Наблюдаем только результат – тот вид жизни, который стал таковым, то есть может размножаться и выживать – запомнен с помощью размножения. Но это уже не есть переходная форма – это новый вид, соответствующий принципам таксономической классификации. В нём, в частности (но не обязательно), эволюционность принципиальных для выживания особенностей метаболизма может содержаться в прямом смысле математической непрерывности. Однако это не исключает скачка вульгарно наблюдаемых признаков. Искать, тем более методами палеонтологии, переходные формы, сопровождающие естественный отбор, и провозглашать, что их отсутствие опровергает дарвинизм – это есть вульгаризация. Переходные формы потому и переходные, что они неустойчивые – не могут оставить следов. Эволюция имеет два принципиально отличных способа реализации. В силу второго начала термодинамики и принципа максимума производства энтропии – самых фундаментальных законов природы – понятие об эволюции содержит в себе две составляющие: иерархические скачки на основе принципа максимума производства энтропии, в которых переходных форм быть не может; непрерывную оптимизирующую эволюцию внутри иерархических ступеней (между скачками) с неустойчивыми (а потому ненаблюдаемыми) переходными формами. Первая составляющая в перечислении скачки. Преемственность в них содержится в семантической информация, задаваемой условиями взаимодействий макромолекул на физико-химическом уровне. Вторая из составляющих иерархического роста энтропии – оптимизация систем – происходит с участием последовательности ненаблюдаемых (нежизнеспособных) переходных форм. Синтезированную информацию о них определяют процессы, пояснённые в связи с рис. 3.4. Существует наблюдаемая последовательность близких видов, переходящих друг в друга, или виды разделяют скачки наблюдаемых признаков – это зависит от конкретных подробностей строения исходных видов и их взаимодействий с окружающей средой траектория возможных изменений видов (рис. 3.4) и её пересечения с траекторией А, описывающей внешние и внутренние условия. И то, и другое – скачки и непрерывность реальны. И то, и другое не противоречит дарвинизму. При дарвиновском оптимизирующем естественном отборе нет альтерантивы – либо только скачки, либо только непрерывная эволюция. При анализе эволюции видов необходим конкретный учёт не только условий внешних (вульгарно наблюдаемых), но и внутренних (незаметных невооружённым глазом). В предыдущей главе было рассмотрено сочетание семантической информации и собственно информации (скачки и эволюция) на уровне предбиологической и первых ступеней биологической эволюции. Следствие этого – жизнь возникает закономерно с высокой вероятностью. Если подходить к дарвинизму строго, а не “извращать чужие мысли”, то в современной природе должны сохраняться эквиваленты самозарождения жизни на уровне первых ступеней собственно биологической эволюции. Они есть достоверно и в относительно большом числе. В главе V я приведу такие реальные случаи и отвечающие им условия. В биологии определения вида, которое бы удовлетворяло всех (несмотря на время, которое прошло от Дарвина до наших дней), пока ещё нет. С точки зрения случайностей можно было бы ввести определение: вид есть совокупность идивидуумов и популяций, отличия внутри которых не выходят за пределы гауссовского закона для распределения случайностей. Если кто-то упрекнёт меня, что это определение не свободно от недостатков известных определений, то спорить не буду. Цель этого определения только в том, чтобы проиллюстрировать роль случайностей с точки зрения изложенного выше. Обычно определения видов основывают на невозможности скрещивания особей. Однако есть разные виды живых организмов, у которых особи могут скрещиваться между собой, давая жизнеспособное потомство (например волки и собаки). Для них, иногда, можно проследить практически непрерывную эволюцию признаков. Тем не менее таксономически эти виды принимаются разными. Но ведь именно такие виды и есть в строгом смысле – переходные формы. Это ещё раз подчеркивает вульгаризацию при современных обсуждениях переходных форм в дарвиновском естественном отборе. Пояснения в связи с гауссовским законом, которые даны выше, не полны. К ним я вернусь в главе IV. Здесь продолжу примеры особенностей некоторых форм жизни в терминах морфологических признаков. Категория: Библиотека » Философия Другие новости по теме: --- Код для вставки на сайт или в блог: Код для вставки в форум (BBCode): Прямая ссылка на эту публикацию:
|
|