Страница 42 - Разум природы и разум человека - А.М. Хазен - Философия как наука

Частота спонтанных мутаций на одну клетку на поколение, на­при­мер, в коло­нии бактерий имеет порядок величины 10-8. Поэтому сущест­вует пара­докс – наблюдаемая реально частота мутаций в примитивной трактовке, не учитывающей влияние условий, слишком мала для того, чтобы быть источником случайностей в дарвиновской эво­лю­ции видов. Исчерпывающее устранение этого противоречия дано в главе IV, §6 этой кни­ги. Здесь рассмотрю только неудачную попытку Берга устранить его.

Ещё в 1922 г. возникла крайность, противоположная вуль­гар­ному по­ни­манию случайностей – работа Л.С. Берга «Номогенез или эво­люция на основе закономерно­стей» [88]. Он утверждал в этой работе, что дар­ви­новский естественный отбор может быть только стабилизи­ру­ю­щим. Са­мо по себе это верно и, как было многократно подчёркнуто вы­ше, дар­ви­низму в понимании самого Дарвина это не противо­ре­чит.

Второе утверждение номогенеза в том, что дарвинизму как эволю­ции на основе случайностей, надо противопоставить опять эволюции, но как вы­полнения однознач­ных предзаданных закономерностей.

Берг убеждён, что коли­чест­во мутаций слишком ма­ло, их “ка­че­ст­во” ограни­че­но, а потому отбору не из чего выбирать, то есть борьба за су­­­ществование не может соз­дать такое новое, которое можно обозначить сло­­ва­ми – прогресс в организации. В результате номогенез Берга содер­жит в себе те же противоречия, которые есть во всех попытках критики дар­винизма. “Эволюция на основе закономер­но­стей” в смысле Берга, хо­тел он этого или нет, содержит всё ту же предпосылку – существует цель эволюции жизни. Другая только её форма – слово “цель” заменено сло­вом “закономерности” (хотя и встречается у него в прямом виде слова о целе­со­об­разности жизни). Это не осталось незамечен­ным и были в своё время обви­не­ния Берга в витализме. Однако у Берга в этом есть скрытое раци­ональ­ное зерно – возникновение и эволюция жизни дол­жны быть след­ст­вием единообразия законов живой и неживой природы. Это от­но­сить к витализму нельзя и в этом он прав! Но кон­к­рет­но в чём для жизни заклю­ча­ет­ся едино­об­разие с неживой природой Берг установить не смог. Его сто­рон­ники или про­тивники также сде­лать это не смогли.

Дискуссии о номогенезе (от греческого слова – “закон”) в сопоста­в­лении с дарвинизмом (который Берг определял как тихогенез от гре­чес­кого – “случай”), в смысле выбора какая из двух концепций правиль­ная не случайно и не затихают, и не дают результата. Они его дать не мо­гут потому, что игнорируется введенное самим Дарвиным ограниче­ние пре­делов применимости его теории (что было подчёркнуто в пара­графе 1 этой главы), а концепция из­на­чальной целесообразности живого, поло­жен­ная в основу работы  Берга, заведомо ошибочна.

Мои работы [2] – [11] и изложенное в этой книге, не только уст­ра­няют противоречия случайностей в дарвинизме, но и дают ответ на во­п­рос – какие именно глобальные законы задают общую для живой и не­жи­вой природы движущую силу эволюции? Ответ на него, данный в мо­их работах и в этой книге – второе начало тер­мо­динамики и принцип мак­симума производства энтропии. При этом впер­вые дан строгий ма­те­ма­тический способ установить конкретное соотно­ше­ние между случай­но­стями и действием однозначных физико-химичес­кий законов. Для это­го энтропию-информацию о живых системах надо использовать в форме функ­­­­ции комплексного переменного. Далее при опи­са­нии синтеза ин­фор­­ма­ции надо применять критерии запоминания (ус­той­чивости) в ком­п­­лек­с­ной плоскости (5 на рис. 1.2). Тогда величина семантического коэф­­фи­ци­ента  (формула (1.30)) конкретно укажет для данного вида ор­ганиз­мов соотно­шение случайностей и физико-химических законов.

            Скачки в эволюции жизни парадоксальным образом есть состав­ля­ю­щая именно эволюции. Их процесс и результаты описываются на ос­но­ве запоминания с помощью принципа макси­му­ма производства энтропии при синтезе информации, введенного в [3], [5], [11] и в этой книге.

            Жизнь не есть флуктуация, направленная против роста энтропии. Направленность эволюции жизни существует. Возникновение и эволю­цию жизни задаёт обязательное для всей при­ро­ды направление самопро­из­вольных процессов в сторону роста энтро­пии-информации как функ­ции комплексного переменного, которое выражает второе на­ча­ло термо­ди­на­мики.

            Сегодня общепризнанно, что в эволюции жизни участвует са­мо­ор­га­ни­за­ция существенно неравновесных систем в процессе их стремления к равновесию. Однако только этого не достаточно для описания возник­но­вения и эволюции жизни. Существование цели – равновесия – в более слож­ной и менее явной форме оставляет простор для крайностей, как пов­­­торяющих Ламарка, так и в виде номогенеза Берга. Эти ошибки ис­клю­ча­ют­ся прин­ци­пом максимума произ­вод­ства энтропии.

            “Цель” заклю­чается не в скры­­том от нас предзаданном результате эволюции, а в единственно воз­можном реально – процессы живой и неживой природы рав­но­правно удовлетворяют второму началу тер­мо­динамики и принципу максимума производства энтропии (мак­си­мума способности к прев­раще­ни­ям) – равновесие не есть и не может быть “целью природы”, как в неживой природе, так и при возникно­ве­нии и эволюции жизни.

Для того, чтобы исчерпать дискуссию вокруг дар­ви­низ­ма и номо­ге­неза составлю таблицу своих отве­тов на их проти­во­поставления, сфор­­мулированные Бергом в [88].

Таблица 3.1.

Возникновение организмов происходитиз одной или немногих первичных форм.

из мно­гих тысяч первичных форм.

Реальный ответ

Возникновение новых таксономических градаций есть синтез инфор­ма­ции на основе, в частности, принципа максимума производства энтропии – преодоление предыдущего тупика рав­но­весия. Новое описывают экстремумы энтропии-ин­фор­­мации и её производства для систем с мно­же­ством эле­мен­тов. Они ост­рые, но для наблюдателя «внутри них» содержат разброс сос­тояний эле­мен­тов. Запоминание случайного выбо­ра при синтезе информации на основе принципа максимума производства энтропии происходит для кон­кретного эле­­мента. В этом скрыто присутствует окрестность экст­ре­му­ма в виде мно­жества случайных форм. Поэ­то­му дарви­новский постулат не про­ти­воречит реальности и не есть альтернатива утверждению Берга.

Дальнейшее развитие: происходило дивергентно.

Реальный ответ

Синтез информации на основе принципа максимума производства энт­ро­пии разру­ша­ет тупик равновесия. Это возможно тогда, когда есть условия, препятст­ву­ю­щие его дальнейшему сохранению. Поэтому по причинам своего возникновения такой синтез инфор­ма­ции дивер­гентен – новым условиям дол­ж­ны соответствовать формы жизни, отличающиеся от прежних. Однако синтез информации иерархичен. Его результаты включают в себя действую­щие предыдущие ступени иерархии. Внешние условия в процессе развития новых видов могут сохранять общность с существовавшими до их возникно­ве­ния. Синтез информации, ограниченный такими условиями, неизбежно конвергентен вплоть до тождественности в тех случаях, когда требования условий особо жёсткие. Дивергентность или конвергентность в эволюции жизни зависит от условий для выживания выживающих. Альтернативность формулировок в этом случае некорректна.

Основа дальнейшего развития:случайные вариации отдельных особей

закономерности, захватывающих много особейРеальный ответ

Источник эволю­ции жизни есть случайные вариации отдельных осо­бей. Но они не есть независимые случайности – их ограничивают законо­мер­ные условия, которые общие для многих особей. Опять альтернативность формулировок некорректна.

Путь развития есть:медленные небольшие изменения.

скачки, пароксизмы.

 Реальный ответ

В процессах возврата к равновесию, как правило, отбор работает над малыми генетическими изменениями. Кажущиеся скачки в этом случае воз­ни­кают тогда, когда переходные формы нежизнеспособны. При переходе через тупик равновесия формы жизни, как правило, изменяются скачками. В обо­их случаях в основе этого мутационные генетические изменения. Противопо­ста­в­­ление эволюции в виде медленных изменений и скачков неправомерно. 

Наследственные вариации: их много и идут они по всем направлениям

их ограниченное число и идут они по определённым направлениям

Реальный ответ

В основе синтеза информации о формах жизни – случайности. Их мно­го и идут они по всем направлениям. Но все они ограничены условиями, ко­торые разрешают запоминание только тогда, когда условия удовлет­во­ре­ны, то есть для определённых направлений. Противопоставление некорректно.

Борьба за существование и естественный отбор:

служат фактором прогресса служат консервативным фактором, охраняющим нормуРеальный ответ

При преодолении тупиков равновесия на основе принципа максимума производства энтропии выживание выживающих служит фактором прогресса. При синтезе информации в процессах стремления к равновесию оно же есть консервативный фактор, охраняющий или усовершенствующий норму.

Виды происходят: путём дивергенции, а потому связаны переходами друг с другом

мутационно, а  потому резко разграничены

Реальный ответ

Виды как правило, происхо­дят путём возврата к равновесию в изме­нив­шихся условиях. Это есть дивергентный процесс, имеющий общих родо­на­чальников и вза­им­ные связи результатов. В его генетической основе лежат мутации, ог­ра­ни­чен­ные условиями. Крупные таксономические градации воз­ни­­кают путём преодоления тупиков равновесия на основе принципа макси­му­ма производ­ст­ва энтропии. Опять основа – мутации, ограниченные условия­ми. От­личие кри­териев устойчивости при запоминании на основе принципа мак­симума про­­­изводства энтропии от критериев устойчивости при воз­в­ра­те к равно­ве­сию вы­ра­жа­ет­ся в существенно разных органах, системах и приз­наках, резко разграни­чи­ва­ю­щих такие таксономические градации.  

Эволюция состоит: в образовании новых признаков

в значительной степени в развёртывании задатков

Реальный ответ

Эволюцию жизни описывает иерархический ряд для энтропии-инфор­ма­ции. Поэтому любая таксономическая градация обязательно содержит в себе развёртывание задатков, выражаемых предыдущими ступенями иерар­хии, и образование новых признаков как отображения процессов на послед­ней ступени иерархии синтеза информации.

Вымирание происходит: от внешних причин как от внешних, так и от внутренних причин

Реальный ответ

В силу второго начала термодинамики в формулировках этой работы веч­ное равновесие невозможно. Чем ближе к оптимальному равновесию вид, тем выше вероятность его вымирания. Как правило, решающим в этом ока­зы­вается изменение внешних условий. Однако, если равновесие привело к ос­лаб­лению давления отбора, то вымирание может произойти за счёт накопле­ния генетических ошибок, то есть от внутренних причин.

Общий итог таблицы 3.1 состоит в том, что Дарвин в своей пос­та­нов­ке задачи об эво­люции жизни сформулировал ограничения (см. пара­г­раф 1 этой главы):  он рассматривает сохранение и видоизменение в про­цессах сохранения избранных пород. В пределах такой постановки за­да­чи его методы и результаты справедливы. Диссо­нансы, возникаю­щие для отдельных наблюдений, естественны, так как предпосылки Дар­вина не бесспорны даже для него самого.

Но­мо­генез Берга не содержит в себе анализа предпосылок Дарви­на. Он есть попытка объединить несовместимое для Дарвина, введя цель эво­люции жизни в виде замены случайностей у Дарвина действием фи­зи­ко-химических законов. В этом нет противопоставления! Слу­чай­но­сти действительно ограничены физико-химическими за­ко­нами и спорить в этом не о чем. ­Но жизнь не есть однозначный ре­зультат только самих этих законов. Она есть запомненный с помощью критериев устойчи­во­с­ти случайный выбор, ограниченный усло­виями однозначных законов – син­­теза (создания вновь) информации.

В этом необходимо терминологическое пояснение. Второе начало термо­ди­намики и принцип максимума произ­вод­ства энтропии так же есть од­но­значные законы природы и так же от­но­сятся к физике и химии. Поэ­тому в сформулированном опреде­ле­нии термин – физико-хими­чес­кие за­ко­ны – имеет смысл тех вторичных законов, ко­торые возникли в не­­живой природе как следствие второго начала тер­мо­ди­намики и прин­ци­па макси­му­ма производства энтропии (как первичных законов).

Частота мутаций 10-8 мала, если её сопоставлять с независимыми случайностями в количествах типа одного из 10130 вариантов которые приводятся в литерату­ре об эволюции жизни. Но случайность мутаций ограничена условиями, налагаемыми на ДНК как класс молекул с при­мер­но одинаковой свобод­ной энергией её разных реализаций. В этом есть важные новые особенности, которые рас­смотрю в главе IV.