Текст книги "Гипноз разумности"

Автор книги: Владимир Цаплин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 44 страниц)

Сделанный вывод представляется логичным и по следующим двум причинам. Первая заключается в том, что предположение о существовании внешней и поэтапно реализуемой программы эволюции – иррационально, потому что предполагает существование всезнающего, всемогущего и всевидящего планировщика, обладающего сверхъестественными возможностями и даром предвидения, т.е. бога. Второе предположение сводится к утверждению, что эволюция уже изначально запрограммирована в геноме природой, и только реализуется в новых видах при наступлении подходящих внешних условий. Кажется, что это предположение не противоречит естественно-научным представлениям, но оно также исключено. Молекула ДНК достаточно хорошо изучена и в ней некуда «спрятаться» даже ничтожной доле той информации, которой обладает все окружающее нас многообразие живых организмов, потому что она на много порядков превышает количество информации, заключенное в зародышевых клетках, с которых всегда начинается развитие нового организма.

Нерешенные противоречия

Одним из сложнейших противоречий в эволюционных исследованиях является, с одной стороны, несомненность механизма мутаций, вроде бы движущих эволюцию, а с другой – его недостаточность, невозможность или временное неумение с его помощью объяснить ту же эволюцию. Мутации появляются постоянно в ходе процессов, происходящих в живой клетке, но существуют и внешние факторы: вредные вещества, микроорганизмы, жесткое электромагнитное излучение, продукты радиоактивного распада и т.д., в том числе естественный радиационный фон. Достаточная вероятность мутаций не удивительна, потому что геном высших организмов, в частности, человека, огромен – включает несколько миллиардов пар нуклеотидов, а интуитивно понятно, что чем сложнее «устройство», тем больше вероятность того, что в нем что-нибудь сломается, а чем больше «мишень», тем проще в нее попасть. В ряде случаев мутация, как выше писалось, может случайно привести к появлению у организма новых полезных признаков, и тогда последствия мутации оказываются положительными. Именно таким образом мутации должны быть двигателем эволюции. Несомненность вывода – в экспериментальном подтверждении существования механизма мутаций и в отсутствии признаков существования каких-либо иных механизмов. Однако, с точки зрения эволюции представляют интерес только мутации, которые приводят к изменениям, передаваемым по наследству, но они чрезвычайно редки не только потому, что естественный темп появления мутаций недостаточен, но главное, бóльшая часть этих событий безразлична для организма, потому что происходит в несущественных для наследования частях ДНК. Более того, большинство мутаций имеют пагубные последствия для жизнеспособности – это летальные мутации и мутантный организм погибает. В случайном мутагенезе частота таких мутаций превышает частоту благоприятных мутаций на 4–5 порядков. Следовательно, только в очень редких случаях мутация может привести к появлению у организма новых полезных признаков. Видимо этим объясняется, что ни в одном эксперименте мутации не вызвали появления выраженного полезного наследуемого признака [23]23
  23. В обзоре http://creation.xpictoc.com/?p=299 поясняется почему появление нечувствительности микроорганизмов или сельскохозяйственных вредителей к антибиотикам или пестицидам не является такой мутацией.


[Закрыть], не говоря уж о том, что ни одна из искусственно индуцированных мутаций не была видообразующей, т.е подтверждающей мутационный механизм макроэволюции. Но даже если допустить, несмотря на многочисленность проведенных экспериментов, что исследователям до сих пор просто не везло – ведь СТЭ меньше ста лет – простой расчет показывает, что для такого механизма эволюции не хватает всего времени существования Земли. Не говоря уж о том, что многие изменения в организме требовали одновременного и согласованного влияния нескольких благоприятных мутаций, что уж совсем невероятно в рамках стохастической теории, т.е. предполагающей случайный характер мутаций! Есть и ряд менее значительных сложностей: например, для вывода о результате мутации требуется время, сравнимое с продолжительностью целой жизни организма. Поэтому исследователи вынуждены использовать только организмы с очень коротким жизненным циклом. К числу таких организмов относятся бактерии – за год меняется 100 000 поколений, и знаменитая плодовая мушка дрозофила (жизненный цикл – примерно 10 дней) – основной объект для исследований мутаций.

И, наконец, загадкой выглядят и информационные скачки в развитии индивидуального организма – информация вдруг появляется «из неоткуда»! А ведь именно эти скачки и выливаются в наблюдаемое разнообразие видов! Через некоторое время после оплодотворения зигота – клетка, образующаяся в результате слияния яйцеклетки и сперматозоида, начинает дробиться, т.е. образуются такие же дочерние клетки все меньшего размера, и в результате формируется комочек подобных друг другу клеток. А затем происходит «чудо»: эти подобные друг другу клетки почему-то начинают дифференцироваться! Из вроде бы одинаковых по строению клеток развиваются разные органы: конечность, голова, легкие и т.д. Точно так же загадочно из практически одинаковых клеток у крабов, например, возникает клешня, у птиц – крыло, а у человека – рука! Ведь как показывают молекулярные исследования, генетический код одинаков в организмах разного уровня сложности – от вирусов до человека, и закономерен вопрос, сформулированный в статье В.П. Щербакова: если «зигота человека мало отличается от зиготы дождевого червя, то как возникает конечная разница между человеком и червем? Это ведь должно быть предопределено в зиготах. ...Где источник новой информации, появляющейся в онтогенезе? ...Онтогенез многоклеточного организма может быть представлен как разветвляющаяся последовательность необратимых трансформаций, каждый этап которой сопровождается появлением новой информации, не содержавшейся в структурах предшествующего этапа в явном виде и не выводимой из них однозначно в соответствии с каким бы то ни было алгоритмом». Где содержалась информация об этих и последующих стадиях развития? Непонятно! Из этого следует, что целиком вырастить эмбрион «в пробирке» принципиально невозможно? А как тогда быть с зародышами в виде икры у рыб и яиц у пернатых, т.е. не живородящих? Непонятно настолько, что даже автор цитируемой статьи, безусловно весьма содержательной и информативной, опубликованной в серьезном академическом журнале по биологии, не удержался от мало понятной сентенции: «Новое содержится в предшествующем в качестве возможного. Эту скрытую (потенциальную) информацию зиготы я обозначил здесь термином «генетический замысел». Несмотря на креационистское звучание, он правильно отражает объективное содержание данной информационной категории, не имеющей аналогии в неживых системах, но весьма сходной с тем, что мы вообще вкладываем в понятие «замысел». Это не план, не проект, не модель. Это то, что нуждается в творческом воплощении. ...Генетическим замыслом зиготы дождевого червя является дождевой червь, а генетическим замыслом зиготы человека является человек». Этой фразой автор далеко не ограничивается, пытаясь донести до читателя свое видение того, что такое «генетический замысел», оставаясь в естественно-научных рамках. «Образно говоря, генетический замысел представляет собой подобие туго скрученной пружины, которая развертывается в ходе онтогенеза. Это развертывание, это наращивание организованной сложности производит впечатление чуда». Но читателю, автоматически следующему представлениям о «механической» и физико-химической причинности, приходится полагаться на слова автора статьи и собственное воображение. Очевидно, что и здесь количество вопросов существенно превышает число ответов, но принцип причинности является незыблемым: из ничего что-то получиться не может. Если есть последующие стадии, то это значит, что они были детерминированы предыдущими, и слово «замысел», как ни крути, не из материальной сферы, а реверанс креационизму, что признает и сам автор статьи, отрицая в то же время подобное предположение. Не должны порождать эйфории понимания сущности жизни и такие достижения биологии и медицины, как расшифровка генома, клонирование, лечение многих генетических заболеваний, генноизмененные растения и животные, перспектива использования стволовых клеток, успехи хирургии, имплантации, иммунологии и т.д. Несмотря на их очевидную грандиозность, едва ли они превышают «толщину кожуры яблока» жизни!

Вывод очевидный – детали эволюционного процесса, касающиеся предшествующего периода, во многом остаются неясными. Биологи полагают, что за последние несколько десятков тысяч лет человек, как вид, не эволюционировал. На многих древних статуэтках и на заготовках неиспользованного материала остались отпечатки пальцев первобытного скульптора, которые ничем не отличаются от таковых современного человека. Такое впечатление, что если бы ребенок-кроманьонец рос и учился вместе с сегодняшними детьми, он сформировался бы в обычного современного человека. Поэтому делать какие-либо предсказания об эволюции вида Homo Sapiens на последующие тысячи лет – занятие бессмысленное и неблагодарное, и было бы самым разумным, констатировав факт временного непонимания, этим и ограничиться, просто продолжая исследования и накапливая информацию.

Кроме того, в эволюционной и молекулярной биологии есть и масса других специфических проблем, иногда не менее значительных, чем перечисленные. К ним относятся методические проблемы получения биологических результатов.

О методике

В науке достоверными являются результаты, удовлетворяющие требованиям воспроизводимости при условии соблюдения тождественности объектов и существенных начальных условий. Очевидно, что в биологии этим условиям удовлетворить либо чрезвычайно трудно, либо принципиально невозможно. Связано это с невероятной сложностью устройства живого, многосвязностью одновременно протекающих реакций и взаимодействий, и отсутствием у людей каких-либо повседневных наблюдений за интимными и скрытыми процессами в живом организме на всех стадиях его появления и существования. Кроме того, для живых организмов решающее значение имеет жизненный цикл или просто фактор времени (а для человека еще и состояние психики!), которые определяют своеобразие одних и тех же жизненных процессов в одном и том же организме. Бессмысленно, например, делать общий вывод, исследуя какие-либо процессы в организме у детеныша и той же особи во взрослом состоянии: можно сделать лишь разовый вывод о возрастной динамике одних и тех же процессов у данной особи, и потом проверить вывод на другой особи в другое время, что, вообще говоря, обесценивает достоверность результата уже тем, что речь идет о разных особях. Сложность биологических исследований многократно возрастает, если речь идет о процессах, идущих на уровне клеток, а тем более на молекулярном уровне. Помимо чрезвычайной технической сложности проведения таких исследований, уникальной прецизионности и дороговизны применяемой аппаратуры, количества параметров, требующих одновременного контроля и измерения, вследствие невообразимого многообразия процессов и связей между ними, многие исследования можно проводить только in-vitro, т.е. с образцами ткани, изъятыми из организма и лишенными того окружения, связей и тех условий, в которых они функционировали в норме. Но тогда допущения, что результаты, полученные in-vitro, не будут отличаться от тех, которые были бы получены в живом организме (in–vivo), являются произвольными и почти ни на чем не основанными – ведь точно проверить их нельзя [24]24
  24. Эта ситуация может быть осложнена еще и «эффектом пробирки», точнее материала, из которого она сделана. В журнале Science опубликована статья «Биоактивные загрязнения в результате выщелачивания материала лабораторной пластиковой посуды» (Bioactive Contaminants Leach from Disposable Laboratory Plasticware, «Science», 7 November 2008,Vol. 322. no. 5903), где ставятся под сомнение результаты многих биологических экспериментов in-vitro вследствие того, что лабораторные пластиковые ёмкости могли начать выделять вещества, влияющие на результат, достаточно было налить в них воду. Возможно, этот эффект не столь значителен, но точно этого никто не знает.


[Закрыть]. Разумеется, все эти эффекты и процессы осознавались и предвиделись, однако часто были неизбежными, что лишний раз свидетельствует о сложности получения однозначных и достоверных результатов. Ясно лишь, что на всех этапах был обязательным принцип причинно-следственной связи между стадиями процессов, протекающих в отдельном организме, или этапами эволюционного процесса. Справедливость этого принципа следует из всего человеческого опыта, однако далеко не всегда просто или возможно указать конкретную причину определенного состояния системы, что является источником дополнительных недоразумений и взаимонепониманий.

ПРИНЦИП ПРИЧИННОСТИ

Суть принципа причинности целиком сводится к условию обязательности причинно-следственной связи событий, которые вызвали наблюдаемое состояние любой системы или тела. Т.е. утверждению, что ни одно событие или явление в природе и обществе не может произойти, если за ним нет материального механизма, в том числе и связанного с мышлением – попросту говоря, к утверждению о невозможности чуда. И непредставимость причины или ее механизма не эквивалентны их отсутствию, а непонимание, скорее всего – временное. Это, очевидное для любого рационально мыслящего человека положение, было со временем облачено в наукообразную форму и названо принципом детерминизма. Противоположность – индетерминизм [25]25
  25. Словарь иностранных слов, Издание седьмое, Москва, «Русский язык», 1980.


[Закрыть]. Несмотря на очевидность, принцип детерминизма никогда не был общепринятым из-за естественного невежества наших предков, менее естественного – наших современников и уж совсем противоестественного – ...некоторых философов, претендующих на продвинутость, но одновременно допускающих возможность возникновения чего-то ниоткуда или из ничего. Но в последние десятилетия детерминизму приходится доказывать иррациональность индетерминизма не только откровенно невежественным, но и просто далеким от науки людям. Им приходится объяснять, что нужно отличать временное непонимание или невнимательность к терминологической точности и строгости определений в выступлениях некоторых ученых-естественников от пропаганды индетерминизма.

Кванотовые эффекты

Первая серьезная волна сомнений в безусловной справедливости детерминизма пришла в 1924 году после возникновения квантовой механики, созданной Луи де Бройлем и Полем Дираком. Одной из основных идей квантовой механики было предположение де Бройля, что любая движущаяся частица с ненулевой массой покоя – электрон, например – обладает и выраженными волновыми свойствами. Представить это невозможно с помощью какого-то зрительного образа, потому что «частицу» нужно одновременно вообразить как сконцентрированный комочек вещества и как «размазанный» в пространстве волновой процесс «чего-то»! Но уже в 1927 году это предположение было экспериментально подтверждено американскими физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером, изучавшими рассеяние ускоренных электрическим полем электронов на вращающемся кристалле никеля. Результаты опыта – последовательность пиков, регистрируемых гальванометром, можно было объяснить только дифракцией, т.е. волновой природой движущихся электронов. Вскоре и на фотопластинке была получена визуальная дифракционная картина, созданная быстрыми электронами, рассеянными тонкой пленкой – чисто оптическое явление, доказывающее волновую природу электронов. Однако оказалось, что точно предсказать, в какое место фотопластинки попадет каждый данный электрон, нельзя – только вероятность его попадания в ту или иную точку пластинки. Создавалась довольно непривычная картина, не похожая на статистический характер прогноза состояния большого ансамбля молекул, где вероятностный характер был связан просто с тем, что технически было невозможно просчитать движение каждой отдельной молекулы из многих миллиардов хаотически движущихся и взаимодействующих частиц, но где движение каждой частицы, тем не менее, было строго детерминировано динамическими взаимодействиями. А в квантовой механике складывалось впечатление, что на каком-то этапе даже единичный электрон, без всякой видимой причины, движется либо в одном направлении, либо в другом, т.е. обладает свободой воли и сам выбирает направление движения, нарушая принцип детерминизма. Это тем более странно, что любые попытки экспериментально проследить (в чрезвычайно тонких и прецизионных экспериментах), как движутся частицы, образующие интерференционную картину, немедленно ее разрушают! Экстраполяция этого факта на макрообъекты, состоящие – в конечном счете – из элементарных частиц, и затем живое вещество было делом техники – принцип детерминизма ощутимо качнулся.. Уже тогда А. Эйнштейн не мог смириться с этим фактом. Из Принстона он писал М. Борну: «В наших научных взглядах мы – антиподы. Ты веришь в играющего в кости бога, а я в полную закономерность в мире объективно сущего... Большие первоначальные успехи квантовой механики не заставили меня поверить в то, что в основе природы лежат законы игры в кости!» [26]26
  26. Альберт Эйнштейн, серия «Жизнь Знаменитых Людей», автор-составитель О. Мицук, Минск, ООО «Кузьма», 1998


[Закрыть] Почему природа не позволяет нам понять механизм подобного явления – на этот вопрос не может ответить никто, по крайней мере в настоящее время. И здесь уместно привести слова выдающегося американского физика ХХ века, лауреата Нобелевской премии, Ричарда Фейнмана: «Мы говорим „в настоящее время“, но мы очень серьёзно подозреваем, что всё это – уже навсегда и разгрызть этот орешек человеку не по зубам, ибо такова природа вещей». С тех пор эффекты квантовой механики не получили последовательного объяснения в рамках принципа детерминизма и по-прежнему используются сторонниками индетерминизма. Остается надеяться, что пессимизм Р. Фейнмана окажется необоснованным, и в процессе конкретных – не философских! – исследований природы эти недоумения найдут вполне детерминистские ответы.

Диссипативные структуры

Второй удар детерминизму, как считается, был нанесен теорией диссипативных структур Ильи Пригожина (1917 – 2006), бельгийского химика, лауреата Нобелевской премии, родившегося в Москве в год Октябрьской революции, и вместе с семьей эмигрировавшего из СССР в 1921 г. В статье, посвященной научной биографии И. Пригожина [27]27
  27. См. сайт http://n-t.ru/nl/hm/prigozhin.htm


[Закрыть], читаем, что «Пригожин развил созданную им теорию диссипативных структур и описал образование и развитие эмбрионов. Критические точки раздвоения в его математической модели соотносятся с точкой, в которой биологическая система в хаосе становится последовательной и стабилизированной. Пригожин предположил, что его теории и математические модели систем, которые зависят от времени, могут быть применимы к эволюционным и социальным схемам...». Упоминание о «критических точках раздвоения» важно с точки зрения разговора о детерминизме. Создается впечатление, что в точках раздвоения (точках бифуркации) нарушается принцип детерминизма и поведение системы становится случайно-беспричинным, т.е. та же «игра в кости», по выражению А. Эйнштейна. Сам И. Пригожин писал [28]28
  28. И. Пригожин «Философия нестабильности», Вопросы философии, № 6, 1991. Там же комментарий чл.-корр. АН СССР С.П. Курдюмова.


[Закрыть] : «Если ...груз (маятника) находится в верхней точке, то в принципе невозможно предсказать, упадет он вправо или влево (точка раздвоения – В.Ц.). Направление падения здесь существенным образом зависит от флюктуации. Так что в одном случае (груз внизу – В.Ц.) ситуация в принципе предсказуема, а в другом (груз вверху – В.Ц.) – нет, и именно в этом пункте в полный рост встает проблема детерминизма. ...Это различие между детерминистическими законами природы и законами, не являющимися таковыми, ведет нас к более общим проблемам...». И далее: «...введение нестабильности ...стало реальностью лишь благодаря... ...появлению новых идей относительно динамических, нестабильных систем, – идей, полностью меняющих наше представление о детерминизме».

Несмотря на прямо выраженное сомнение в справедливости принципа детерминизма, создается впечатление, что дело не в отсутствии причинности, а терминологии. Попробуем это проиллюстрировать на графическом примере (Рис. 1), изобразив некоторую систему в виде последовательности пяти фиксированных состояний (А, В¹, B² , C и D), первое из которых соответствует моменту времени T, а следующие через малые промежутки времени ∆t: т.е. в T+∆t и T+2∆t. Насколько малы промежутки ∆t – зависит от вида системы: для человеческого эмбриона это может быть период соизмеримый с часом, а для движущегося электрона – с миллионной долей секунды.

Рис. 1 СОХРАНЕНИЕ ПРИНЦИПА ПРИЧИННОСТИ В ДИССИПАТИВНОЙ СИСТЕМЕ

Очевидно, что за первый промежуток времени ∆t в системе могут произойти разные флюктуации, в результате чего система придет в очень мало отличимые состояния либо В¹, либо В². О природе этих флюктуаций можно только догадываться и, вполне возможно, они лежат далеко за пределами современных знаний о структуре материи и возможных взаимодействиях. Но о флюктуациях пишет и И. Пригожин в связи с маятником в положении неустойчивого равновесия: «направление падения здесь существенным образом зависит от флюктуации». Таким образом, в переходах А → В¹ или А → В² за счет разных флюктуаций, никакого нарушения детерминизма нет. Эти различия уже определяют дальнейшие состояния С или D системы в момент времени Т+2∆t, отличающиеся гораздо значительнее друг от друга, чем состояния В¹ и В^2. Например, за счет положительных обратных связей. Важно, что и в этом случае состоянию С предшествует состояние В¹, (В¹ → С), а состоянию D состояние В², (В² → D), т.е. принцип детерминизма по-прежнему строго выполняется. Но если весь процесс рассматривается за время 2∆t, т.е. промежуточные состояния В¹ и В² опускаются, то может создаться впечатление, что в некоторой точке – точке раздвоения, указанной на рисунке, система из состояния А без всяких, казалось бы, видимых причин непредсказуемо переходит или в состояние С, или в состояние D, т.е. что принцип детерминизма нарушен. На самом деле точка раздвоения не некая абстракция, лишенная временной протяженности, а эквивалент ∆t. Разумеется, столь очевидные и простые соображения имел ввиду и И. Пригожин, потому что далее он прямо пишет: «Оказалось, что траектории многих систем нестабильны, а это значит, что мы можем делать достоверные предсказания лишь на коротких временных интервалах. Краткость же этих интервалов (называемых также темпоральным горизонтом или экспонентой Ляпунова) означает, что по прошествии определенного периода времени траектория неизбежно ускользает от нас, т.е. мы лишаемся информации о ней». Т.е. на самом деле И. Пригожин в принципе детерминизма не сомневается, подразумевая под «проблемой детерминизма» невозможность однозначного предсказания относительно удаленных по времени состояний неустойчивой или метастабильной системы, а не отсутствия причины как таковой. Тем не менее, терминологическая небрежность высказываний И. Пригожина заставила член-корра АН С.П. Курдюмова из Института прикладной математики им. М.В. Келдыша отметить в комментариях (опубликовано там же): «на макроуровне имеют место явления, принципиально не укладывающиеся в рамки жесткого детерминизма. Но это ...не означает, что детерминизм в принципе неверен и должен быть полностью отброшен, как может показаться по прочтении статьи. ...Иными словами, здесь надо четко указать, в каком смысле детерминизм исчез». Эту цитату можно расшифровать, дополнив словами, что «детерминизм исчез» только в наглядном динамическом смысле, но с ним ничего не случилось, как с причиной определенного состояния. Просто о физической природе этой причины нам ничего конкретно неизвестно – знаний о структуре материи маловато, и поэтому это незнание И. Пригожин заменяет общим словом «флюктуация», хотя сомнений в ее существовании нет.