Подумаешь, геном Ньютона!

Обзавелся недавно толстой книгой с большими картинками. Называется Cave Art, автор - Жан Клотт (Jean Clottes), известный доисторик (эксперт в доисторической эпохе). Впечатлился очень. Я бы не сумел нарисовать так, как рисовали некоторые кроманьонцы 30 тысяч лет назад (впрочем, это скорее мой недостаток, чем их достоинство). А может, про эти пещеры фильм есть какой-нибудь хороший? Оказалось, есть, и даже больше: 1) он снят в 3D и 2) он снят Вернером Херцогом ("Агирре, гнев божий" в моем списке фаворитов). Единственный недостаток фильма - малая плотность информации и некоторые банальности в суждениях комментаторов. В этом плане лучше почитать Жан Клотта, который, кстати, в этом фильме тоже участвует. А в остальном - полный эффект присутствия. Это здорово, потому что во многие пещеры просто так не попасть - даже эксперты ходят туда по строгому расписанию (присутствие людей опасно для жизни рисунков, т.к. меняется микроклимат). Херцогу удалось добыть специальное разрешение от министерства культуры Франции и за несколько дней отснять документалку о пещере Шове. Эта пещера была обнаружена всего 18 лет назад. Оказалось, что рисунки в ней самые древние из известных в Европе (~33000 лет). Причем они изображены настолько мастерски, что пришлось забить на теорию прогрессивной эволюции искусства.

"Стена с лошадьми", пещера Шове, ~ 33000 лет

У другой известной пещеры - пещеры Ласко, тоже закрытой для доступа, - имеется виртуальный двойник, где можно виртуально побродить и поглазеть на рисунки. Недалеко от пещеры также имеется ее реальный бетонный двойник с копиями рисунков (Ласко-2), созданный для смертных посетителей.

"Китайская лошадь", пещера Ласко, ~17000 лет

Между прочим, наши далекие предки помогают в прямом смысле современным палеонтологам. Например, по найденным останкам пещерного льва нельзя было определить, имелась ли у самцов грива или нет, а также какую окраску они имели. Вот этот рисунок, где изображены самец и самка пещерного льва, показывает, что окраска, скорее всего, у них была монотонной, и что гривы у самцов не было.

Пещера Шове, ~33000 лет

Почему существует нечто, нежели ничто?

Этот вопрос обычно будоражил философов и теологов. Теперь к нему вплотную подходит наука и вроде бы даже дает ответ на него. Так пишет Лоуренс Краусс - космолог и один из "отцов" тёмной энергии - в своей книге A Universe from Nothing: Why There is Something Rather Than Nothing. Книга с пылу с жару - январь 2012. Вот вам несколько ломтиков на пробу. Приправил переводом.

Из предисловия:

Прежде всего, нужно посвятить несколько слов понятию "ничто". Ибо, как я выяснил в дискуссиях на эту тему, философов и теологов огорчает тот факт, что я, как ученый, якобы не понимаю в полном смысле, что такое "ничто" (тут я не могу не заметить, что теологи являются экспертами в "ничём").

"Ничто", настаивают они, не является ничем из того, что я обсуждаю. Ничто является небытием в неопределенном и даже неопределяемом смысле. Это напоминает мне мою попытку дать определение Разумному Замыслу (Intelligent Design) в споре с креационистами. Как выяснилось, никакого четкого определения у него нет; можно только сказать, чем он не является. "Intelligent Design" - это все, что можно противопоставить эволюции. Подобным образом, некоторые философы и теологи определяют и переопределяют небытие так, чтобы оно не оказалось той версией, которую описывают ученые.

В этом, по-моему, проявляется интеллектуальная несостоятельность основной массы теологии и некоторой части современной философии. Так как "ничто" точно так же физично, как "нечто", особенно если его определить как "отсутствие этого нечто".

Дальше основная часть кнгиги - обзор того, что мы знаем, чего не знаем, и о чем догадываемся о Вселенной на данный момент. Темная материя, о которой мы почти ничего не знаем. Темная энергия, о которой мы вообще ничего не знаем. Инфляционная модель, в которой квантовые флуктуации были "заморожены" резким расширением и породили ныне видимую крупномасштабную структуру вселенной. Эта же модель дает возможное объяснение тому, каким чудом геометрия нашей вселенной оказалась в точности (в пределах ошибок измерений) евклидовой, а не ушла в сторону сферической или гиперболической геометрии, что сравнимо с карандашом, стоящим вертикально на своем кончике и не падающим в стороны. Биг бэнг, закон Хаббла, реликтовое излучение.

Одним из замечательных фактов о реликтовом излучении является то, что до открытия оно десятилетиями находилось буквально под нашим носом и было потенциально наблюдаемым. Фактически, многие из читателей (из тех, кто постарше) видели его эффект, ничего о том не подозревая. До появления кабельного телевидения телеканалы обычно заканчивали вещание перед рассветом показом настроечной таблицы, после чего на экране оставались лишь статические помехи. Около одного процента из того, что вы видели в это время на экране, было обусловлено излучением, оставшимся со времён Большого Взрыва. 

Иногда полезно на известные вещи посмотреть под новым углом. Например, Докинз не выдумал новых теорий, не выдвинул тестируемых гипотез, а просто повернул угол зрения на живые организмы (где-то на 180 градусов). Таким же альтернативным углом зрения является биосемиотика. Существует она уже десятки лет, но большинство биологов из тех, кто о ней слышал, поглядывают на нее искоса. Действительно, там есть спорные и даже необоснованные утверждения. Но против базовых положений, в общем-то, не попрёшь - они основаны на фактах. А именно, на фактах существования молекулярных (органических) кодов, наиболее известным представителем которых является генетический код. Однако помимо него клетки используют немало других кодов, например, гистоновый код, коды сортировки белков, коды трансдукции сигналов, коды сплайсинга и т.п. Отличие лишь в том, что эти коды не универсальны и не имеют выраженный цифровой характер. И вообще кодами обычно в биологии не называются. А если и называются, то как бы метафорично. Поворот угла зрения, предлагаемый биосемиотикой, и состоит в том, чтобы показать реальность этих кодов и их значение для эволюции. Важными следствиями такого поворота являются следующие вещи:

1) Органические коды становятся наиболее специфической характеристикой жизни (не говорю об определении жизни - я разделяю мнение, что это задача для метафизики, а не науки) - даже более специфической, чем репликация и/или метаболизм.
2) Примечательно, что все крупные макроэволюционные инновации так или иначе связаны с появлением новых молекулярных кодов.
3) Количество используемых в живой системе кодов коррелирует (в отличие, например, от размера генома) с интуитивным представлением о сложности этой системы. Это дает возможность ввести адекватную количественную меру биологической сложности.

Профессор эмбриологии Марчелло Барбиери из университета Феррары - один из основных представителей биосемиотики. Ниже предлагаю краткий пересказ наиболее существенного из его обзорной статьи (у него есть и книга по этой теме).

Я знаю, что обычно для современного христианина вопрос о гармонии или дисгармонии между наукой и религией лишен смысла, что бы там ни было. "Ну, отбор, так отбор. Какая разница, если в итоге мы все равно имеем связь с Богом". Но Френсис Коллинз - генетик, руководитель проекта "Геном человека" и убежденный христианин - проповедует гармонию между наукой и религией, и ему не все равно. Он пытается подойти к этому вопросу с логической позиции, насколько это можно.

Конечно, основной интерес у меня вызвало, как человек совмещает веру именно в теистического Бога и следование именно дарвиновской, т.е. полностью стохастической, эволюции. Коллинз пишет об этом, разумеется.

"Но разве Бог мог так рисковать? Если эволюция носит случайный характер, как Ему удавалось реально управлять ею? И откуда Он вообще знал, что в результате получатся разумные существа?
Ответ на самом деле очевиден, если только перестать применять к Богу человеческие ограничения. Коль скоро Бог находится вне природы, то, тем самым, вне времени и пространства... В таком случае эволюция одним лишь нам представляется случайным процессом, а с точки зрения Бога ее исход был вполне определенным..."

А как же свобода воли, если всё предопределено? Не Бог, а демон Лапласа какой-то. И зачем ему общаться с человеком, если он уже во все времена знает, кто будет искренне делать благое дело, а кто искренне грешить? 

Впрочем, не буду о неведомом. Я хочу сказать лишь следующее. Есть люди, которые ратуют за наличие в эволюции более-менее детерминистской составляющей (не в смысле жесткого детерминизма, а в смысле хотя бы частичной предсказуемости). Ну хоть немножко. Тогда и появление жизни, и возможно даже человека, является в какой-то степени ожидаемым. При этом исходят они из естественных предпосылок, Бога всуе не упоминая. Навскидку - упомянутые недавно Вёзе с Гольденфельдом, Вехтерсхойзер с химически детерминистской теорией возникновения жизни, Стюарт Кауфман и Пол Дэвис с самоорганизацией, где ей отводится основная созидательная роль, а отбору - лишь полировка. Ничего криминального в этих взглядах нет. Неужели верующему нельзя было выбрать что-то из этих вариантов, чтобы не приписывать Богу плохое чувство юмора?

Наконец, кто сказал, что даже чисто дарвиновская эволюция является полностью стохастической? Я? Не может быть. Перебором случайных вариантов организм адаптируется к внешней среде, а многие макропараметры этой среды не случайны. Насколько прав Гулд, говоря, что если прокрутить пленку эволюции назад и повторить сначала, то вероятность появления человека равна почти нулю? Вот, например, Деннетт был бы удивлен, если бы на другой планете с прозрачной атмосферой были обнаружены локомоторно перемещающиеся организмы, но при этом без глаз. Или если бы были найдены продвинутые инопланетяне, но не знакомые ни с одной математической истиной типа 2+2=4. Деннетт даже не очень удивился бы, если бы они выражали эти истины в десятичной системе, как мы. Ведь можно прийти к заключению, что оптимумом для движения является билатеральная симметрия - если конечности и есть, то их всегда четное число. А чтобы хватать-держать двух пальцев мало, двадцать много. Поэтому можно ожидать, что наиболее вероятными системами счисления будут шестеричные, восьмеричные, десятичные, двенадцатеричные. С пиком как раз где-то на десятичной. А какой простор для обоснования того, как естественный отбор с необходимостью приводит к разумным и верующим созданиям... Вот если бы Коллинз оправдывал Бога - если уж он этим занялся - таким образом, а не банальным всё-объясняющим всеведением, это было бы куда оригинальнее.

Из книги для меня стало открытием, что Добжанский был православным христианином (и внучатым племянником Достоевского), и что его знаменитый лозунг являлся призывом теистической эволюции, обращенным к заблудшим креационистам. Сейчас под этим лозунгом шагает вся эволюционная биология, в массе своей атеистическая. Воистину, неисповедимы пути Господни...

Отзыв о книге Коллинза есть у Иванова-Петрова и у Маркова. А здесь фрагмент дискуссии между Коллинзом и Докинзом. Не согласен с аргументом Докинза и Маркова. Дело не в том, что гипотеза мультиверса экономичнее или нет, чем гипотеза Бога. Дело в том, что она настолько же "научна". С ее помощью я могу доказать, что Дед Мороз существует. Возможно, даже в нашей Вселенной.

Голденфельд и Вёзе опять гневятся. Они уже докладывали свой революционный манифест в Nature и не только (см. на русском здесь). Теперь жалуются физикам в физическом журнале.

За что ругают? Все то же самое - редукционизм, тавтологичность естественного отбора, фактология вместо фундаментальности. Более того, они обвиняют принятую в современной биологии парадигму: именно она ответственна за ограниченный успех в борьбе с раком и за распространение нечуствительности к антибиотикам среди бактерий.

А вот если бы с самого начала было выработано физически общее понимание феномена жизни и ее эволюции методами неравновесной статистической механики, то не только эти проблемы, возможно, были бы уже решены, но не оказывались бы сюрпризами такие экстремальные находки, как полностью безкислородные многоклеточные формы жизни или горизонтальный перенос среди высших эукариот.

Conclusions:
В ходе развития науки проблемы, связанные со сложностью систем, откладываются до тех пор, когда их уже нельзя избежать. Физика смогла откладывать серьезное рассмотрение коллективных эффектов в течение почти трехсот лет, и только лет 30 назад она взялась за сложные коллективные феномены, вовлекающие различные шкалы пространства и времени, непредсказуемую динамику и большие флуктуации.
Биологии повезло меньше: она с самого начала имела дело с комплексными феноменами, но не имела соответствующих инструментов. Вместо них для борьбы с концептуальными трудностями была разработана лингвистическая культура из таких решений-догадок, как "естественный отбор". Дальше цитируют Шрёдингера, ну и прочее.

После прочтения инетерсно вернуться к их PNAS-овской статье, где кроме ругани есть и конкретика - применяют свои идеи к проблеме возникновения генетического кода. "Што-та не то" заметно уже во второй строчке абстракта:

The central concept is that a variety of collective, but non-Darwinian, mechanisms likely to be present in early communal life generically lead to refinement and selection of innovation-sharing protocols, such as the genetic code.

Напоминает трубку Магритта, которая не трубка. Вообще, по-моему, в этой статье сидит straw man. Они отождествляют дарвиновский режим с вертикальным наследованием, а так как в их модели преобладает горизонтальный перенос, то они утверждают, что их режим недарвиновский. Straw man в том, что дарвиновская динамика - это в первую очередь случайные изменения генотипа + направленное воздействие среды. А из описания алгоритма их модели следует, что оба эти компонента на месте. То есть их модель самая настоящая дарвиновская, просто механизм мутаций учитывает горизонтальный перенос. Да, и innovation-sharing protocol является лингвистической конструкцией не менее, чем natural selection.

P.S.
Насчет фактологии вместо фундаментальности. Решил посмотреть курс John-a Hawks-a "The Rise of Humans: Great Scientific Debates". Узнать популярно об эволюционной антропологии из первых уст. Вот одна лекция - является ли австралопитек афаренсис нашим предком или нет? Вот другая - относится ли ардипитек к гомининам или нет? Великие дебаты. Я две лекции ждал самого главного. Допустим, является австралопитек нашим предком - что это проясняет в эволюции Homo? А если не является? Но овета так и не услышал. Азия или Африка? То же самое. Нет, детали тоже важны. Но при чем тут великие дебаты?