Приёмная узла "Мысли о России"
(на Интернете)

Оглавление всего диска

Оглавление учебника истори

Пишите нам!

При перепечатке, ссылка на http://www.russia-talk.com/ ОБЯЗАТЕЛЬНА

Оглавление рубрики

11 июля 2011 г. Ниже приводится переведенная редакцией узла «Мысли о России» 14-я глава книги Майкла Дентона (Michael Denton), специалиста по молекулярной биологии и старшего научного сотрудника университета Отаго в Новой Зеландии. Эта заключительная глава суммирует его знаменитую книгу, «Эволюция: теория в [состоянии] кризиса», стр. 326-343, (“Evolution: A Theory in Crisis”, ISBN 10: 0-917561-52-X), нанесшую смертельный удар теории эволюции. Так как эта книга открыла глаза на анти-научность и абсурдность эволюционной теории многим видным учёным и положила начало новому течению в науке – «Разумный дизайн» ( Intelligent design ) – в некотором смысле её можно рассматривать как ответ настоящей науки дарвинизму. Ответ русской православной церкви дарвинизму вкратце суммирован в брошюре иеромонаха Серафима Роуза «Православный взгляд на эволюцию».
     Авторские сноски приведены в квадратных скобках. Чтобы посмотреть сноску следует щёлкнуть мышкой номер сноски в тексте; чтобы вернуться в ту же точку текста следует щёлкнуть мышкой номер сноски в списке сносок.
     Редакция узла «Мысли о России» заранее благодарит читателей, которые соблаговолят прислать возможные исправления перевода.

+ + +

Глава 14 – Загадка совершенства

     На первый взгляд может показаться, что ни во что трудней всего поверить, чем в то, что более сложные органы и инстинкты были усовершенствованы не с помощью некого (аналогичного человеческому, но превышающего его) разума, но накопления бесчисленных незначительных изменений, каждое из которых было полезно для каждого индивидуума.

     Хотя Дарвин пытался убедить мир в доказанности эволюции путём естественного отбора, он признавался в частном порядке друзьям, что переживал моменты сомнения по поводу её способности генерировать очень сложные адаптации или «органы крайнего совершенства», как он их именовал. В письме к Асе Грею (Asa Gray), американскому биологу, написанному в 1861 году, всего через два года после выхода в свет своей брошюры «Происхождение видов путём естественного отбора, или Выживание одарённых рас в борьбе за существование» ("On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favored Races in the Struggle for Life"), он сознаётся в этих сомнениях и признаёт, что «От мысли о глазе меня и по сей день пробирает холодная дрожь».[01]
     Дарвину легко посочувствовать. Такие сомнения, наверное, приходили в голову большинству биологов время от времени, так как, в соответствии со здравым смыслом, действительно, начинает казаться абсурдным, что случай мог бы создать устройства такой сложности и с такой степенью мастерства, что они, казалось бы, представляют собой верх совершенства. Вряд ли найдётся кто-нибудь знакомый с физиологией человека, кто не раз был поражён гениальностью дизайна многих физиологических адаптаций. Как, например, элегантность проявляющаяся в дизайне почек млекопитающих, сочетающих в себе так много удивительно умных приспособлений для получения гомеостаза воды и соли и контроля артериального давления и в то же время концентрации и устранения из организма мочевины, основного конечного продукта азотистого обмена. Или выбор бикарбонатной буферной системы, как главной защиты организма от накопления метаболических кислот. Это особенно элегантное приспособление, которое использует доступность бикарбонатной базы, основного конечного продукта окислительного метаболизма, а также уникальную способностью бикарбоната соединяться с ионами водорода, образуя воду и безобидный углекислый газ, который может быть так удобно выводиться из организма лёгкими для достижения высокоэффективной и оригинальной системы для поддержания гомеостаза кислотной базы.
     Помимо каких-либо количественных соображений, интуитивно кажется невозможным, чтобы такая очевидная гениальность в выполнении дизайна могли когда-либо быть результатом случайностей. Ибо, даже если допустить, что случай , возможно, время от времени может дать относительно гениальное приспособление, кажется непостижимым, что он мог бы достигать так много таких исключительных «совершенств». Можно, конечно, сослаться на определённые типы очевидных «несовершенств» в жизни, где адаптация создаёт впечатление, что природа часто заставляет мириться с оппортунистическими решениями, перекраивая счастливую случайность в нечто напоминающее « несовершенную» адаптацию. Это главное направление аргумента Гулда (Gould) в его обсуждении странно удлинённой кости в руке панды, которую она использует в качестве своего рода большого пальца.[02] И всё же, как и несколько недостающих звеньев не являются достаточными, чтобы закрыть пробелы в природе, несколько несовершенных адаптаций, которые создают впечатление, что они были достигнуты случайно, конечно, на фоне общего совершенства замысла в природе, являются недостаточной основой для аргументирования самодостаточности случая. Такие недостатки служат лишь тому, чтобы подчеркнуть тот факт, что, в общем, биологические адаптации проявляют, как Дарвин признал: «Совершенство структуры и коадаптации, которые справедливо вызывают наше восхищение».[03]
     Интуитивное ощущение того, что чисто случайно никогда невозможно было бы достичь той степени сложности и изобретательности, которые так распространены в природе, было постоянным источником скептицизма со времени опубликования Происхождения; и на протяжении последнего столетия всегда существовало значимое меньшинство первоклассных биологов, которые не были в состоянии заставить себя признать доказанность дарвиновских претензий. Более того, число биологов, которые проявляют некоторую степень разочарования, практически безгранично. Когда Артур Кёстлер организовал Альпбах (Alpbach) симпозиум в 1969 году под названием «По ту сторону редукционизма», специально для объединения усилий биологов, критикующих ортодоксальный дарвинизм, он смог включить в список участников многих авторитетов с мировым именем, таких как шведский нейробиолог Холгар Хайден (Holgar Hyden), зоологи Пол Уайс (Paul Weiss) и В. Х. Торп (W. H. Thorpe), лингвист Дэвид Макнил (David McNeil) и детский психолог Жан Пиаже (Jean Piaget). Вот что Кёстлер заявил в своём вступительном слове:[04] «... Приглашения были посланы только лицам, занимающихся научной деятельностью, с бесспорным авторитетом в своих областях, которые, тем не менее, разделяют это святое недовольство».
     На симпозиуме института Вистар (Wistar) в 1966 году, в котором приняли участие математики и биологи с безупречной академической репутацией, сэр Питер Медавар (Peter Medawar) признал в своём вступительном слове существование широко распространённого чувства скептицизма по поводу роли случайности в эволюции, чувство, в его собственных словах, что:[05] «... что-то отсутствует в ортодоксальной теории».
     Пожалуй, ни в одной области современной биологии проблемы, связанные с чрезвычайной сложностью и изобретательностью биологической адаптации, более очевидны, чем в новом увлекательном молекулярном мире клетки. Под световым микроскопом с увеличением в несколько сотен раз, как было возможно во времена Дарвина, живая клетка представляет собой довольно неприглядное зрелище постоянно меняющейся и, видимо, неупорядоченной структуры капель и частиц, которые, под влиянием невидимых бурливых сил, постоянно мечутся во всех направлениях. Чтобы постичь реальность жизни так, как это позволяет сделать молекулярная биология, мы должны увеличить клетку в тысячу миллионов раз, пока она не достигнет 20 километров в диаметре, напоминая гигантский воздушный корабль достаточных размеров, чтобы покрыть Лондон или Нью-Йорк. То, что мы бы тогда увидели, представилось бы нам объектом беспрецедентной сложности и адаптивного дизайна. На поверхности клетки мы бы увидели миллионы дверец, наподобие люков огромного космического корабля, постоянно открывающихся и закрывающихся, чтобы впускать и выпускать непрерывные потоки веществ. Если бы мы проникли в один из этих люков, мы бы увидели себя в мире высшей технологии и потрясающей сложности. Мы увидели бы бесконечные строго организованные коридоры и трубопроводы, разветвляющиеся в разных направлениях от периметра клетки, одни ведущие к центральному банку памяти в ядре, а другие – к сборочным и обрабатывающим цехам. Ядро клетки выглядело бы огромной сферической камерой более километра в диаметре, напоминающей геодезический купол, внутри которого мы бы увидели аккуратно сложенные в упорядоченные массивы мили спиральных цепочек молекулы ДНК. Огромный ассортимент продукции и сырья сновал бы по всем многообразным каналам в высокоупорядоченном режиме ко всем и из всех различных сборочных цехов во внешних областях клетки.
     Мы бы поражались уровнем контроля, подразумевающимся в безошибочном движении такого количества объектов по бесконечным каналам. Мы увидели бы вокруг нас, во всех направлениях, различные машины-роботы. Мы бы заметили, что простейшие из функциональных компонентов клетки, молекулы белка, были поразительно сложными молекулярными машинами, каждая из которых состояла из около трёх тысяч атомов, расположенных в высокоорганизованных 3-D пространственных структурах. Мы поражались бы ещё больше, наблюдая удивительно целенаправленную деятельность этих таинственных молекулярных машин, особенно осознав, что, несмотря на все наши накопленные знания по физике и химии, разработка одной из таких молекулярных машин – т.е. одной функциональной молекулы белка – было бы за пределами наших возможностей. А ведь жизнь клетки зависит от согласованной деятельности тысяч, наверняка десятков, а может и сотен тысяч различных белковых молекул.
     Мы бы увидели, что почти все особенности наших собственных современных машин имели бы аналоги в клетке: искусственные языки и системы их декодирования, банки памяти для хранения и поиска информации, элегантные системы управления регулирующей автоматизированной сборки узлов и деталей, устройства отказоустойчивости и корректуры, используемых для контроля качества, процессов сборки с применением принципа заготовок и модульной конструкции. Настолько глубоко у нас будет чувство дежа-вю, аналогии настолько будут убедительны, что большая часть терминологии, которую мы бы использовали для описания этой увлекательной молекулярной реальности, будет заимствована из мира технологии конца ХХ-го века.
     То, что мы бы увидели, был бы предмет, похожий на огромный автоматизированный завод, завод больше, чем город и исполняющий почти столько же уникальных функций, что и во всей производственной деятельности человека на Земле. Однако это был бы завод, который имел бы один признак, не встречающийся ни в одной из наших самых современных машин – способность к репликации всей своей структуры в течение нескольких часов. Наблюдать такой акт при увеличении в тысячу миллионов раз было бы впечатляющим зрелищем.
     Чтобы получить более объективное понимание уровня сложности представленной в клетке, рассмотрим вопрос строительства атомной модели. Всего типичная клетка содержит около десяти миллионов миллионов атомов. Предположим, что мы решили построить точную копию в масштабе тысячу миллионов раз больше, чем клетка, так что каждый атом модели был бы размером с теннисный мяч. Построение такой модели со скоростью одного атома в минуту заняло бы пятьдесят миллионов лет, и объект, который мы бы в итоге получили, был бы завод-гигант, описанный выше, около двадцати километров в диаметре, с объёмом тысячи раз большим, чем Великая пирамида.
     Копируя природу, мы могли бы ускорить построение модели с помощью малых молекул, таких как аминокислоты и нуклеотиды, а не отдельных атомов. Так как отдельные аминокислоты и нуклеотиды состоят из от десяти до двадцати атомов каждый, это дало бы нам возможность завершить проект менее чем за пять миллионов лет. Мы также могли бы ускорить проект путём массового производства тех компонентов клеток, которые присутствуют во многих экземплярах. Около трёх четвертей массы клетки состоит из таких компонентов. Но даже если бы мы могли производить эти компоненты очень быстро, нам бы всё равно пришлось бы столкнуться с производством одной четверти массы клетки, которая состоит в основном из компонентов, которые встречаются только один или два раза и которые должны быть поэтому построены на индивидуальной основе. Сложность клетки, как и любого сложного механизма, не может быть сведена к какой-либо простой схеме, как не может его изготовление свестись к простому набору алгоритмов и программ. Работая постоянно днём и ночью нам всё равно будет трудно закончить модель в течение одного миллиона лет.
     С точки зрения сложности, отдельная клетка ничто по сравнению с такой системой, как мозг млекопитающих. Человеческий мозг состоит приблизительно из десяти миллиардов нервных клеток. Каждая нервная клетка выпускает где-то порядка между десятью и ста тысячами соединительных волокон, при помощи которых она вступает в контакт с другими нервными клетками мозга. О бщее количество подключений в человеческом мозге приближается к 10¹⁵ или тысяче миллионов миллионов. Числа порядка 10¹⁵, конечно, полностью за пределами понимания. Представьте себе площадь около половины США (один миллион квадратных миль) покрытую лесом деревьев, содержащих десять тысяч деревьев на квадратный километр. Если каждое дерево насчитывает 100.000 листьев, общее количество листьев в лесу будет 10¹⁵, что эквивалентно количеству подключений в человеческом мозгу!
     Несмотря на чудовищность количества соединений, разветвляющийся лес волокон не хаотическое произвольное сплетение, но очень организованная сеть, в которой высокая доля волокон является уникальными адаптивными каналами связи, идущими по своим собственным выделенным путям через мозг. Даже если только одна сотая подключений в мозгу были специально организованы, то это составило бы систему, содержащую гораздо большее количество конкретных соединений, чем вся сеть связи на Земле. Из-за огромного количества уникальных адаптивных связей, для сборки объекта, отдалённо напоминающего головной мозг, потребуется вечность, даже применяя самые изощрённые методы инженерии.
     Несомненно, сложность биологических систем с точки зрения огромного числа уникальных компонентов очень впечатляет, и это поднимает очевидный вопрос: может ли какой-либо чисто случайный процесс, когда-либо собрать такие системы в имеющееся время? Так как вся сложности живой системы сводится, в конечном счете, к его генетической схеме, действительно важный вопрос – какова сумма всех уникальных адаптивных генетических признаков необходимых для спецификации высшего организма, как млекопитающее? Т.е., сколько генов содержится в геномах высших организмов? И сколько уникальных адаптивных функций содержится в каждом отдельном гене?
     Мы видели в десятой главе, что каждый ген является цепочкой ДНК около тысячи нуклеотидов. Если только десять процентов нуклеотидов адаптивно важны для спецификации закодированного белка, то каждый ген будет содержать сто уникальных адаптивных черт или существенных битов информации. Это, вероятно, будет минимальной оценкой, потому что, как мы также видели в десятой главе, весь вопрос о количестве генов и сложности недавно претерпел революцию из-за открытия, что большинство генов у высших организмов расщеплены. Теперь ясно, что процесс экспрессии генов является гораздо более сложным, чем казалось возможным всего лишь несколько лет назад, и что значительное количество уникальных резок и сплайсинга необходимы для сборки каждой молекулы мРНК во всех высших организмах. Так как представляется вероятным, что большая часть информации, управляющей этими точными рекомбинациями находится в фактической последовательности самого гена, то ряд существенных битов информации в большинстве генов, вероятно, варьируется от ста до одной тысячи.
     Действительно важный аспект явления расщепления гена в данном контексте не столько в том, что сильно осложняет каждый отдельный ген, а в том, что оно обеспечивает рекомбинационный механизм для значительного расширения общего количества генов в геномах высших организмов. В жизни, даже без какого-либо рекомбинационного расширения, у высших организмов имеется достаточно ДНК для спецификации более одного миллиона генов. С таким количеством ДНК, очевидно, что, за счёт использования рекомбинационной возможности, общее число генов может быть расширено до цифры, намного превышающей один миллион.
     Возможно ли, что число генов у высших организмов может быть расширено таким образом? Увеличивающееся и всё более непреодолимо убедительное количество доказательств указывает в этом направлении. Уже известно, что этот механизм срабатывает в иммунной системе и в геномах ДНК вирусов, которые напоминают геномы высших организмов. Кроме того, есть возможность, для которой существует уже несколько наводящих доказательств, что разработка конкретных связей в мозгу может вызвать необходимость оснащения отдельных нервных клеток или небольших подмножеств нейронов конкретными биохимическими ярлыками; и это само по себе может потребовать до десяти тысяч миллионов генов, поскольку это является числом нервных клеток в мозгу млекопитающих.
     Если в течение ближайших нескольких лет выявится, что этот рекомбинационный механизм используется для достижения огромного расширения общего числа генов у высших организмов, то станет вполне возможно, что общее количество уникальных адаптивных характеристик у, скажем, млекопитающих геномов будет порядка 10¹³ (10¹⁰ генов, каждый из которых содержит 10³ значащих битов информации). Что может поставить, казалось бы, почти непреодолимую «числовую проблему» для дарвиновской теории – проблему такого масштаба, что она сделает все другие анти-дарвиновские аргументы излишними.
     Но тут дело не только в сложности живых систем, которая является такой большой проблемой, но также в невероятной изобретательности, которая так часто проявляется в их конструкции. Изобретательность в биологическом дизайне особенно бросается в глаза, когда она проявляется в решении проблем, аналогичных встречающимся в наших собственных технологиях. Без наличия камеры и телескопа большая часть изобретательности в разработке глаз не была бы воспринята. Хотя анатомические компоненты глаза были хорошо известны учёным в пятнадцатом веке, изобретательность его дизайна не оценили до семнадцатого века, когда основы оптики формирования изображений впервые были чётко выражены Кеплером (Kepler), а затем и Декартом (Descartes). Тем не менее, только в восемнадцатом и девятнадцатом веках, когда строительство оптических приборов стало более сложным, с использованием подвижных ирисов, фокусировочного устройства, и корректировки сферических и хроматических аберраций – все функции, которые имеют свои аналоги в глазу – изобретательность оптической системы [глаза] могла наконец-то быть оценена полностью Дарвином и его современниками.
     Теперь мы знаем, что глаз гораздо более сложный инструмент, чем он виделся нам сто лет назад. Электро-физиологические исследования недавно обнаружили очень сложные связи между нервными клетками сетчатки, что позволяет глазу выполнять многие виды предварительной обработки зрительной информации, прежде чем передать её в двоичном виде в головной мозг. Умность этих механизмов была снова подчёркнута их близкими аналогами с приспособлениями усиления и очищения изображений, осуществляемыми сегодня с помощью компьютеров, такие как те, что используются NASA, для изображений, передаваемых из космоса. Сегодня было бы более правильно думать о телевизионной камере, когда мы ищем аналогии с глазом.
     Существуют десятки примеров, когда достижения в области технологии подчёркивают изобретательность биологического замысла. Одним из замечательных примеров этого стало строительство советской машины для исследования луны: Лунахода, который двигался на сочленённых ногах. Ноги, а не колеса, были выбраны из-за гораздо большей лёгкости, с которой сочленённая машина могла идти по пересечённой местности, ожидающейся на лунной поверхности. В общей сложности Лунаход устрашающе напоминал гигантского муравья до такой степени, что стало больше невозможным смотреть на сочленённые ноги насекомых, не испытывая новое чувство благоговения и осознания того, что то, что когда-то считалось обыденным и поверхностно рассматривалось как простая адаптация, представляет собой очень сложные технологические решения проблемы мобильности на неровной поверхности. Контроль механизмов, необходимых для координации движений сочленённых ног намного сложнее, чем можно себе представить на первый взгляд. Как признали Райберт (Raibert) и Сатзерленд (Sutherland), работающие в настоящее время в этой области:[06]
      Ясно, что очень сложные компьютерные программы станут важным компонентом машин, которые смогут плавно ползать, ходить и бегать.
     Однако только на молекулярном уровне аналогия между механическим и биологическим мирами настолько поразительна, что гений биологического дизайна и совершенствования достигнутых целей наиболее ярко выражены. Возьмём, к примеру, проблему хранения информации, различные решения, которые были использованы в человеческом обществе: в течение тысяч лет информация хранилась в письменных знаках на глиняных табличках, бумажных свитках и в книгах. Но в настоящее время получение информации ускоряется настолько быстро, что печатная страница быстро устаревает и более экономичные и современные средства хранения информации понадобятся в скором времени. Уже сейчас информация хранится в виде микрофильмов. Тем не менее, в конечном счёте, даже микрофильмы станут слишком неэффективными, и мы можем быть вынуждены начать разработку способов хранения информации в химических кодах, которые позволили бы сократить текст книги до микроскопической точки. Проблемы, связанные с разработкой химических кодирующих устройств, в настоящее время рассматриваются, однако на сегодняшний день никому не удалось найти практическое решение.
     Химическое решение проблемы хранения информации, естественно, было реализовано в живых организмах, используя свойства длинной цепи-подобных полимеров ДНК, в которых клетки хранят свою наследственную информацию. Это великолепное экономичное решение. Способность ДНК для хранения информации значительно превосходит любые другие известные системы, она настолько эффективна, что вся информация, необходимая для спецификации такого сложного организма как человек, весит меньше, чем несколько тысяч миллионных долей грамма. Информация необходимая для спецификации дизайна всех видов организмов, которые когда-либо существовали на планете – в соответствии с Г. Г. Симпсоном (G. G. Simpson) приблизительно один миллиард[07] – может разместиться в чайной ложке и там ещё будет место для всей информации, содержащейся во всех когда-либо написанных книгах.
     Гений биологического замысла проявляется также в способности клеток к синтезу органических соединений. Живые существа способны синтезировать точно те же виды органических соединений, что и те, которые синтезируют органические химики. Каждая из химических операций, необходимых для построения конкретного соединения, осуществляется определённой молекулярной машиной известной как энзим. Каждый энзим является одной большой белковой молекулой, состоящей из нескольких тысяч атомов, связанных вместе, чтобы сформировать специальную пространственную конфигурацию, которая наделяет молекулы способностью проводить уникальные химические операции. Когда нужны несколько энзимов, необходимых для сборки конкретного соединения, они располагаются рядом друг с другом так, что после каждого этапа операции, частично завершённое соединение может быть удобно передано следующему энзиму, который выполняет следующую химическую операцию и так далее, пока соединение не собрано окончательно. Процесс настолько эффективен, что некоторые соединения могут быть собраны менее чем за секунду, в то время как во многих случаях те же синтетические операции, осуществляемые химиками, даже в хорошо оснащённых лабораториях, занимают несколько часов, или дней, или даже недель.
     Автоматизированная сборка является другой особенностью, которая достигла своего воплощения в живых системах. За исключением относительно простых единиц техники – части телевизоров, шарикоподшипники, молочные бутылки – полностью автоматизированное производство до сих пор не было достигнуто в нашей технологии. Клетка, однако, производит все её составные структуры, даже самые сложные, при помощи полностью автоматизированных методов сборки, которые с точностью регулируются и контролируются. В отличие от наших псевдо-автоматизированных сборочных заводов, где постоянно ведётся внешний контроль, производственные мощности клетки полностью саморегулирующиеся.
     Современная технология постоянно стремится к повышению уровня миниатюризации. Рассмотрим биологическую лабораторию Викинга (Viking), который недавно совершил посадку на Марсе. Хотя только один кубический фут в объёме, она могла выполнять больше операций, чем химическая университетская лаборатория, а использование около 40.000 функциональных компонентов – действительно невероятное достижение! Однако, как мы видели, каждая живая клетка является настоящей автоматизированной фабрикой, зависящей от функционирования до ста тысяч уникальных белков, каждый из которых может рассматриваться как основной рабочий компонент аналогично одному из компонентов в лаборатории Викинга. Каждый белок сам по себе является очень сложным объектом, машина гораздо более сложная, чем любой из компонентов биологической лаборатории Викинга, состоящий из нескольких тысяч атомов, каждый из которых специально ориентируется в пространстве. Для данного сравнения, мы будем игнорировать дополнительную сложность каждого из рабочих компонентов клетки. Типичная клетка может иметь диаметр 20 микронов и объём примерно 4000 кубических микронов: объём биологической лаборатории космического корабля Викинг был один кубический фут, или примерно 10¹⁶ кубических микронов, около 10¹³ раз больше, чем объём живой клетки, содержащей эквивалентное количество компонентов. Это сравнение не умаляет гения нашей технологии, а лишь подчёркивает совершенно фантастический характер технологии реализованной в живых системах.
     В ближайшем будущем одной из главных технологических проблем, стоящих перед нашей культурой, будет разработка новых источников энергии. Решение проблемы извлечения солнечной энергии была решена три с половиной миллиарда лет назад когда началась жизнь на Земле. [автор, к сожалению, использует мифический возраст Земли, ред. МоР]. Решение заключается в хлоропласте, являющимся микро-миниатюрным заводом солнечной энергии, преобразующим солнечный свет в сахар – углеводородное топливо, которое, в конечном счёте, даёт энергию каждой клетке на Земле. Хлоропласт также был первоисточником всех ископаемых видов топлива, от которых наша технология в настолько решающей степени зависит, и без которых процесс индустриализации никогда бы не начался.
     Каждый сегодня знаком с искусственными языками, такими как те, которые используются в компьютерах, где информация хранится в кодированном виде в длинных линейных цепях. Точно такая же техника используется живыми системами. Во всех человеческих языках и во всех искусственных системах кодирования отдельные сообщения кодируются в дискретных следующих одна за другой последовательностях. Предложения, например, никогда не пересекаются. После выяснения генетического кода и осознания того, что генетическая информация хранится в ДНК, аналогично другим системам кодирования, предполагалось, почти повсеместно, что гены, как и предложения, будут дискретными непересекающимися последовательностями, каждая расположенная в конкретной линейной области ДНК.
     Тем не менее, несколько лет назад удивительное открытие было сделано группой биохимиков в Кембриджском университете. Во время работы над ДНК небольшого вируса они обнаружили, что в нём содержится больше информации, чем можно было бы объяснить, если бы гены были расположены в линейных дискретных последовательностях. В течение некоторого времени это несоответствие было очень загадочным и объяснение, когда дело решилось, поразило биологический мир. После разработки точной последовательности всех ДНК вируса, было сделано открытие, что в некоторых регионах два гена были встроены вместе в ту же последовательность, то есть они перекрывали друг друга.[08]
     Когда два гена перекрывают друг друга в той же последовательности, информация для обоих закодированных белков, содержится в одной последовательности ДНК таким же образом, как одна последовательность символов в коде Морзе может содержать информацию для двух слов и рассматриваться двумя различными способами:

     Таким образом, расхождение между потенциалом кодирования и числом синтезируемых белков объяснило механизм замечательный изобретательности.
     Перекрытие ген не единственно недавно обнаруженное остроумное устройство для уплотнения информации с большой экономичностью в последовательностях ДНК. ДНК состоит не только из генов, содержащих закодированные сообщения для спецификации белков; значительная часть участвует в контрольных операциях, выключение и включение разных генов в разное время и в разных клетках. Считалось, опять же по аналогии с такими человеческими информационно-поисковыми системами, какие могут быть использованы в библиотеке или в файловой системе компьютера, что ген должен быть расположен рядом с, но отдельно от генов под его контролем. Для этой очень логичной точки зрения существовало некоторое эмпирическое свидетельство, но, опять же, как и в случае перекрывающихся генов, биологический дизайн оказался намного умнее, чем подозревали, поскольку было обнаружено, что многие последовательности ДНК, которые выполняют важнейшие функции управления, связанные с информационно-поисковой функцией, находятся не рядом с генами, которые они контролируют, но фактически встроены в сами гены.
     Другое устройство уплотнения, которое выявили в живых системах и что опять-таки не имеет строгой аналогии в нашей собственной технологии – использование продуктов распада белков для выполнения всевозможных функций, часто не имеющих отношения к первоначальной функции «материнского» белка. Таким образом, многие функции белка пакуются в исходную молекулу. Процесс начинается с синтеза оригинального белка, который, после выполнения своей функции, распадается в клетке на два небольших белка, каждый из которых выполняет ещё две функции. Эти два белка снова разбиваются на ещё более мелкие белки, способные исполнять ещё дополнительные функции. Это несколько аналогично целому набору инструментов уплотнённых в первый инструмент, требуемый, чтобы начать конкретную операцию, а когда начальная операция завершена, инструмент распадается на следующие два инструмента, необходимые для эксплуатации и так далее, до завершения операции.
     Одним из достижений живых систем, которое, конечно, не имеет каких-либо аналогий в нашей собственной технологии, является их способность к самостоятельному дублированию. С рассветом века компьютеров и автоматизации после Второй мировой войны, теоретическая возможность создания самовоспроизводящихся автоматов серьезно рассматривалась математиками и инженерами. Фон Нейман очень подробно обсуждает эту проблему в своей знаменитой книге «Теория самовоспроизводящихся автоматов»[09], но практические трудности превращения мечты в реальность, оказались непреодолимыми. Как фон Нейман указал, строительство каких-либо самовоспроизводящихся автоматов потребует решения трёх основных проблем: хранение информации, дублирование информации, и проектирование автоматизированного завода, который может быть запрограммирован из хранилища данных построить все другие компоненты машины, а также дублирования себя. Решение всех трёх проблем можно найти в живых организмах и их разъяснение было одним из триумфов современной биологии.
     Настолько эффективным является механизм хранения информации и элегантный механизм дублирования этой замечательной молекулы, что трудно отделаться от ощущения, что молекула ДНК может быть одним и единственным идеальным решением для проблем-близнецов – хранения информации и дублирования – для самостоятельного тиражирования автоматов.
     Решение проблемы автоматизированного завода заключается в рибосоме. В основном, рибосома является подборкой около пятидесяти или около того крупных молекул, в основном белков, компактно упакованных. Вся рибосома состоит из высоко организованной структуры из более одного миллиона атомов, которые могут синтезировать любой белок, который ей поручит сделать ДНК, в том числе специальные белки, которые могут угрожать её собственной структуре – так что рибосома может построить сама себя!
     Аппарат синтеза протеина также, однако, является решением ещё более глубокой проблемы, чем самовоспроизведение. Белки могут быть предназначены для выполнения структурных, логических и каталитических функций. Например, они образуют непроницаемый материал кожи, сократительные элементы мышц, прозрачное вещество хрусталика глаза: и, благодаря их практически неограниченному потенциалу, почти любой мыслимый биохимический объект может быть, в конечном счёте, построен с использованием этих замечательных молекул в качестве основных структурных и функциональных подразделений. Выбор аппарата синтеза белка в качестве решения проблемы автоматизированного завода имеет глубокие последствия. Он не только представляет решение одной из задач проектирования самостоятельного дублирования машины, но он также представляет решение ещё более глубокой проблемы – создание универсальной автоматики. Аппарат синтеза протеина может не только копировать себя, но, кроме того, если дать правильную информацию, он также может строить любые другие биохимические машины, не взирая на степень их сложности, лишь бы их основные функциональные блоки состояли из белков, которые, в силу практически бесконечного числа их использования, что придаёт ему почти безграничный потенциал.
     Поражает воображение мысль, что эта замечательная машина, которая обладает предельной способностью для создания всех живых существ, когда-либо существовавших на Земле, от гигантского красного дерева до человеческого мозга, может построить все свои компоненты в считанные минуты и весить меньше, чем 10^-16 грамма. Это порядка нескольких тысяч миллионов миллионов раз меньше, чем наименьшая деталь функциональных машин когда-либо построенных человеком.
     Человеческий интеллект является ещё одним достижением жизни, которое ни с чем не сравнимо в нашей технологии, несмотря на огромные усилия и значительные достижения, которые были сделаны в последние два десятилетия в достижении цели искусственного интеллекта – цели, которая всё ещё может быть дальше, нежели это часто предполагается. Как Дэвид Вальц (David Waltz) указывает в недавней статье в журнале Scientific American, никаких машин до сих пор не построено, которые могут существенным образом имитировать когнитивные способности человеческого мозга. Наиболее показательной критикой текущей работы в области искусственного интеллекта является то, что она не была успешной в моделировании того, что называют здравым смыслом. Как объясняет Вальц, мы до сих пор не понимаем, как человеческий мозг думает:[10]
     Должны быть разработаны существенно лучшие модели человеческого познания перед тем как смогут быть разработаны системы, которые будут выполнять даже упрощенные версии задач здравого смысла. Я думаю, что разработка таких моделей займёт меня и многих других в течение длительного времени.
     Может оказаться, что и самодублирование и интеллект не могут быть достигнуты с точки зрения технологии небиологических пластмасс и металлов. Возможно, полностью умная машина, т.е. та, которая сможет имитировать интеллект человека, требует структуры, приближающейся к сложности человеческого мозга, что может означать, как мы видели выше, что цель никогда не может быть достигнута, так как для объектов такой сложности потребуется вечность для их сборки с точки зрения наших текущих возможностей техники.
     Жуткий артефакт-образный характер жизни и аналогии с нашими собственными современными машинами имеет важное философское следствие, он обеспечивает средства для мощной переформулировки старых аналогичных аргументов для дизайна, который был одним из основных аргументов креационистов, используемых в западной истории – возвращение к Аристотелю – и представлены в своей классической форме Уильямом Палеем (William Paley) в его знаменитом трактате о часах и часовщике.
     По словам Палея[11], мы никогда бы не заключили в случае с машиной, как, скажем, часы, что её дизайн был исполнен естественными процессами, такими как ветер и дождь, а, скорее, мы были бы обязаны предположить роль часовщика. Живые существа похожи на машины, демонстрируя такую же адаптивную сложность, и мы должны, следовательно, вывести по аналогии, что их разработка также является результатом интеллектуальной деятельности.
     Одна из главных слабостей этого аргумента была подмечена Дэвидом Хьюмом (David Hume)[12], который указал, что организмы могут выглядеть как машины лишь поверхностно, но по своей сути они естественны. Только в том случае, когда объект поразительно аналогичен машине в очень глубоком смысле, заключение о дизайне будет приемлемо. Критика Хьюма, как правило, считают, фатально ослабила основные аналогичные предположения, на которых был сделан вывод в пользу проектирования, и это, безусловно, верно, так как ни в восемнадцатом веке, ни в любое время в течение двух последних столетий не было достаточных доказательств полагать, что живые организмы были как машины в любом глубоком смысле этого слова.
     Возможно только рассматривать неизвестный объект как артефакт, если его дизайн использует хорошо понятые технологические принципы его и его создания может быть хорошо представлено. По этой причине человек каменного века имел бы большие трудности в распознавании продуктов технологии двадцатого века, машины и мы сами, вероятно, испытывали бы то же недоумение при ознакомлении с артефактами технологической цивилизации задолго до нашей.
     Как бы человек каменного века судил об автомобиле или карманном калькуляторе? Неспособный к производству ничего, кроме кремневых инструментов грубой формы, настолько примитивных, что их вряд ли можно было отличить от природного куска скалы, он увидел бы внутри калькулятора бесцельный клубок струн – произвольный лабиринт из соломы, пойманный в ловушку из кожи сумки. Даже мегалитических памятники, такие как Стоунхендж или пирамиды, артефакты, примитивные с нашей точки зрения двадцатого века, приведут к значительной путанице человека палеолита. Как бы древний египтянин судил бы о самолёте или о подводной лодке? Только если бы наши предки увидели бы человека в кабине самолёта, они бы поняли невероятное, что это был артефакт. Это был бы, конечно, артефакт вне их понимания – артефакт богов.
     Только за последние двадцать лет, благодаря молекулярно-биологической революции и достижениям в области кибернетической и компьютерной техники, критика Хьюма была окончательно опровергнута, и аналогия между организмами и машинами, наконец стала убедительной. В открытии этого необычного нового мира живых технологий биохимики стали попутчиками писателей-фантастов, исследователей в мире предельной технологии, недоверчиво задаваясь вопросом, по мере того как постоянно открываются новые чудеса атомной инженерии в ходе их странного вторжения в микрокосм жизни. Куда бы ни посмотрел биохимик, во время своих путешествий через этот странный молекулярной лабиринт, он видит устройства и приборы, напоминающие наш собственный мир передовых технологий двадцатого века. В атомной ткани жизни мы нашли отражение нашей собственной технологии. Мы увидели мир, такой же искусственный как наш собственный, и такой же знакомый, как будто мы получили зеркальное отображение наших собственных машин.
     Палей был не только прав, утверждая существование аналогии между жизнью и машинами, но и в удивительно пророческом предположении, что технологическая изобретательность, реализованная в живых системах, бесконечно превосходит всё сделанное человеком.[13]
Каждое      указание приспособления, каждое проявление дизайна, которые существовали в часах, существуют в творениях природы , с той разницей, в пользу природы , будучи лучше и больше, и в степени, превосходящей все расчёты ... хотя во множестве случаев , не менее очевидно механические , не менее явно ухищрения , ... чем самый совершенный производение человеческой изобретательности.
     Почти непреодолимую силу аналогии полностью подорвало самодовольное предположение, распространённое в биологических кругах на протяжении большей части прошлого века, что гипотеза дизайна может быть исключена на основании того, что это понятие принципиально метафизической концепции априорного и, следовательно, научно несостоятельно. Напротив, заключение о дизайне чисто апостериорная индукция на основе безжалостно последовательного применения логики аналогии. Вывод может иметь религиозные последствия, но это не зависит от религиозных предпосылок.
     Если мы будем считать, что живые существа являются машинами для целей описания, исследования и анализа, и в целях рациональной и объективной дискуссии, как утверждает Майкл Поляны (Michael Polyani)[14], Моно (Monod)[15] и многие другие, не может быть ничего логически несовместимого, как доказывал бы Палей, в расширении полезности аналогии до включения объяснения их происхождения.
     Интересно пофантазировать, как теория естественного отбора была бы воспринята в девятнадцатом веке, если бы аналогия между живыми и механическими мирами была бы столь очевидна как сегодня. Глубина аналогии машины-организма более чем удовлетворила бы Уильяма Палея, и, безусловно, снабдила бы антагонистов Дарвина мощными боеприпасами, которые можно было бы противопоставить идее естественного отбора.
     Хотя аргумент в пользу дизайна был немоден в биологии за прошлое столетие, ощущение, что случайность есть недостаточное средство достижения сложных адаптаций, постоянно высказывалось несогласным меньшинством, и это несогласие не ослабевает и сегодня. Как мы видели, раскольники не только были взяты из рядов фундаменталистов, ламаркистов и виталистов, таких как Бергсон (Bergson) и Тейяр де Шарден (Teilhard de Chardin), но и из очень уважаемых членов научного сообщества.
     Это явное наличие универсальности совершенства, тот факт, что везде, куда бы мы ни смотрели, независимо от глубины нашего исследования, мы находим элегантность и изобретательность абсолютно трансцендентного качества, которые так противоречат идее случайности. Неужели это возможно, что случайные процессы могли бы построить реальность, наименьший элемент которой – функциональный белок или ген – является комплексом, лежащим за пределами нашего собственного творческого потенциала, реальность, которая является полной противоположностью случайности, и превосходит во всех отношениях любые творения человеческого интеллекта? Наряду с уровнем изобретательности и сложности молекулярных машин жизни, даже наши самые современные артефакты смотрятся как убогие. Мы чувствуем себя так же приниженными, как неолитический человек при встрече с технологиями двадцатого века.
     Было бы иллюзией думать, что то, что мы знаем в настоящее время больше, чем незначительная доля полной меры биологического дизайна. Практически в каждой области фундаментальных биологических исследований мы сталкиваемся с неуклонным увеличением уровня дизайна и сложности, выявляемых в настоящее время всё ускоряющимися темпами. Вера в естественный отбор ослабляется поэтому не только тем совершенством, которое мы уже открыли, а предвкушением дальнейших глубин изобретательности и сложности, которые нам и не снились. Для тех, кто всё ещё догматически повторяет, что вся эта новая реальность является результатом чистой случайности можно лишь ответить, как «Алиса в Зазеркалье», не веря противоречивой логике Белой Королевы, рассмеявшись, заявила: «Это не поможет!» – сказала она. – «Нельзя поверить в невозможное». «Просто у тебя мало опыта», – заметила королева. – «В твоём возрасте я уделяла этому полчаса каждый день. В иные дни я успевала до завтрака поверить в полудюжину невозможностей».[16]

Сноски

01. Darwin, C. (1860) in letter to Asa Gray in Life and Letters of Charles Darwin (1888) 3 vols, ed F. Darwin, John Murray, London, vo!2, p273.
02. Gould, S. J. (1980) The Panda's Thumb, W. W. Norton and Co, Inc, New York and London, see Chapter One. 0
03. Darwin, C. (1860) The Origin of Species, 6th ed (1962) Collier Books, New York, p. 26.
04. Koestler, A. (1969) Beyond Reductionism, Hutchinson & Co Ltd, London, p. 2.
05. Medawar, P. (1966) Remarks by chairman in Mathematical Challenges to the Darwinian Interpretation of Evolution, Wistar Institute Symposium Monograph, vol. 5 xi.
06. Raibert, M. H. and Sutherland, I. E. (1983) "Machines that Walk", Scientific American, 248(1): 32-41, p. 32.
07. Simpson, G. G. (1960) "The History of Life" in Evolution of Life, ed Sol Tax, University of Chicago Press, Chicago, pp. 117-180, see p. 135.
08. Barrell, B. G., Air, G. M. and Hutchinson, C. A. Ill (1976) "Overlapping Genes in Bacteriophage øX174", Nature 264: 34-41.
09. Von Neumann, J. (1966) Theory of Self-Reproducing Automata, University of Illinois Press, Urbana.
10. Waltz, D.L. (1982) "Artificial Intelligence", Scientific American, 247(4), pp. 101-122.
11. Paley, W. (1818) Natural Theology on Evidences and Attributes of the Deity, 18th ed, Lackington, Allen and Co, and James Sawers, Edinburgh, Chapter One.
12. Hume, D. (1779) Dialogues Concerning Natural Religion, Fontana Library Edition (1963), Collins, London, part 7, p. 149.
13. Paley, opcit, p. 22.
14. Polanyi, M. (1968) "Life's Irreducible Structure", Science, 160: 1308-12.
15. Monod, J. (1972) Chance and Necessity, Collins, London .
16. Carroll, L. (1880) Alice through the Looking-Glass, Macmillan and Co, London, p. 100.