Теория эволюции говорит не про появление жизни, а про изменение её форм. Объяснением же появления жизни занимается другой раздел науки, изучающий «абиогенез» или «пребиотическую эволюцию».
В принципе альтернатива творению жизни Богом (или иным подобным вариантам объяснения) распадается на несколько теорий. Как минимум на появление органических веществ из неорганических и на дальнейшее изменение составленных из органических веществ организмов. Теоретически даже возможен «синтетический» ответ на заданный ранее вопрос, а именно: Бог сотворил органические вещества таким образом, что дальше они путём эволюции доэволюционировали до той стадии, которую мы сейчас наблюдаем. Точнее, такой ответ был бы возможен, если бы не было известно, что таки есть механизмы абиогенеза, которые работают безо всякого божественного вмешательства, если только не считать таковым законы физики.
Но пока абстрагируемся от абиогенеза и вернёмся к выведенным нами трём пунктам.
Пункты 2 и 3 говорят про прошлое, однако у нас нет оснований предположить, что процесс вымирания и появления видов в какой-то момент прекратился — напротив, мы видим явные признаки того, что количество представителей некоторых видов постоянно сокращается (люди даже вынуждены спасать некоторые из них от полного вымирания), появление особей, отличающихся от предков, мы аналогично постоянно наблюдаем. Опять же, это само по себе не даёт нам оснований считать, что изменения могут зайти сколь угодно далеко, но в совокупности со знанием о том, что все виды, которые сейчас живут вместе с нами на Земле появились позже, чем непосредственно жизнь, мы вынуждены заключить, что видимо и появление новых видов по-прежнему возможно.
Таким образом теория, отвечающая на наш вопрос обязана содержать как минимум положение о том, что виды исчезают и появляются по крайней мере на больших промежутках времени. Механизм сего мы пока что не описали, но он явно должен быть как-то связан с пунктом 1 — о наследственности и изменчивости: ведь кроме этого свойства мы не наблюдаем каких-то других возможных объяснений происхождения видов.
То есть концепция творения неизменных видов Богом или инопланетянами, отстаиваемая некоторыми гражданами, неверна?. Бог не сотворил наблюдаемую нами жизнь за один акт.
Что ж, двинемся дальше.
Следующий вопрос, на который стоит ответить, — вопрос о том, как же так происходит, что в процессе случайных изменений возникают столь сложные создания. «Если мы сложим молекулы в коробку и будем их там случайно перемешивать, какова вероятность того, что из них вдруг сложится жираф?», — спрашивают сомневающиеся.
Дело в том, что научный термин «случайно» не означает «абсолютно произвольно». В научном смысле «случайность» — это указание на статистический анализ явления в противовес детерминистическому. Конечно, частицы в сосуде не движутся «произвольно», однако их движение обусловлено массой факторов, которые мы технически не можем отслеживать и предсказывать — столкновениями с другими частицами (включая те космические, которые пролетают сквозь сосуд), гравитацией, электромагнетизмом. Если бы мы желали следить за одной молекулой, мы могли бы попытаться всё это учесть, но если нас интересует поведение газа в целом, мы не следим за каждой из сотен миллиардов частиц. Мы описываем движение молекул статистически, полагая перемещение каждой из них случайным. Однако эта «случайность» — не есть произвольность. Мы знаем ограничения частиц по скоростям (уж точно не больше скорости света) и координатам (в пределах сосуда). Мы знаем законы столкновения частиц и ограничения по частоте столкновений. Знаем распределение скоростей и вариации плотности. Мы знаем статистические характеристики газа — его давление и температуру. Всё это делает процесс далёким от произвольности, но сохраняет «случайность» в описании.
Ещё проще это понять на примере подбрасывания монетки. Мы рассматриваем его как случайный процесс (хотя вполне в силах детерминистически описать каждый отдельный бросок), считаем, что вероятность выпадения «орла» — одна вторая, но уже из этого видно, что процесс не является абсолютно произвольным: ведь тогда вероятность каждого исхода стремилась бы к нулю — раз уж само количество возможных равновероятных исходов стремилось бы к бесконечности.
Если бы мы спросили себя «раз уж ваш процесс случаен, то какова вероятность того, что частицы в хаотичном движении соберутся в монету, выпавшую орлом?», то ответ был бы «на практике сколь угодно мало отличимой от нуля». Но мы понимаем, что наш процесс иного рода, хоть в рамках интересующей нас модели и рассматривается как случайный, — частицы уже собраны в монету, она уже недалеко от поверхности Земли и уже подброшена. Это, должен отметить, существенно повышает вероятность выпадения «орла» — от «сколь угодной близости к нулю» до «одной второй».
Ровно так же процесс эволюции не есть «абсолютно произвольное переставление молекул». Количество вариантов переставления хоть и велико, но гораздо меньше оного у молекул, которые «трясут в коробке». По крайней мере, в рамках этих перестановок почти каждый раз получается ген, по которому можно построить некоторое живое существо.
Итак, изменения в генах случайны, но не произвольны. И сам эволюционный процесс тоже. Он, если говорить аналогиями, похож не на перемешивание молекул в коробке, а в чреду экспериментов, которые ставит школьник — не обладающий ещё научными знаниями для сокращения времени поиска, но всё-таки действующий не абсолютно произвольно, а с учётом предыдущего опыта.
Естественно, и эта аналогия верна лишь в малой степени — опыт как таковой подразумевает наличие разума, а в молекулах, даже в таких сложных как ДНК, разума всё-таки нет. Поэтому уточним аналогию. Положим, у нас есть набор деталей конструктора, на каждой из которых имеется крепление, позволяющее соединить её с другой деталью. Ребёнок (случайно, но не произвольно — его ограничивают крепления) соединяет эти детали и даёт посмотреть родителю. Родитель выбирает те конструкции, которые кажутся ему прикольными, и возвращает их ребёнку, а остальные разбирает обратно на детали. Ребёнок использует полученные конструкции для новых конструкций и так далее.
В этой аналогии мы видим, что не так уж маловероятно построение чего-то клёвого при случайном процессе. Перетряхивая детали в коробке, мы вряд ли получили бы модель Эйфелевой башни, но наличие отбора конструкций, осуществляемого родителем, делает сие довольно вероятным. Хотя ребёнок при этом действует почти совсем неразумно.
В данном случае, заметьте, специально выбран разумный осуществитель отбора — чтобы показать, что сам по себе эволюционный алгоритм вовсе не отрицает в обязательном порядке наличия внешнего разума. Но ровно так же и не означает обязательного его присутствия — ведь вместо родителя, сознательно отбирающего некоторые конструкции, мог бы присутствовать любой другой механизм. Главное, чтобы у него был хоть какой-то закономерный критерий отбора (если так можно сказать про неодушевлённого отбирателя).
Но в природе, благо, такой критерий действительно есть — законы физики и основанное на них выживание особи. Тот, кто может воспользоваться законами физики лучше других, проживёт дольше. А во время жизни принесёт больше потомства (особенно если он умеет приносить больше потомства за единицу времени, чем другие). Среди потомков выживет тем больше, чем лучше родитель умел их сберегать самыми разными способами. И, разумеется, тем больше, чем лучше каждый из них пользуется законами физики.
Как и в аналогии, конструкции, соответствующие некоторому критерию, сохраняются, а не соответствующие — разбираются обратно на детали.
Но как мы можем узнать, что происходит именно так? Во-первых, конечно, из «общих соображений». Мы наблюдаем вокруг себя бесконечный процесс поедания организмами друг друга и замечаем, что сильных съесть труднее, чем слабых. Нет никакой гарантии, что данный конкретный слабый проживёт меньше вон того данного конкретного сильного, однако статистически так и есть: в среднем дольше. Точнее, в среднем не буквально сильный проживёт дольше, а лучше приспособленный в целом. Это уже намекает нам на способ «направления» нашего условно случайного процесса. Потомки получаются чуть-чуть не такими, как родители, и те из них, которые получились чуть-чуть лучше других, в среднем проживут чуть-чуть дольше. У них будет чуть-чуть больше потомства, в котором, не смотря на некоторые изменения, в среднем преобладает тот самый ген, который обусловил их родителям означенное «чуть-чуть». В среднем именно гены, несущие такие свойства, впоследствии будут преобладать в популяции и ими же будет обусловлено её изменение.
Наши наблюдения вполне соответствуют этому предсказанию, что позволяет нам заключить: всё выглядит так, будто именно изменчивость и естественный отбор приводят к видообразованию. Мы снова могли бы предположить, что бог управляет всем этим, но это снова была бы лишняя гипотеза — не добавляющая к объяснению ничего того, чего не было до её привнесения.
Во-вторых, и наша аналогия с конструктором, и теория естественного отбора содержат в себе интересный нюанс: согласно им в последующих конструкциях мы должны видеть некоторые элементы предыдущих. Как мы помним, ребёнку возвращаются удачные конструкции, а успешные особи передают свои гены, обуславливающие строение особи. К конструкциям и генам пристраиваются новые фрагменты, что-то в них меняется, но всё-таки сохраняются элементы и самих оригиналов.
Обнаружение подобного в живых существах было бы косвенным подтверждением постепенного построения видов, а не мгновенного их сотворения. То есть если бы мы всё-таки держались за божественное вмешательство, то должны были бы предположить, что бог не сразу создаёт вид, а пристраивает что-то к предыдущим видам или что-то постепенно меняет в них. Либо же бог создал виды такими, что они выглядят так, будто к ним постепенно пристраивали или постепенно их меняли. В общем бог и тут тоже настоятельно рекомендовал нам принять теорию эволюции.
И действительно в видах обнаруживаются те самые фрагменты предыдущих. Причём иногда в такой форме, что их использование антицелесообразно, потому не может быть объяснено тем, что «творец просто рационально использовал одни и те же годные конструкторские находки в разных животных».
В частности, фигурировавший в гипотетическом вопросе сомневающегося жираф (как, впрочем, и другие млекопитающие, просто у жирафа это особенно наглядно) содержит удивительный анатомический элемент — возвратный гортанный нерв.
Этот нерв, как можно видеть, имеет гораздо большую длину, нежели расстояние между его началом и концом — мозгом и гортанью. Если бы «дизайн» жирафа был бы целиком разумен и целесообразен, то, естественно, этот нерв бы имел длину в несколько сантиметров. Но так как он присутствовал ещё у рыб, то в продолжительной эволюции от них до млекопитающих, включая жирафа, этот «элемент предыдущей конструкции» сохранился.
Можно спросить: «как же так, ведь сохраняться должны лишь гены, несущие полезные признаки, а тут налицо явная нецелесообразность?». О нет, сохраняются не конструкции, полезные в абсолюте, а конструкции, которые лучше других, присутствующих в то же время. Грубо говоря, родитель отбирает лучшее лишь из тех конструкции, которые собрал ребёнок. И возвращает их для дальнейшего конструирования, независимо от того, существуют ли гипотетически конструкции ещё лучше. Даже если при дальнейшем построении окажется, что ранее годная конструкция к данному моменту уже является очевидно неоптимальным элементом, она всё равно с большой вероятностью сохранится, увековечив дела давно минувших дней.
При этом, что интересно, в том числе могут сохраниться нейтральные элементы — те, которые на целом ряде этапов строительства не помогали, но и не мешали. В дальнейшем они могут как обусловить эволюционный прорыв — успешно дополнив другие признаки, так и стать «пятым колесом в телеге», подобно возвратному гортанному нерву.
Таким образом такие примеры — свидетельство того, что эволюция «не видит будущего». Она лишь оценивает то, что есть на данном шаге.
продолжение следует
