Случайные и детерминированные процессы в физике и биологии. Будем "лаптем щи хлебать"
Это пост навеян нерешенной мной в блоге egovoru школьной задачей Штульмана о приспосабливании белой бабочки к условиям загрязняющей среды.
А мысль моя состоит в том, что направленное развитие чего-либо НЕ ПРОИСХОДИТ СЛУЧАЙНО. Это так происходит в физике, так, я уверен, происходит и в биологии. Хотя, уже в самой физике мало кто согласится со мной по этому поводу. Чего только стоит общепризнанное СЛУЧАЙНЫМ, тепловое блуждание молекул в жидкости или газе или СЛУЧАЙНОЕ, ВЕРОЯТНОСТНОЕ описание квантовых объектов с помощью уравнения Шрёдингера. Или появление ХАОСА в уравнениях нелинейной динамики. А я же всё время пытаюсь сформулировать и обосновать в своём блоге идею, что любой процесс, за которым мы наблюдаем, СТРОГО подчиняется некоторому принципу, который я называю ПРИНЦИПОМ МАКСИМАЛЬНОГО ПЕРЕНОСА ДЕЙСТВИЯ. Где в некотором приближении под действием понимаются хорошо известные нам энергия, импульс, масса, заряд или что-нибудь ещё. Поэтому каждый процесс осуществляется по СТРОГО ЗАДАННОМУ пути. Но! Любой физический (химический, биохимический) процесс всегда окружает некая среда, в которой, в свою очередь, происходят ТЕПЛОВЫЕ движения молекул, подчиняющиеся не менее строгому ПРИНЦИПУ МАКСИМУМА ЭНТРОПИИ, тоже связанному с действием. Вот они-то и производят впечатление случайных, хотя таковыми не являются. Под их влиянием и наш процесс начинает вести себя как случайный, хотя его путь не может быть другим, кроме как кратчайшим и быстрейшим.
А что происходит в биологии при появлении и наследовании тех или иных признаков? Считается - происходит СЛУЧАЙНАЯ мутация в генах. Которая как-то проявляется внешне и передаётся по наследству. Я могу согласиться с тем, что в генах постоянно происходят какие-то изменения - мутации, часть из которых происходит случайно. Случайно в том смысле, что гены могут повреждаться как за счёт воздействия внешних факторов, например, жесткого электромагнитного излучения или агрессивных химических веществ, так и факторов внутренних, приводящих, например, к ошибочному копированию генов в клетках. Даже выскажу "крамольную мысль", что живой организм ждёт их и в некотором смысле готов к ним. Такая мысль появляется потому, что организму, чтобы выжить и развиваться, нужно быть ИЗМЕНЧИВЫМ. Вполне возможно, что такая мысль уже высказывалась раньше и не один раз. Уже в этом смысле происходящие мутации не являются полностью случайными. Далее, за долгую эволюцию своего вида организм просто ДОЛЖЕН научиться ИСПРАВЛЯТЬ одни мутации и СОХРАНЯТЬ другие. И уже поэтому процесс исправления "ошибок" будет не вполне случайным.
Как определить, какие мутации "хорошие", а какие "плохие"? А никак. Думаю, организм просто не знает, что такое "хорошо" и что такое "плохо". Поэтому он поступает в соответствии с "инструкциями", наверняка многоуровневыми, уже имеющимися у него на всякий разный случай. Говорят, есть механизм ремонтирования поломанных участков в генах. Если это удаётся, клетка продолжает жить, если нет - умирает сама или ей помогают погибнуть. Не ремонтируются и выживают, видимо, те клетки, изменения в которых не критичны и не мешают клетке жить и работать.
А дальше? Дальше эти изменения вполне могут быть переданы по наследству следующему поколению. Говорят, для этого тоже есть соответствующие механизмы. И уже в этом, следующем поколении приобретённые организмом свойства могут проявить себя хорошо, плохо или не проявить себя никак. И тут возникает следующая НЕСЛУЧАЙНОСТЬ. Хорошие для окружающей среды и полезные для сообщества организмов изменения позволят жить "долго и счастливо", народить много детишек и приобрести следующие мутации: хорошие, плохие и так себе. Опять, те изменения, которые будут переданы следующему поколению и позволят им жить "припеваючи", смогут закрепиться уже в следующем поколении с ВЕРОЯТНОСТЬЮ БОЛЬШЕЙ, чем другие, менее полезные изменения.
И так далее. Примерно так мне видится НЕСЛУЧАЙНЫЙ процесс закрепления "случайных" мутаций в живом организме. Шаг за шагом, "копеечка за копеечкой". Кто захочет меня поправить, милости прошу в комментарии.
А мысль моя состоит в том, что направленное развитие чего-либо НЕ ПРОИСХОДИТ СЛУЧАЙНО. Это так происходит в физике, так, я уверен, происходит и в биологии. Хотя, уже в самой физике мало кто согласится со мной по этому поводу. Чего только стоит общепризнанное СЛУЧАЙНЫМ, тепловое блуждание молекул в жидкости или газе или СЛУЧАЙНОЕ, ВЕРОЯТНОСТНОЕ описание квантовых объектов с помощью уравнения Шрёдингера. Или появление ХАОСА в уравнениях нелинейной динамики. А я же всё время пытаюсь сформулировать и обосновать в своём блоге идею, что любой процесс, за которым мы наблюдаем, СТРОГО подчиняется некоторому принципу, который я называю ПРИНЦИПОМ МАКСИМАЛЬНОГО ПЕРЕНОСА ДЕЙСТВИЯ. Где в некотором приближении под действием понимаются хорошо известные нам энергия, импульс, масса, заряд или что-нибудь ещё. Поэтому каждый процесс осуществляется по СТРОГО ЗАДАННОМУ пути. Но! Любой физический (химический, биохимический) процесс всегда окружает некая среда, в которой, в свою очередь, происходят ТЕПЛОВЫЕ движения молекул, подчиняющиеся не менее строгому ПРИНЦИПУ МАКСИМУМА ЭНТРОПИИ, тоже связанному с действием. Вот они-то и производят впечатление случайных, хотя таковыми не являются. Под их влиянием и наш процесс начинает вести себя как случайный, хотя его путь не может быть другим, кроме как кратчайшим и быстрейшим.
А что происходит в биологии при появлении и наследовании тех или иных признаков? Считается - происходит СЛУЧАЙНАЯ мутация в генах. Которая как-то проявляется внешне и передаётся по наследству. Я могу согласиться с тем, что в генах постоянно происходят какие-то изменения - мутации, часть из которых происходит случайно. Случайно в том смысле, что гены могут повреждаться как за счёт воздействия внешних факторов, например, жесткого электромагнитного излучения или агрессивных химических веществ, так и факторов внутренних, приводящих, например, к ошибочному копированию генов в клетках. Даже выскажу "крамольную мысль", что живой организм ждёт их и в некотором смысле готов к ним. Такая мысль появляется потому, что организму, чтобы выжить и развиваться, нужно быть ИЗМЕНЧИВЫМ. Вполне возможно, что такая мысль уже высказывалась раньше и не один раз. Уже в этом смысле происходящие мутации не являются полностью случайными. Далее, за долгую эволюцию своего вида организм просто ДОЛЖЕН научиться ИСПРАВЛЯТЬ одни мутации и СОХРАНЯТЬ другие. И уже поэтому процесс исправления "ошибок" будет не вполне случайным.
Как определить, какие мутации "хорошие", а какие "плохие"? А никак. Думаю, организм просто не знает, что такое "хорошо" и что такое "плохо". Поэтому он поступает в соответствии с "инструкциями", наверняка многоуровневыми, уже имеющимися у него на всякий разный случай. Говорят, есть механизм ремонтирования поломанных участков в генах. Если это удаётся, клетка продолжает жить, если нет - умирает сама или ей помогают погибнуть. Не ремонтируются и выживают, видимо, те клетки, изменения в которых не критичны и не мешают клетке жить и работать.
А дальше? Дальше эти изменения вполне могут быть переданы по наследству следующему поколению. Говорят, для этого тоже есть соответствующие механизмы. И уже в этом, следующем поколении приобретённые организмом свойства могут проявить себя хорошо, плохо или не проявить себя никак. И тут возникает следующая НЕСЛУЧАЙНОСТЬ. Хорошие для окружающей среды и полезные для сообщества организмов изменения позволят жить "долго и счастливо", народить много детишек и приобрести следующие мутации: хорошие, плохие и так себе. Опять, те изменения, которые будут переданы следующему поколению и позволят им жить "припеваючи", смогут закрепиться уже в следующем поколении с ВЕРОЯТНОСТЬЮ БОЛЬШЕЙ, чем другие, менее полезные изменения.
И так далее. Примерно так мне видится НЕСЛУЧАЙНЫЙ процесс закрепления "случайных" мутаций в живом организме. Шаг за шагом, "копеечка за копеечкой". Кто захочет меня поправить, милости прошу в комментарии.