993. ЛИНЕЙНАЯ ДОМИНАНТА В ПОНИМАНИИ ФЕНОМЕНА ЖИЗНИ
ОГЛАВЛЕНИЕ ЖУРНАЛА:
Записи 2 - 245 http://albercul.livejournal.com/49123.html
Записи 246 - 661 http://albercul.livejournal.com/65567.html
Записи 662 и далее http://albercul.livejournal.com/172658.html
Начало: (893), (916), (961), (968), (975), (985)
7. Жизнь на Земле: было ли время на ее эволюцию?
Разрушение зеркальной симметрии, несомненно, произошло в самом начале жизни. И, следовательно, темпы этого события были достаточно стремительными (по космическим меркам даже мгновенными, как принято говорить в научной среде). Ориентировочно на это пошло до 10-15 млн. лет, что в 5 тыс. раз меньше предполагаемого возраста планеты. Естественно, возникает вопрос, достаточно ли столь «малого» времени на эволюционный сценарий?
Бытует мнение, сопровождающееся, как правило, ссылками на таких признанных научных авторитетов, как Ф. Крик (в биологии) и Ф. Хойл (в космологии), что жизнь на Земле вообще не имела времени на свою эволюцию. Элементарные математические расчёты (берущие в основу простой перебор вариантов) показывают, что число возможных комбинаций, необходимых для случайного синтеза только одного белка составляет 10 в восемнадцатой степени, а это на порядок больше числа секунд в 4,5 млрд. лет существования Земли. Аналогично была рассчитана вероятность появления в природе первой молекулы ДНК, построенной всего лишь из 600 нуклеотидов. Она составила 10 в четырехсотой степени. Иначе говоря, для получения такой молекулы требуется 10 в четырехсотой степени попыток! Отсюда сделано чисто формальное (математическое) заключение, что времени на перебор всех вариантов и закрепление наилучшего из них у эволюции не было.
«Вероятность синтеза одного белка будет такой же, как если бы мартышка, хаотически ударяя по клавишам пишущей машинки, случайно напечатала в итоге одну из трагедий Шекспира». «Синтез живой клетки так же невероятен, как сборка «Боинга» ураганом, пронесшимся над свалкой металлолома». Эти и другие, психологически весьма эффектные фразы, ставшие уже «притчей во языцех», до сих пор охотно перепечатываются и цитируются в различных изданиях.
Между тем, как мне думается, их давно уже следовало бы сдать в архив. Подобные скептические суждения есть результат традиционного линейного мышления, присущего классической ортодоксальной науке чуть ли не со времён Аристотеля и до сих пор доминирующего в её различных областях.
(Не будем только отождествлять и путать друг с другом "линейное мышление" и "линейный порядок" на молекулярном уровне (имевший, как мы видели в предыдущих записях по рассматриваемой теме, пусковое значение для эволюции материи в строну жизни). Это - два совершенно разных по содержанию понятия).
Главные установки линейного мышления: мир жёстко связан причинно-следственными отношениями; причинные цепи имеют линейный характер, а следствие если и не тождественно причине, то, по крайней мере, пропорционально ей; эволюция предопределена, она идёт поступательно, без альтернатив; по причинным цепям развитие может быть прочитано неограниченно в прошлое и будущее, оно ретросказуемо и предсказуемо, настоящее определяется прошлым, а будущее - прошлым и настоящим. Линейному мышлению присущ абсолютный детерминизм, который опирается на знание некоторых начальных условий в бесконечном числе точек.
Но вот ведь какая здесь загвоздка и неувязка! В природе господствуют нелинейные системы, которые функционируют по другим законам и правилам (в математическом отношении они описываются сложными дифференциальными уравнениями, имеющими множество качественно различных решений). Линейные системы во всей их генеральной совокупности составляют лишь узкий класс. И, стало быть, линейное (моноказуальное) мышление становится принципиально недостаточным и даже совершенно несостоятельным в сложной нелинейной реальности.
Строгий детерминизм, которым так страдает линейное мышление, приводит к огромнейшей ошибке на финише (то есть в конечных состояниях системы) при ничтожно малых начальных возмущениях. В критической точке бифуркации системы решающее значение приобретает не поддающийся расчету случай, который «ненадёжен, но щедр». Несущественное и неважное может оказаться существенным и важным, что, говоря словами Н.Н. Моисеева, «лишает природу «корректности» (когда малым причинам отвечают малые следствия) и предсказуемости развития, на которой строилась вся математическая физика». И, стало быть, детерминизм удовлетворительно работает только на малых временных интервалах, в дальнейшем траектория движения системы выпадает из поля зрения.
Одно время считалось, что процессы бурного роста происходят по экспоненте. Однако нелинейность предполагает и сверхбыстрое развитие. Может возникать лавинообразный рост, происходящий в так называемом режиме с обострением, когда величина хотя бы на определённом временном отрезке изменяется по закону неограниченного возрастания за конечное время.
И, стало быть, вселенская эволюция вообще осуществляется не только методом проб и ошибок, не только (и даже не столько) перебором возможных вариантов, как это соответствует сложившимся стереотипам. Эволюция, по самому большому счёту, представляет собой нелинейный синтез, в ходе которого в системе (включающей не только однородные, но и разнородные, казалось бы, даже абсолютно несовместимые элементы) возникают новые, неожиданные (эмерджентные) свойства, несводимые к свойствам её отдельных частей. Эти новые качества кардинально изменяют и определяют дальнейшее поведение системы, в том числе инициируют ускорение её трансформации (которое закономерно происходит к тому же и после каждой бифуркации).
Всё это вместе взятое сообщает нам уверенность в том, что на стереохимическую селекцию молекул, сопровождавшуюся разрушением их зеркальной симметрии, у природы было достаточно времени (миллионы лет, разве это мало, если весь химический состав Вселенной определился, по данным современной космологии, за первые 5 млн. лет от начала её существования?), изобретательности и «технических» возможностей. Так что пора ставить точку в этом затянувшемся дискуссионном вопросе.
Другое дело, мы до сих пор не знаем, почему жизнь выбрала для аминокислот левые антиподы, а для сахаров - правые. Почему именно так, а не иначе? Думается, однако, что и этот выбор был сделан не спроста и что квантово-химический подход рано или поздно даст ответ на этот вопрос.
Есть, однако, и другие, не менее интригующие загадки. В живой природе всё-таки отмечено, в порядке исключения, наличие D-аминокислот, находящихся в свободном состоянии или в составе коротких пептидов. Они выявлены, например, в клеточных стенках бактерий сибирской язвы (D-Glu), а также в составе пептидов кожи одного из видов южноамериканских лягушек, в которых найден D-Ala. И среди сахаров, оказывается, есть исключения. Это L-арабиноза бактерий, L-рамноза и L-сорбоза растений. Эти чрезвычайно интересные, на мой взгляд, факты почему-то ограничиваются в специальной научной литературе простой констатацией и остаются без внимания теоретиков, тогда как их объяснение могло бы пролить дополнительный свет на саму проблему жизни. Как бы то ни было, эти факты уже свидетельствуют (причем с неожиданной стороны) не в пользу гипотезы Л.Л Морозова и В.И. Гольданского относительно их пресловутого "Biologikal Big Bang".
Продолжение следует