построили? Одним из вариантов является нагромождение кучи камней и последовательное аккуратное удаление, один за другим, всех лишних. Можно привести много примеров конструкций, "нечленимых" в том смысле, что удаление любой части приведет к их полному разрушению; конструкций, построенных при помощи позднее разобранных и посему невидимых наблюдателю лесов. По завершении строительства ненужные больше леса удаляются, и конструкция остается стоять сама по себе. Аналогичный процесс имеет место в эволюции — изучаемый орган или конструкция, возможно, поддерживались в организме предка впоследствии удаленными "лесами".
Сама идея нечленимой сложности не нова, термин же ввел в употребление в 1996 году креационист Михаэль Бехе62, которому принадлежит сомнительная честь проталкивания креационизма в новые области биологии: биохимию и клеточную биологию. Он, по-видимому, рассчитывал, что там выуживание "белых пятен" пойдет успешнее, чем в случае с глазами и крыльями. Самой удачной его добычей (и все равно негодной) оказался бактериальный жгутиковый мотор.
Жгутиковый мотор бактерий — гениальное изобретение природы. Мы сталкиваемся в нем с единственным, за исключением созданных человеком объектов, известным примером свободно вращающейся оси. Применительно к крупному животному колёса, я думаю, действительно были бы нечленимо сложным органом, и, возможно, поэтому они не существуют. Как бы, например, проходили сквозь подшипник нервы и кровеносные сосуды?' Жгутик работает как гребной винт, с его
* Исключение из этого правила встречаем в литературе. В трилогии детского писателя Филипа Пулмана "Темные начала" есть вид животных мулефа — они живут в симбиозе с деревьями, семена которых представляют собой идеальный круг с отверстием посередине. Мулефа используют эти семена как колеса. Поскольку колеса не являются частью организма, нервы и кровеносные сосуды, которые иначе наматывались бы на ось (крепкий коготь, шип или костный отросток), им не требуются. Пулман предусмотрительно добавляет еще одну деталь: эта комбинация работает только потому, что на планете изобилуют плоские ленты базальта, играющие роль "дорог". По пересеченной местности на колесах далеко не уедешь.
помощью бактерия проталкивается в воде. Я написал "проталкивается", а не "плывет", потому что в микроскопическом мире бактерии жидкость, в частности вода, воспринимается не так, как ощущаем ее мы. Для бактерии она, скорее, похожа на патоку, или желе, или даже песок; поэтому бактерия не плывет, а больше проталкивается или прокапывает ход сквозь воду. В отличие от жгутиков более крупных организмов, таких как простейшие (Protozoa), бактериальный жгутик не просто машет, как кнут, или загребает, подобно веслу. Он действительно представляет собой свободно вращающуюся ось, которая двигается внутри подшипника и приводится в движение удивительным крошечным молекулярным мотором. На молекулярном уровне мотор устроен по такому же принципу, что и мускулы, только он обеспечивает не ритмическое сокращение, а свободное вращение! Его иногда остроумно называют крошечным подвесным мотором (хотя по инженерным стандартам он поразительно неэффективен, что встречается среди биологических объектов нечасто).
Без какого-либо объяснения, обоснования или анализа Бехе просто-напросто заявляет, что бактериальный жгутиковый мотор является нечленимо сложным. Поскольку аргументов в поддержку этого не приводится, у нас могут возникнуть подозрения в ограниченности воображения автора. Далее он утверждает, что проблема никогда не рассматривалась в специальной биологической литературе. Лживость этого заявления исчерпывающим и уничижительным (для Бехе) образом
Интересно, что у некоторых насекомых, таких как мухи, пчелы и жуки, мышцы работают еще одним, совершенно иным способом: используемые в полете мускулы функционируют на самом деле в колебательном режиме, как поршневой двигатель. У других насекомых, например у саранчи, для выполнения каждого взмаха крыла мышцам необходимо получить сигнал от нервной системы (как у птиц); пчелам же достаточно послать приказ о включении (выключении) колебательного двигателя. Бактериальный механизм не является ни простым сокращательным двигателем (как летательная мышца птиц), ни поршневым (как летательная мышца пчел): это настоящий вращающийся двигатель, аналогичный в этом отношении электродвигателю или двигателю Ванкеля.
показал в 2005 году судья штата Пенсильвания Джон Э. Джонс в ходе процесса, где Бехе выступал как эксперт на стороне группы креационистов, пытающихся включить преподавание "разумного замысла" в программу естествознания местной средней школы: это "неимоверно глупое требование", по словам судьи Джонса (безусловно, и фраза и судья достойны немеркнущей славы). В течение всего процесса, как увидим, Бехе пришлось пережить и другие унижения.
При доказательстве нечленимой сложности самое важное — продемонстрировать, что ни один из составляющих объект элементов не может быть полезным поодиночке. Чтобы приносить пользу, они все должны присутствовать одновременно (любимой аналогией Бехе на данную тему служит мышеловка). На самом деле молекулярные биологи без труда указывают на элементы, выполняющие полезную работу и в отсутствие всего остального комплекта; это относится как к бактериальному жгутиковому мотору, так и к другим приводимым Бехе примерам якобы нечленимой сложности. Об этом очень хорошо сказал Кеннет Миллер из Брауновского университета — самый, готов поспорить, грозный противник "разумного замысла", хотя бы потому, что он — набожный христианин. Я часто рекомендую книгу Миллера "В поисках бога Дарвина" обращающимся ко мне религиозным читателям, одурманенным Бехе.
Что же касается бактериального крутящегося мотора, Миллер приглашает нас рассмотреть механизм под названием "Секреторная система третьего типа" {Type Three Secretory System — TTSS)63. TTSS не используется для вращательного движения. Это одна из систем, используемых паразитическими бактериями для вывода из клетки токсичных веществ через клеточную стенку и отравления организма-хозяина. В масштабе человеческого мира это можно представить как продавливание и выливание жидкости через отверстие; но в случае бактерий процесс опять выглядит по-другому. Каждая молекула секрети-руемого вещества представляет собой крупный белок опреде-
ленной трехмерной конфигурации; ее размер соответствует масштабу TTSS — и опять нужно представлять не столько жидкость, сколько застывшие объемные формы. Каждая молекула не просто "протекает" через примитивную дырку, а аккуратно проталкивается сквозь точно подогнанный механизм, подобный механизму автомата, продающего, скажем, игрушки или бутылки с напитками. Само устройство "выдачи товара" выполнено из относительно небольшого количества белковых молекул, каждая из которых по размеру и сложности сопоставима с молекулами, проходящими через устройство. Интересно, что эти бактериальные автоматы часто похожи даже у не состоящих в близком родстве видов бактерий. Вероятно, управляющие их изготовлением гены были "скопированы и вставлены" — скопированы у других бактерий: эти существа поразительно ловко совершают подобные операции, что составляет отдельную увлекательнейшую тему. Однако продолжим.
Образующие TTSS белковые молекулы весьма сильно напоминают компоненты жгутикового мотора. Для специалиста в области эволюции очевидно, что при возникновении жгутикового мотора компоненты TTSS получили новую, но в определенной мере уже знакомую им функцию. Учитывая, что TTSS протягивает сквозь себя молекулы, позволительно рассматривать ее как зачаточный вариант используемого в жгутиковом моторе принципа буксировки молекул оси по кругу. Как видим, еще до появления в клетке жгутикового мотора в ней уже присутствовали и успешно работали его основные элементы. Утилизация уже имеющихся механизмов — это очевидный способ для якобы нечленимо сложного объекта подняться на пик невероятности.
Безусловно, предстоит еще много работы, которая, не сомневаюсь, будет выполнена. Но ее никогда не удалось бы проделать, если бы ученые лениво опускали руки при столкновении с первыми же трудностями, как рекомендуют нам сторонники "разумного замысла". Советы его апологетов ученым
можно выразить следующим образом: "Не понимаете, как это работает? И не надо — бросьте все и объявите, что это дело рук бога. Не знаете, как появляются нервные импульсы? Отлично! Не понимаете, как мозг регистрирует и хранит памятные события? Замечательно! Поразительная сложность фотосинтеза вас затрудняет? Лучше не придумаешь! Бросьте, пожалуйста, ломать голову над загадками, признайте свое поражение и молите господа. Дорогие ученые, не решайте ваши головоломки. Несите их нам, а уж мы-то найдем им применение. Не покушайтесь, проводя свои исследования, на драгоценное невежество. Нам эти славные пробелы нужны как последние лазейки для бога". Святой Августин сказал об этом довольно откровенно: "Существует иной, гораздо более опасный вид искушения. Имя ему — порок любопытства. Именно он подвигает нас на попытки разгадать недоступные нашему пониманию, ненужные нам тайны природы, познания которых человеку желать не должно" (цитируется по Freeman, 2002).
Другим любимым Бехе примером якобы нечленимой сложности является иммунная система. Передадим слово судье Джонсу:
В процессе перекрестного допроса профессору Бехе был задан вопрос относительно сделанных им в 1996 году заявлений о том, что науке никогда не удастся найти эволюционного объяснения иммунной системе. Ему представили пятьдесят восемь сопровождаемых рецензиями специалистов публикаций, девять книг и несколько глав из учебников иммунологии, объясняющих эволюционное происхождение иммунной системы; однако он продолжал упорствовать в том, что доказательств эволюции по-прежнему недостаточно и что все это "не пойдет".
При перекрестном допросе, проводимом главным юрисконсультом ответчиков Эриком Ротшильдом, Бехе вынужден был признать, что не читал большую часть из 58 отрецензирован-
ных специалистами публикаций. Удивительного в этом ничего нет, иммунология — наука сложная. Но презрительное заявление Бехе о негодности этих исследований поистине непростительно. Конечно, от них мало проку, если использовать их для пропаганды среди наивных политиков и неспециалистов, а не для познания окружающего мира. Выслушав Бехе, Ротшильд элегантно суммировал чувства, разделяемые, должно быть, всей присутствовавшей на заседании почтенной публикой:
Хорошо, что есть ученые, которые занимаются изучением проблемы происхождения иммунной системы... Она наша защита против изнуряющих и смертельных болезней. Писавшие эти книги и статьи ученые трудятся незаметно, не получая крупных гонораров за свои статьи и публичные выступления. Их усилия позволяют нам сражаться с серьезными заболеваниями и побеждать их. Профессор же Бехе и все движение "разумного замысла" для прогресса медицинской науки ничего не делают и убеждают будущие поколения ученых так же сложить руки1"'.
Как написал в рецензии на книгу Бехе американский генетик Джерри Койн, "если из истории науки и можно извлечь какие-то уроки, так это то, что, называя наше невежество "божьей волей", мы далеко не уедем". О том же можно сказать словами остроумного блоггера, прокомментировавшего мою и Койна статью в "Гардиан" о "разумном замысле":
Почему бога считают объяснением чего-либо? Это не объяснение, а провал попытки объяснить, пожатие плечами, школьное "я не знаю", закутанное в покровы духовности и ритуалов. Объяснение чего-либо делом рук божьих обычно означает, что говорящий понятия не имеет о происходящем и поэтому приписывает авторство недостижимому и непостижимому небесному волшебнику. Спросите, откуда этот парень там взялся, и, могу
поспорить, в ответ услышите невнятные псевдофилософские заявления, что он всегда был или что он обитает вне границ природы. Объяснением это, конечно, не назовешь.
Дарвинизм пробуждает сознание и еще по одной причине. Как бы элегантны и совершенны ни были возникшие в процессе эволюции органы, они имеют очевидные погрешности — именно такие, какие должны были появиться в результате эволюционной истории и не должны были появиться в результате "разумного замысла". В других своих книгах я уже приводил эти примеры — возвратный гортанный нерв, скажем, эволюционная история развития которого читается в его продолжительных, ненужных петляниях на пути к цели. Многие людские недуги — от болей в пояснице до грыжи, от выпадения матки до частого воспаления носоглотки — напрямую связаны с тем, что нынче мы используем для прямохождения тело, сформированное эволюцией в течение сотен миллионов лет для передвижения на четырех конечностях. Также дарвинизм заставляет задуматься о жестокости и расточительности естественного отбора. Хищники прекрасно "спроектированы" для поимки добычи, а добыча не менее прекрасно "спроектирована" для ускользания от них. На чьей же стороне бог?66
Антропный принцип: планетарный вариант
РАЗОЧАРОВАВШИСЬ В ГЛАЗАХ И КРЫЛЬЯХ, ЖГУТИКОВЫХ моторах и иммунных системах, теологи "белых пятен" часто возлагают последнюю надежду на происхождение жизни. Тот факт, что в начале эволюции лежит небиологическая химия, по их мнению, представляет пробел гораздо больший, чем любые другие изменения, произошедшие в результате последующей эволюции. И, с определенной точки зрения, это действительно очень большой пробел. Но это — определенная точка зрения, и сторонников религиозных взглядов она не утешит. Жизни нужно было зародиться лишь однажды. Поэтому мы вправе допустить, что ее появление было крайне маловероятным событием, на много порядков менее вероятным, как будет показано, чем полагает большинство людей. Но последовавшие за этим эволюционные шаги повторяются более или менее похожим образом в каждом из миллионов и миллионов видов и, что немаловажно, сходным образом и непрерывно на протяжении геологического времени. Поэтому для объяснения эволюции сложных жизненных форм нельзя использовать те же статистические подходы, которые мы вправе применить к событию зарождения жизни. Составляющие непосредственный ход эволюции события не могут быть такими же маловероятными (возможно, за редкими исключениями), как единичный факт зарождения жизни.
Возможно, такое разделение не совсем понятно; постараюсь объяснить его подробнее при помощи так называемого антроп-
ного принципа. Название "антропный принцип" было предложено в 1974 году английским математиком Брандоном Картером; впоследствии это понятие более подробно разработали в специальной книге физики Джон Барроу и Франк Типлер67. Как правило, антропный аргумент применяется ко всей Вселенной, и мы еще к этому вернемся. Но мне хочется сформулировать идею в меньшем, планетарном масштабе. Мы существуем здесь, на Земле. Следовательно, Земля — это способная нас породить и поддерживать наше существование планета, какими бы необычными или даже уникальными свойствами она ни должна для этого обладать. Наш тип жизни, например, не может существовать без воды в жидком состоянии. В поисках доказательств существования внеземной жизни экзобио-логи сканируют космос, пытаясь отыскать воду. Вокруг типичной, похожей на наше Солнце звезды имеется так называемая зона Златовласки: не слишком горячо и не слишком холодно — а в самый раз — для существования планеты с водой в жидком состоянии. Эта орбитальная зона находится в узком промежутке между слишком далеко удаленными от звезды планетами, где вода замерзает, и слишком близкими, где она кипит.
Помимо этого, пригодная для жизни планета должна двигаться по орбите, близкой к круговой. Сильно вытянутая орбита, такая, например, как орбита недавно обнаруженной планеты Ксена, в лучшем случае позволит ей пребывать в благоприятной зоне Златовласки только очень недолгое время каждые несколько (земных) десятилетий или столетий. Сама Ксена не попадает в зону Златовласки, даже максимально приближаясь к Солнцу, что происходит каждые 560 лет. Температура кометы Галлея меняется от 47°С в перигелии до минус 270°С в афелии. Орбита Земли, как и всех планет, строго говоря, — эллиптическая (Земля ближе всего к Солнцу в январе, а дальше всего в июле*); однако орбита Земли настолько близка к кру-
Если вас это удивляет, возможно, вы страдаете упомянутым на с. 162 "севернополу-шарным высокомерием".
говой, что планета никогда не выходит из зоны Златовласки. Положение Земли в Солнечной системе имеет и другие благоприятные для эволюции жизни преимущества. Удачно расположенный гигантский гравитационный пылесос — Юпитер — перехватывает астероиды, которые иначе, столкнувшись с Землей, могли бы прервать наше существование. Единственная довольно крупная земная Луна стабилизирует ось вращения68 и способствует развитию жизни различными другими способами. Наше Солнце необычно еще и тем, что не имеет двойника и вызванной его присутствием сложной орбиты. У двойных звезд могут быть планеты, но их орбиты с большой вероятностью будут слишком неустойчивыми, чтобы жизнь смогла на них развиваться.
Наличие на нашей планете особо благоприятные условия для зарождения и развития жизни объясняют главным образом двумя путями. Теория "разумного замысла" утверждает, что бог создал Землю, поместил ее в зону Златовласки и специально для нас отладил все детали. Антропный подход дает другое объяснение, в чем-то сходное с дарвиновским. Огромное большинство имеющихся во Вселенной планет лежат вне зон Златовласки своих звезд и непригодны для жизни. Как ни мало количество планет с подходящими для жизни условиями, мы неизбежно находимся на одной из них, коль скоро в данный момент ведем это обсуждение.
Кстати, весьма удивительно, что сторонники религии испытывают симпатию к антропному принципу. По какой-то неведомой, необъяснимой причине им кажется, что он укрепляет их позицию. На самом же деле происходит обратное. Подобно естественному отбору, антропный принцип представляет альтернативу "разумному замыслу". Без привлечения творца он предлагает научное объяснение того факта, что мы обитаем в условиях, так замечательно приспособленных для нашего существования. Полагаю, что путаница в религиозном сознании возникает оттого, что антропный принцип, как
правило, упоминается только при описании проблемы, которую он позволяет решить, а именно — факта нашего обитания в исключительно благоприятных для жизни условиях. Сторонники религии не улавливают того, что в качестве решения проблемы предлагаются два варианта. Один — бог. Второй — альтернативный — антропный принцип.
Уже было сказано, что одним из условий существования жизни является наличие воды в жидком состоянии, но это условие далеко не единственное. В воде еще должна зародиться жизнь, а появление жизни, возможно, есть очень маловероятное событие. Дарвиновская эволюция началась только с появлением жизни. Но как может зародиться жизнь? Зарождение жизни было событием химической природы или цепью таких событий, в результате которых впервые возникли условия для естественного отбора. Главным необходимым компонентом было передающее наследственную информацию вещество: либо ДНК, либо (что более вероятно) — молекулы, копирующиеся, подобно ДНК, но менее точно, — возможно, это были родственные ей молекулы РНК. С появлением главного необходимого компонента — какой-либо генетической молекулы — мог начаться дарвиновский естественный отбор, и в результате его постепенного действия возникли сложные живые организмы. Однако самопроизвольное случайное возникновение первых молекул, передающих наследственную информацию, многим кажется невероятным. Возможно, оно действительно очень и очень маловероятно; хочу обсудить этот вопрос поподробнее, потому что он является главным в данном разделе.
Изучение происхождения жизни — это исключительно популярная, хотя и весьма дискуссионная, область науки. Для работы в ней требуется блестящее знание химии, что не входит в рамки моей профессиональной компетенции. С неослабным любопытством я наблюдаю за развитием событий со стороны, и нисколько не удивлюсь, если через несколько лет химики
сообщат об успешном рождении новой жизни, на этот раз — в химической лаборатории. Тем не менее этого еще не случилось, и можно по-прежнему считать, что вероятность зарождения жизни сейчас, как и раньше, очень мала — хотя однажды это уже и произошло!
Аналогично рассуждению об орбитах зоны Златовласки можно сказать, что, каким бы невероятным ни было происхождение жизни, мы знаем, что на Земле оно имело место, потому что мы на ней живем. И, подобно обсуждениям благоприятности климата, это можно объяснить посредством двух гипотез — гипотезой "разумного замысла" и антропной гипотезой. Гипотеза "разумного замысла" предполагает присутствие бога, намеренно сотворившего чудо, вдохнувшего в первичный бульон божественный огонь и запустившего в успешное производство ДНК или аналогичную молекулу.
Альтернативная, антропная, гипотеза, подобно обсуждению зон Златовласки, опять базируется на статистике. Ученые привлекают чудесные свойства очень больших чисел. Подсчитано, что в нашей Галактике существует от 1 до 30 миллиардов планет, а во Вселенной — около 100 миллиардов галактик. Отбросив для большей строгости подсчетов несколько нулей, получим заниженное количество планет во Вселенной — миллиард миллиардов. Теперь представим, что зарождение жизни — самопроизвольное возникновение молекулы, аналогичной ДНК, — действительно представляет собой исключительно маловероятное событие. Представим, что оно настолько маловероятно, что может произойти только на одной планете из миллиарда. Если бы любой химик попытался получить грант на исследование с однопроцентным шансом на успех, субсидирующая организация подняла бы его на смех. А мы ведем речь об одном шансе из миллиарда. И тем не менее, несмотря на абсурдно малую долю вероятности, она означает, что жизнь возникнет на миллиарде планет, одна из которых, конечно, — наша Земля69.
Поразительный вывод. Повторю его еще раз. Если даже шансы самопроизвольного зарождения жизни на планете составляют один к миллиарду, это исключительно маловероятное событие тем не менее произойдет на миллиарде планет. Попытки отыскать в таком количестве планет обитаемую подобны попыткам найти иголку в стоге сена. Но нам не придется ворошить стог в поисках иголки, потому что (возвращаясь к антропному принципу) еще до начала поиска любое способное к поиску существо уже должно иметь под собой одну из этих исключительно редких "иголок".
Любое вероятностное утверждение делается на основе определенной доли незнания. Если нам ничего не известно о планете, мы можем оценить шанс возникновения на ней жизни, к примеру, как один из миллиарда. Но стоит внести в нашу оценку дополнительные данные, как цифра изменится. У рассматриваемой планеты могут быть особые, увеличивающие шансы возникновения жизни свойства — например, особенный химический состав горных пород. Другими словами, одни планеты больше похожи на Землю, чем другие. И безусловно, наиболее похожей на Землю является сама Земля! Такой вывод должен подбодрить химиков, пытающихся создать жизнь в лаборатории, поскольку он увеличивает их шансы на успех. Но из вышеприведенных расчетов уже очевидно, что даже химическая модель с одним шансом на успех из миллиарда тем не менее предсказывает зарождение жизни во Вселенной на миллиарде планет. Изящество же антропного принципа состоит в том, что он, наперекор интуитивным выводам, утверждает, что для удовлетворительного и веского объяснения присутствия жизни на Земле достаточно, чтобы химическая модель позволяла зарождение жизни на одной планете из миллиарда миллиардов. Но я убежден, что на самом деле зарождение жизни является гораздо более вероятным. Полагаю, что попытки повторить данное событие в лаборатории определенно стоит финанси-
ровать, так же как и программы поиска внеземного разума, потому как думаю, что существование во Вселенной другой разумной жизни вполне вероятно.
Даже при самых пессимистичных оценках вероятности спонтанного зарождения жизни данный статистический аргумент полностью обесценивает предложение использовать для заполнения пробела "разумный замысел". Мозгу, настроенному на оценку привычных нам вероятностей и рисков — например, оценку финансирующей организацией заявки на исследования ученых-химиков, — "белое пятно" зарождения жизни кажется, из всех имеющихся в истории эволюции пробелов, наиболее непреодолимым. Но, подкрепленная статистикой, наука в состоянии его одолеть, хотя чудесного творца та же самая статистика отрицает по рассмотренной ранее причине "готового к полету "Боинга-747"-
Достарыңызбен бөлісу: |