"Кредо" атеиста.

Человек
Способность к творчеству
Свобода воли
Красота
Научное и религиозное мировоззрение
‘’Сверхценная’’ идея

О происхождении нашего мира
О ''нарушении'' второго закона термодинамики
Информация - попытка определения
Как могли возникнуть первые репликаторы.
Возникновение белкового кода.
Как строятся новые белки
О работе мозга
Абстрактные образы
Может ли машина мыслить

Жизни определение
О направленности естественного отбора.




Человек

Человек - часть Природы. Природа развивается, все время усложняясь. Усложнение живых организмов - объективный факт, поддающийся количественной оценке. Например, количество ДНК, содержащейся в бактерии, примерно в тысячу раз меньше, чем у человека, а шимпанзе - ближайший из его родственников, имеет 99% общих с ним генов. Слово "сложность" в данном случае имеет значение не "запутанность", а "комплексность, системность".
Человек не является конечной целью эволюции - это одно из звеньев цепи.
Если попробовать ввести "моральные" оценки как бы "с точки зрения" этого процесса развития, то, что хорошо для процесса - то "благо", что мешает этому - "зло". Жизнь/сущность каждого человека, животного, растения, минерала уникальна и ее уничтожение - зло - уменьшение разнообразия, потеря накопленной природой информации.
Но если бы не происходила замена одних организмов другими, никакое развитие было бы не возможно. Смерть - необходимое условие эволюции.
Природу, как и организм, можно рассматривать только как целое. В ней важна сумма разных компонентов. Так, возникновение онкологических заболеваний - это вытеснение разных клеток, выполняющих в организме слаженную работу, только одним типом безудержно размножающихся "бессмертных" клеток. В раковых клетках сломан механизм опоптоза - запрограммированного самоубийства клетки, включающегося когда она становится ненужной или опасной для организма. Это проводит к уменьшению "информационной" базы организма, что в результате приводит его к гибели. То же самое происходит при доминировании в сообществе только одного вида.
Человечество - новая ступень развития этого процесса. Накопление биологической, наследственной информации индивидуума сменяется накоплением знаний на уровне общества.
В природе нет четкой грани между человеком и животными. И чувства, и индивидуальность у животных есть, и соображают некоторые из них неплохо. Единственное отличие: мозг у человека побольше и архитектура его посложнее. Поэтому мозг каждого нормального человека может вместить в себя и осознать кроме своего опыта, опыт и других людей, живущих и уже умерших. Это и есть то, что верующие называют душой, а атеисты - человечностью.
Для человека НОВАЯ информация - это, во-первых, открытие уже существующих в природе объектов\законов, перевод их на человеческий язык, сохранение в общечеловеческой культуре, во-вторых, создание новых, не существовавших в природе вещей и образов.

На самом деле, как во всяком естественном процессе, в эволюции жизни нет ничего ни хорошего, ни плохого. Как течение реки или времени. Кому-то это нравится, кому-то нет. Дело вкуса, но на течении это не сказывается. Можно, конечно, поскольку мы сами являемся частичками этой реки, попытаться плыть вспять - снова превратиться в обезьян или уничтожить самих себя, но это будет временная остановка - вновь появятся другие виды, которые продолжат прерванный процесс.
Я называю (определяю) "добром" процесс творчества в самом широком смысле, а процесс разрушения - "злом".


Способность к творчеству

Я бы определил "духовность", как способность к творчеству.
На основании подобия - как происходит в природе, те же законы и для общества (не в прямом, конечно, смысле) - вернее не законы, а тенденции развития.
"Настоящий путь человека - творчество, все равно, творчество артиста и рабочего, физиолога и механика, химика и стеклодува, инженера и композитора..." (Академик В.И.Шулейкин, 1943).
"Настоящий путь" - это когда человек осознает процесс развития природы и участвует в нем. Еще он может просто не думать о смысле своего существования, а может и активно противодействовать этому процессу (мои оценки этих действий: добро - бездуховность - зло).
Различие в отношении к познанию людей верующих и атеистов в том, что с точки зрения верующих всё в этом мире создано Богом, мы являемся лишь эпигонами и само познание есть лишь один из методов слияния с Богом.
Атеист считает, что все процессы в мире естественны. Постигая мир, он сам является творцом нового знания, а не разгадывателем составленного кем-то кроссворда.
И еще одно отличие человека творческого от обыкновенного - читая книгу, совершая любое другое действие, творческий человек всегда переосмысливает полученные знания, сопоставляет, анализирует и, таков закон творчества, пытается поделиться полученными знаниями с другими. Он просто не способен сохранять их только внутри себя.
Не отвергая другие "радости жизни", такой человек считает творчество главным смыслом жизни.
Если принять, что человек - часть природы, и допустить, что он разумен, тогда и природа - разумна. Если под “духовностью” понимать творчество - то есть создание новой информации, то можно сказать, что и природа “духовна”.


Свобода воли

Если принять естественную эволюцию человека, становятся понятными многие черты его поведения, трудно объяснимые с точки зрения божественного происхождения. Большая часть мотивов, поступков человека определяется его "биологической" сущностью. Это отнюдь не всегда плохо. Эволюционный принцип "один против всех", выраженный в инстинкте самосохранения, позволяет ему не попасть под первый попавшийся трамвай. А многие примеры трогательной любви к супругу и детям можно наблюдать и у животных. Это совсем не человеческое изобретение.
Кроме индивидуального отбора в природе существует и отбор на уровне групп. Сохраняются те группы, члены которых проявляют "альтруизм", жертвуя собой во имя "общих интересов".
С появлением разума и общественной культуры ситуация изменилась. Приоритетом становится не совершенствование отдельной особи или группы особей, а развитие человеческого сообщества. Все "моральные императивы" и есть правила, ограничивающие свободу единичного человека во имя общих интересов развития общества. Отсюда и принцип "Свобода одного человека заканчивается там, где начинается свобода другого человека". Те сообщества, которые не могут преодолеть разрушительный потенциал эгоистичности отдельных людей быстро деградируют и замещаются сообществами, в которых процент "альтруистов" больше и они способны нейтрализовать действия "эгоистов".
В отличие от животного человек осознает, оценивает свое поведение. Разум человека не приобретается им априорно. Усваивая язык, нормы поведения, знания, человек получает частицу общественного сознания. Цель этого общественного сознания - саморазвитие. Требования этого развития часто вступают в противоречие с индивидуальными интересами человека. Это и есть "голос совести". Мне хочется вкусить все жизненные удовольствия, но какой-то голос говорит мне, что это плохо. Этот голос - это сумма голосов других людей, опыт многих поколений, понявших, что удовлетворение только личных желаний и прихотей приводит к разрушению, уничтожению накопленного ранее другими.
Насколько "правильно" с точки зрения общественного развития ведет себя человек и есть мера "добра и зла" каждого человека.
В основе большинства религий лежит как раз желание четко сформулировать, формализовать эти принципы. Это, конечно, хорошо, когда можно выучить, например, десять заповедей и всегда им следовать, чем для каждой жизненной ситуации осуществлять большую умственную работу. Недостаток такого подхода в том, что, во-первых, далеко не все случаи укладываются в такие заповеди, и человек, не привыкший думать об этих проблемах, может поступить неправильно. Во-вторых, общество непрерывно развивается, и любые догматические схемы неизбежно приходят в противоречие с жизнью. Очень характерный пример тому - многочисленность течений, конфессий, сект христианства.
Мораль относительна. В силу постоянного изменения общества нельзя выработать некие "железные" принципы и всегда следовать этим заученным догмам. Для решения каждой моральной проблемы требуется работа ума и души. И под "духовной" работой как раз и понимается решение противоречий между интересами индивидуума и общества.
Здесь мы рассуждаем о моральных оценках, а судить (и осуждать) должен суд. А суд должен судить не по моральным законам, а уголовным и пр. кодексам, основанным на принципе "Свобода одного человека заканчивается там, где начинается свобода другого человека". Без принятия в каком-либо виде такой формулы не сможет существовать ни одно государство.
Кстати, не надо путать "голос совести" со "здравым смыслом". "Здравый смысл" - это логическое обоснование поведения с точки зрения отдельного человека или общества. Поведение же "по совести" часто противоречит "здравому смыслу", поскольку вступает в противоречие с интересами отдельного человека или группы лиц. Алогично драться с ветряными мельницами или, вот, принимать участие в этих дебатах. Никакой пользы.
Здравый смысл - это непротиворечивые представления о мире, помогающие человеку ориентироваться в повседневной реальности. Но, поскольку противоречия имманентно присущи этому самому нашему миру, то, следовательно, чем меньше человек знает, тем прочнее у него здравый смысл. Однако полностью здравомыслящий человек настолько скучен, что в какой-то момент он это даже сам осознаёт, и начинает интересоваться предметами, лежащими вне круга повседневности. Это тяжелое испытание: потерявший здравый смысл человек становится невыносим для себя и окружающих. И вот тут-то и приходят ему на помощь Фоменко, кеслеры и прочие поп-учёные, которые строят для него удобную непротиворечивую модель мира. Беда только в том, что у каждого из них эта модель своя. Поэтому, начав читать книги одного поп-учёного, категорически не рекомендуется читать других, благо авторы это понимают, и снабжают читателей бесконечными сериалами своих трудов... Можно попробовать описать поведение НХ-ологов и прочих супер-пупер-критицистов описать с помощью двухкомпонентной модели гольянов из книги Конрада Лоренца: ''... простой, но очень важный для социологии опыт, который провел однажды на речных гольянах Эрих фон Хольст. Он удалил одной-единственной рыбе этого вида передний мозг, отвечающий - по крайней мере у этих рыб - за все реакции стайного объединения. Гольян без переднего мозга выглядит, ест и плавает, как нормальный; единственный отличающий его поведенческий признак состоит в том, что ему безразлично, если никто из товарищей не следует за ним, когда он выплывает из стаи. Таким образом, у него отсутствует нерешительная "оглядка" нормальной рыбы, которая, даже если очень интенсивно плывет в каком-либо направлении, уже с самых первых движений обращает внимание на товарищей по стае: плывут ли за ней и сколько их, плывущих следом. Гольяну без переднего мозга это было совершенно безразлично; если он видел корм или по какой-то другой причине хотел куда-то, он решительно плыл туда - и, представьте себе, вся стая плыла следом. Искалеченное животное как раз из-за своего дефекта стало несомненным лидером. ''
Для ''лидера-гольяна'' характерно поведение, называемое обычно ''потоком сознания''. Правильнее это явление называть ''потоком бессознания'': на головы слушателей, забивая им мозги, обрушивается непереваренная масса фактов и ассоциаций, которое в норме сознание переваривает и использует для выработки адекватных суждений. Вообще-то это термин из литературоведения, читателю интересно понять, как работают мозги писателя, наши же подопечные гольяны смело преодолевают все границы и используют его для описания наук естественных, превращая их тем самым в науки неестественно-гуманитарные. Ведомые гольяны, с запачканными мозгами, или гольянихи, поскольку тут более употребимы термины женского рода: вообще в религиозном сознание очень сильна женская составляющая желания подчиняться, подпадать под влияние... С этим, наверно, связан и феномен массовой (или попсовой) культуры. Зачем, кстати, вообще нужна культура? А зачем, например, павлину красивый огромный хвост?
- Исключительно для привлечения самки: потомки этот половой признак наследуют, опять идёт отбор по напыщенности хвоста, и в результате получается существо неспособное хорошо летать и становящееся лёгкой добычей хищника.
Казалось бы тупик эволюции?
Но павлины успешно существуют и не собираются вымирать. Дело в том, что для поддержания большого хвоста надо иметь сильное, эффективно работающее тело, которое и наследуется потомками вместе с огромным хвостом.
Культура - это павлиний хвост социума. Выставляясь внешне как ''искусство ради искусства'' она выполняет функцию поддержания структурированности общества. Массовая культура разрушает элитарность и, перемешивая верх и низ, приводит к гомогенизации и деградации. Лишённое ориентиров общество тонет в болоте здравого смысла и прагматизма. Чем уже канал связи, тем ценнее передаваемая по нему информация: массовая культура безбрежно расширяет этот канал, сводя к нулю свою ценность.


Красота

Красота - это совершенство природы в ее разных проявлениях.
Оптимальное выполнение требуемой функции. Представьте вот себе красивую лошадь. Это может быть грациозная, нервная, бьющая копытом, готовая в любой момент рвануться галопом кобыла - скорость, и еще раз скорость!
А может быть и мощный, с буграми мускулов тяжеловоз. Восхищаясь им, вы инстинктивно задерживаете дыхание, мысленно представляя себе, как сдвигает он тяжеленную повозку. Сила, и еще раз сила!
Каждый красив по-своему. Заставьте первую тащить воз, а второго бежать галопом - вряд ли они покажутся вам тогда красивыми.
Красива может быть и математическая формула. И компьютерная программа. Опытный программист, посмотрев на программу для решения конкретной задачи и увидев, что она оптимальна и не содержит лишних циклов и команд, скажет, что она красива. Красива не внешним оформлением, а внутренним совершенством.
Об этом пишет И.Ш.Шевелева в книге "Принцип пропорции" "О формообразовании в природе, мерной трости древнего зодчего, архитектурном образе, двойном квадрате и взаимопроникающих подобиях".
Основная идея - все природные процессы формообразования подчинены физическим и геометрическим законам. Если песок сыплется струйкой - образуется конус. В зависимости от сцепления песчинок он может быть разной формы, но никогда не будет направлен острым концом вниз.
В живой природе число возможных форм еще более ограничено, поскольку развитие начинается с единичной клетки и подчиняется геометрическим законам ("золотое сечение" etc.). Сознание человека - отображение воспринимаемого с детства мира. Поэтому мозг воспринимает не все возможные образы, а только "природные" (они кажутся ему "красивыми") и отвергает образы, в которых эти пропорции нарушены ("некрасивые").
Поэтому горы - красивы, а хаос на стройке - нет. Если бы человек с рождения видел только хаос и грязь стройки - они бы казались ему красивыми, а горы - нет.


Научное и религиозное мировоззрение

Научное и религиозное мировоззрение - это две непересекающиеся плоскости, поскольку религия все оценивает с позиций нравственности, а в науке, как в природе отсутствует само понятие нравственности. Не может быть безнравственных открытий. Их практическое применение может быть безнравственным. Ученый может быть безнравственным. Тот же К.Лоренц, например, сотрудничал с нацистами, но от этого его открытия не стали хуже или лучше. Они могут быть только верными или ошибочными.
''Все материальные достижения цивилизации есть плод науки, оперирующей тщательно отобранными аксиомами, разумными гипотезами и тщательно проверяемыми и перепроверяемыми теориями. Достижения же религий имеют туманный морально-этический характер, который не является исключительной прерогативой религий. Религия и наука не пересекаются, потому что имеют в основе различные методологии. Основа религий - вера. Основа науки - сомнение. Кто сомневается - отпадает от религии. Кто верует - отпадает от науки'' ((C) Артем).
В основе религиозной веры лежит страх перед будущим, боязнь взять на себя ответственность за развитие событий, переложить это бремя на кого-то всеведующего и всезнающего. Теория эволюции сняла главный довод верующих о невозможности самосотворения мира и нашла механизмы самоусложнения в природе. Религия постулирует наличие безусловного авторитета. Наука – относительность любого знания. Отсюда и различие методов познания: на абсолют человек повлиять не может при всём желании. Научное знание создаётся человеком для адекватного предсказания свойств реального мира.
С материалистической точки зрения религия есть зло, поскольку верующие равнодушны к сохранению материального мира. По их мнению, реальный мир – отражение абсолюта. Мол, имеется полная база данных, которая включает все варианты всех возможных миров. Но ведь наличие такой базы данных никто пока не показал. А если её нет? Если возникновение земной биосферы – единственный случай среди бесчисленных звёздных систем и бесчисленных вариантов схлопывающихся и вновь возникающих вселенных? Как тогда назвать наше равнодушие к сохранению разнообразия видов, методичному уничтожению природных ландшафтов и геологической памяти истории Земли?
Наука, с самого своего зарождения. последовательно, шаг за шагом, отвергает древние предрассудки, ставящие богом созданного и богом избранного человека в центр мира. Да, можно сказать (хотя это и не совсем верно), что биологическая эволюция человека завершилась, но на её смену приходит конкуренция, борьба, а следовательно и эволюция человечьих цивилизаций. Изменяются формы процесса, но суть остаётся: отбор наиболее жизнеспособных систем. Можно запрещать генетические эксперименты, громить кувалдами компьютеры, но история показывает - бесполезно, не остановить. Как не смогли прокариоты остановить появление многоклеточных, так и человеку придётся смириться с тем, что ему на смену придут другие формы жизни, более того разумнее не препятствовать этому, а приспособиться и вовремя найти свою экологическую нишу.


‘’Сверхценная’’ идея

Современная наука - это открытая система и оперирует она понятиями достоверно - недостоверно. В ней всё взаимосвязано. Именно поэтому, например новохронологам (это последователи учения Морозова о ''короткой истории''), чтобы создать свою историю, придётся уничтожить и все смежные области знаний. Чем они и пытаются заниматься. Критерий истинности любой науки - не её соответствие математике, а описание проверяемых на практике реальных свойств мира. Нет в науке абсолютных истин. Даже 2х2=4 верно лишь потому, что пока не было замечено случаев отклонения от этой формулы. В природе нет чисел: нельзя выделить, отделить ни один объект от других: каждый неразрывно связан со всеми остальными. Нет в природе и ''законов'' - есть только свойства материи. Числа и ''законы природы'' только в головах, но некоторые математики этого не понимают. В математике отсутствует и понятие времени как необратимости. Время как становление нового, необратимости процессов, появляется только в физике. Поэтому люди математического склада ума легко путают причину и следствие, впадают в мистику и религиозность. Это, кстати. наглядно видно из картин А.Т.Фоменко. Время, история алогичны и именно поэтому математики их не понимают и пытаются уничтожить.
Эра дилетантов в науке завершилась где-то к середине 19 века. По крайней мере за весь 20 век примера более-менее значительного открытия, сделанного непрофессионалом, не просматривается. Объем научных знаний вырос настолько, что и после 10-15 лет обучения человек не может освоить в полном объеме всю информация даже об очень узком разделе конкретной науки. Более того, достаточно пару лет не обновлять своих знаний о последних работах, чтобы безнадёжно отстать и перестать быть специалистом в своей области. Наука – это коллективное творчество, и основываться она может только на доверии к результатам, полученным другими исследователями и в выработке жёстких критериев проверки достоверности применяемых методов.

Вообще ‘’Сверхценная’’ идея - очень интересный феномен - его анализ может помочь разобраться и с тем, что такое религиозное сознание. Человек, которому пришла в голову ‘’сверхценная’’, или идея-фикс, начинает видеть мир через призму этой идеи. При этом все факты или доводы, этой идее не соответствующие просто не воспринимаются и не входят в сознание: фильтр пропускает только то, что этой идее не противоречит. Точно так же истинно верующий человек не испытывает сомнений в своей вере: он просто не воспринимает ничего, что лежит вне её рамок.
Такой человек искренне не понимает, как могут другие не соглашаться с такими ясными и очевидными (для этого человека) истинами. Отсюда возникает его уверенность в злонамеренности и нечестности своих оппонентов, в подозрениях о наличии среди них тайного заговора. От ‘’сверхценной’’ идеи избавить может разве что психолог, но никак не оппонент. Суть этого заболевания очень проста: наше познание строится на моделях реальности. Модель – это упрощённая схема, она должна быть логична и непротиворечива, но именно поэтому идеальная схема не может объяснить развитие – развитие, эволюция – это появление нового, того, что нарушает старую логику, это качественный скачёк. Вот это-то противоречие и сводит математиков с ума. Обычный анемниз этого заболевания: математик обижается на такую нехорошую реальность и начинает переустраивать её под свою совершенную и красивую схему. Самый типичный пример – академик Фоменко: сейчас целая команда его последователей занимается тем, что укорачивает историю, подгоняя её под совершенную модель своего гуру. Коммунисты, кстати, демонстрировали другой характерный пример попытки подогнать реальность под идеал. Собственно верующий и отличается от неверующего тем, что идеальную модель ставит выше реальности.

Пожалуй самое характерное проявление, позволяющее идентифицировать носителя ‘’сверхценной’’ идеи состоит в том, что такой человек в споре возражает не доводам оппонентам, а дебатирует со своим собственным представлением этих доводов, которые уже прошли у него через призму ‘’сверхценной’’ идеи и поэтому искажены, а часто прямо противоположны по смыслу тому, что было высказано его собеседником. Отсюда и избирательность цитирования: иногда просто диву даешься, как человек, прочтя текст, в котором ясно и аргументировано доказываются определённые положения, умудряется вырывать цитаты, звучащие вне контекста прямо противоположно основным утверждениям автора цитируемого текста.
‘’Сверхценная’’ идея - штука весьма заразная для некритически мыслящих людей. Под людьми, способными мыслить критически (на Западе их называют скептиками), следует понимать не гиперкритицистов-агностиков, критикующих все подряд чужие идеи, а людей, способные критически относиться к своим собственным мыслям.

Часто повторяют фразу Нильса Бора о безумной идеи. Только вот Бор имел в виду безумство именно идеи, а не её носителя. В каждой науке идей таких мало – одна, две за столетие, и высказать её может только человек, увидевший, как нужно изменить существующую парадигму, чтобы уложить в неё новые знания. Сделать это может только рациональный человек, владеющий и новыми знаниями, и понимающий суть старой системы знаний. Другие трезвые рационалисты, оперирующими понятиями в рамках старой парадигмы, сразу принять изменения естественно не могут, в отличие от ''сумасшедших'', которых отличает именно свобода от признания каких бы то ни было рамок. И вот эти-то ''сумасшедшие'', вдохновлённые необычностью новой идеи начинают плодить уже свои идеи, вполне рациональные в рамках их безрамочного восприятия мира, и отличающиеся от идеи гения тем, что противоречат не только старой парадигме, но и реальным фактам. Вот это-то творчество и есть главная опасность для гениальных идей, теряемых из виду под грудой мусора. В последнее время таких, играющих в бисер повзрослевших вундеркиндов появилось у нас неимоверное количество: в малых дозах эти сохранившие детскую непосредственность пассионарии прелестны, но только до тех пор, пока подобные люди не оказываются у пульта ядерной электростанции, штурвала трансатлантического лайнера, или не начинают руководить политическими движениями. Сочетание детской игры и старческого окостенения и поджигает запал взрывающий старую систему, только вот после взрыва остаются одни бесформенные обломки и возрождение может наступить после долгих пыльных тёмных веков. Лобачевский изменил одну теорему в геометрии Евклида – эпигоны изобретают виртуалистику, вообще отбрасывая все теоремы. Чижевский накапливает массу данных и наблюдений о влиянии космических факторов внешней среды на исторический процесс – шарлатаны новоастрологи и хрононумерологи изобретают многовариантную историю...

Бессмысленно спорить с демагогами. Демагог спорит не для того, чтобы найти истину, а для того, чтобы победить в споре. В результате он неизбежно подберёт аргумент, который в данный момент нельзя проверить, и будет считать себя победителем в споре. Но главное дело в том, что НХ – это не научная проблема, а моральная, или, если слово ’мораль’ режет слух, лучше сказать – ‘проблема научной этики’: собственно наука в современном понимании возникла в тот момент, когда стало понятно, что один человек за свою жизнь не сможет освоить и повторить эксперименты даже в одной очень узкой области знаний, что мог ремесленник или алхимик: надо было как-то договариваться, чтобы была преемственность знания, доверие к полученным другими результатам. Знание должно быть полностью открытым, методики подробно описаны так, чтобы другие могли воспроизвести их с теми же результатами. Поэтому там, где начинается ‘политика’ – то есть проявляются личностные или общественные интересы, там наука кончается. Научное знание основано на полном доверии – без этого оно невозможно. А Фоменко бьёт именно в эту точку – пытается разрушить основу, подорвать доверие общества к науке, тем самым её ликвидировав. Хотя, собственно, доверие – основа не только науки, но и основа существования любого сообщества, и феномен распространения у нас НХ - это симптом болезни общества, а бороться с симптомами – значит загонять болезнь внутрь, что приведёт только к тому, что кризис наступит неожиданно и будет более разрушительным…


О происхождении нашего мира

Сложное это дело - объяснять происхождение мира. Бог, и тот целых шесть дней мир творил, а понять, судя по его последующим действиям, так и не смог! (Sorry верующим, это я так шучу.)

Но попробую. (Вариации на темы И.Пригожина и С.Лема)

В некоем вневремени, внепространстве, внематерии постоянно возникают флуктуации, приводящие к возникновению пар вещество - антивещество, положительный заряд - отрицательный, времена, текущие в противоположных направлениях etc.
Большинство таких флуктуаций сразу схлопываются, опять превращаясь в ничто. Но некоторые не успевают, поскольку внутри них возникают флуктуации второго уровня, порождая асимметрию, потом третьего уровня и так далее... В результате первичные взаимнопротивоположные сущности все более удаляются друг от друга и уже не могут быстро аннигилировать. Так образуется некий мир.
Миров таких существует бесконечное множество, в них разные физические законы. Где-то есть атомы, планеты, галактики, где-то их нет.
Мы находимся в таком мире, где физические законы позволяют существовать стабильным атомам, причем таким, которые позволяют построить из них всякие там белки и нуклеиновые кислоты, точно подходящие друг другу. Изменись радиус атома водорода на тысячную - звезды, может, и существовали бы, а мы не могли бы появиться.
Ну, а потом в нашем мире появилась другая разрастающаяся флуктуация - жизнь. Которая развивается путем локального уменьшения энтропии (накопления информации) за счет ее увеличения в целом.
Человек - одно из звеньев этого процесса, отнюдь не конечное.
Судя по общей тенденции развития, смысл существования человечества состоит в накоплении знаний, информации.
Отсюда можно вывести моральные нормы. Что есть хорошо для этого процесса, что есть плохо.
Такая схема построения мира объясняет и его дуалистичность, и не требует присутствия бога.
Такая гипотеза допускает свою проверку (Может кто-то тут займется поисками "анти-времени" или "анти-пространства"?). То есть вселенная - некая саморазвивающаяся система, а разумность в ней возникает только с появлением человека.
Поскольку наш мир на удивление единообразен, то можно предположить, что выяснение общих принципов, по которым происходит эволюция живой материи на уровне организмов, клеток, молекул, позволяет выдвигать и гипотезы об эволюции материи на более глубоких уровнях, в том числе и на уровне ''фундаментальных'' свойства материи-энергии''.


О ''нарушении'' второго закона термодинамики.

Жизнь на Земле - это открытая система. Для своего усложнения, упорядочивания структуры, она использует ничтожную часть солнечного света, переводя его в тепловое излучение. Чудовищные потоки энергии, рассеивающиеся в космосе несопоставимы с той долей энергии, которую потребляет, расходуя на упорядочивание своей структуры та плесень жизни, которая тоненьким слоем покрывает поверхность нашей планетки.

Жизнь - это всегда непрерывная, изнуряющая, беспощадная борьба с хаосом. Строительство порядка на верхних уровнях за счёт утилизации, обеспорядочивания уровней низших. Растения строят свою структуру, переводя в тепло солнечный свет. Грибы поднимают свои шляпки разрушая древесину. Города растут на слоях переработанной пищи и мусора. Великие цивилизации возникают на останках многочисленных, но мелких первобытных культур.
Вот интересна эмпирическая закономерность: для поддержания порядка и работоспособности в сложной системе, будь то архив тысяч файлов в компьютере, порядок в квартире или в каталоге, требуется тратить примерно треть рабочего времени. Кстати и сон, который необходим для упорядочивания мозгом полученной за день информации, также занимает примерно треть жизни. Интересно, можно ли для объяснения этого построить какую-нибудь математическую модель?

Некоторые верующие отрицают теорию эволюции на том основании, что мол нету между видами переходных форм, следовательно все были одновременно созданы. НХ-ологи недоумевают по поводу отсутствия переходных форм между разными технологиями. А объяснение-то очень простое - как на один первый фордовский автомобиль приходится много миллионов серийных экземпляров, так и с динозаврами, и с азбуками, и с горшками - ну не было ни у динозавров, ни у древних людей, музеев, где бы эти переходные, очень немногочисленные и неустойчивые формы сохранялись. И вероятность найти их останки весьма и весьма мала. Представьте себе дикаря, увидевшего своим острым зрением людей на крыше небоскрёба, и решившего, что это боги, поскольку не мог представить, как можно туда допрыгнуть или вскарабкаться по гладкой стене. А вот что можно по лестнице, или на лифте - не догадывался.
В биологических молекулах белков и нуклеиновых кислот каждый атом находится строго на своём месте и не может ''усредняться'' брауновским движением и не описываются свойства таких молекул классическими термодинамическими параметрами. Всегда можно найти условия, в которых макромолекулы не разваливаются. Они вообще весьма стабильные образования. Споры бактерий, например, могут сохраняться тысячи лет, а потом оживать и начинать размножаться.


Информация - попытка определения

Мне кажется, позиции верующих и ортодоксальных материалистов весьма сходны. Первые считают Бога неизменным, вечным и неуничтожимым, а вторые - Материю. А собственно философия начинается тогда, когда эти положения подвергаются сомнению. В противном случае это или богословие, или физика. Философия, прежде всего, это поиск причин развития.
А понятие ''идеального'' надо переформулировать в более приемлемых сейчас информационных терминах.

Демонстрация фокусов с кристаллизацией переохлажденной воды - наглядный пример возникновения новой информации:
Берем чистую бутылку, тщательно отфильтрованную воду, не содержащую взвешенных частиц, осторожно охлаждаем до отрицательных температур без встряхивания - лед не образуется - нет зародышей кристаллов.
Теперь встряхиваем бутылку. Образуются кавитационные пузырьки, на поверхности которых, с очень небольшой вероятностью, может образоваться похожая лед структура. На этой матрице начинается лавинообразный рост кристаллов.

Та же ситуация с возникновением простейшей самореплицирующейся молекулы, с появлением которой и началась жизнь. Вероятность спонтанного возникновения такой молекулы исчезающе мала. Но если уж она возникла - начинается лавинообразный рост числа самореплицирующихся молекул. А вероятность того, что одна из миллиарда молекул станет более сложной, в миллиард раз больше, чем для одной молекулы. Сразу, готовенькая живая клетка, естественно возникнуть не могла - она возникла из объединения нескольких самореплицирующих молекул, выполнявших разные функции.

Эволюция (то есть усложнение системы) происходит направленным отбором случайных флуктуаций в рамках свойств материи. Отбор этот направляют внешние условия. Если бы они не менялись, система через некоторое время пришла бы в стабильное состояние. Но условия постоянно меняются по многим параметрам. И выживает тот, кто сможет жить при изменениях сразу многих параметров - то есть более сложно организованная особь.
Первой самовоспроизводящейся молекулой была, по-видимому, молекула, напоминавшая современную молекулу РНК.
РНК, как и ДНК может образовывать самокомплиментарную двойную спираль, а однонитевая РНК, складываясь определённым образом в пространстве, может выполнять функции фермента - например, расщеплять сама себя, или другую молекулу РНК. В современной клеточной рибосоме - "машине" по производству белков, которая состоит из многих белков и трёх молекул РНК, основную каталитическую функцию выполняют как раз нуклеотиды РНК. По-видимому первый саморепликатор совмещал в себе функцию матрицы - носителя информации, и фермента-интерпретатора, способного копировать эту матрицу. Эдакий рибозим, использующий в качестве матрицы копию самого себя: в двухтяжевой форме - аналог ДНК, в однотяжевой и свёрнутой - аналог фермента. Интереснейшая проблема современной науки - на основании выяснения механизмов ферментативных реакций и знания свойств нуклеиновых кислот, попытаться сконструировать такую молекулу, которая в условиях циклических изменений температуры и присутствия составляющих её мономеров, копировала бы сама себя.
Затем появились белковые молекулы, и уже на последнем этапе развития появилась ДНК. Происходит всё большее разобщение носителя информации - ДНК и её интерпретатора - сложных белковых комплексов, считывающих информацию. Хотя и сейчас ДНК сохранила некоторые свойства интерпретатора: свойства её спирали (гибкость и способность к локальному расплетанию двойных цепей) зависят от последовательностей пар оснований; процессы считывания с ДНК информации регулируются связывающимися с определёнными последовательностями ДНК белками вследствие того, что имеются стерические соответствия между поверхностями нуклеиновых кислот и полипептидными цепями белка. Вероятно, первые белковые молекулы с определённой структурой синтезировались самокатализом именно благодаря такому соответствию, и только на последующих этапах появился механизм кодонового синтеза белка.

В РНКовом мире ещё не была достигнута оптимизация низших уровней и, соответственно, не могло существовать самодостаточных замкнутых в себе информационных систем, на которых паразитируют современные вирусы. Соответственно тогда эволюционная функция мобильных элементов была главной, а паразитизм – вторичной и чёткой границы между организмами и вирусами скорее всего и не было. Главной причиной замены РНК ДНКой обычно считается её большая химическая устойчивость. Это важно, но проявилось это свойство только на последующих этапах эволюции. Главное же отличие двухспиральной ДНК от двухспиральной РНК в том, что первая более подходит для функции носителя данных. Двухспиральная РНК может существовать только в А-форме, а ДНК способна принимать как А-форму, так и В-форму и даже закручиваться в противоположном направлении, принимая Z-форму. В РНК ещё доминирует функция кодировщика, в ДНК – эта функция уже вторична и проявляется на более высоком уровне. В-форма ДНК более жёсткая структура, по сравнению с А формой, и более удобна для выполнения функции как носителя данных, так и образования жёстких центров сетки информационных сигналов, которые узнают регуляторные белки, осуществляя более высокий уровень (по сравнению с первичной нуклеотидной последовательностью) кодирования информации.





Возможен и такой вариант, что первый репликатор совмещал в себе свойства нуклеиновой кислоты и белковой молекулы. Сейчас синтезированы полимеры, содержащие полиамидный остов из аминокислот в боковых цепях которых содержатся основания нуклеиновых кислот. Оказалось, что такие соединения могут образовывать прочные изогеометрические спирали с однотяжевыми молекулами нуклеиновых кислот.

Как происходило дальнейшее усложнение, более-менее понятно. Проще всего это пояснить примером эволюции бактерий "в пробирке".

Представьте две бактерии - одна может питаться только глюкозой, другая только ксилитом. Если добавить в среду и то, и другое, то эти бактерии будут размножаться. А теперь перестанем добавлять глюкозу - все бактерии первого типа подохнут и их содержимое выльется в среду. Бактерии могут захватывать из среды куски ДНК, содержащие информацию о белках, которых и выполняют все "химические работы" в клетке. Случайным образом одна из бактерий второго типа может захватить кусок, кодирующий ферменты, необходимые для усвоения глюкозы, и встроить в свой геном. Пока в среде нет глюкозы эта ДНК служит ей только обузой. А теперь станем добавлять в среду только ксилит. Живой останется эта единственная бактерия, а её потомки смогут уже питаться разными сахарами.

То есть, грубо говоря, эволюция есть накопление информации на все случаи жизни. И совсем не нужно для её объяснения привлекать всякие там информационные поля и прочую чушь. По мере эволюции носитель информации может ''сжиматься'' в размере, сохраняя то же количество информации. Пожалуй, самый яркий пример - одна и та же последовательность нуклеиновой кислоты одного вируса, благодаря вырожденности белкового кода, несет информацию о последовательности сразу трех белков (сдвиг рамки считывания, и чтение второй нити).

Чем дальше, тем быстрее шла эволюция. Первые сотни миллионов лет были только простейшие формы - типа наших бактерий. Делились они очень быстро - в это время и возникли все предшественники существующих сейчас белков, и опробованы всевозможные пути метаболизма. Отсюда, кстати, понятна беспочвенность опасений противников генной инженерии и борцов против ''генетически модифицированных'' продуктов питания, запуганных монстрами из фильмов-ужастиков. В арсеналах природных популяций и без генных инженеров имеется достаточно средств, чтобы поставить на место вид, нарушивший экологический баланс: распространение СПИДа, наркомании, психических заболеваний - наглядное тому подтверждение.

А вот как получились эвкариоты: жили себе потомки одной праклетки, мутировали, стали разными, потом одна из них проглотила другую, но не переварила, а та включилась в состав протоплазмы и постепенно, после миллионов делений, потеряла большинство своих белков, превратилась в митохондрию, снабжающую энергией материнскую клетку, и стали они предками всех животных, а в другой превратилась в любящий свет хлоропласт, и выросли из них растения.
На следующем этапе возникли многоклеточные организмы. Они делятся медленнее и поэтому создать, например, новый белок простым перебором аминокислот, уже не могут, а вот заменить несколько аминокислот, или, из двух разных, уже созданных белков, сделать новый, с новыми свойствами - для этого много времени не надо. Ну и так далее - блочное строительство - чем выше уровень, тем крупнее блоки. Таким образом, у высших животных полезные мутации возникают не в результате случайного перебора аминокислот в белках, а в результате перетасовки целых генов или их кусков.
А чтобы мозг увеличился в несколько раз, вполне было достаточно несколько мутаций в регуляторных белках. Скоро даже будет известно в каких. Сейчас полностью расшифрованы геномы человека и шимпанзе: эже можно сравнивать их и смотреть различия. Расшифрованы сейчас и геномы нематоды, мухи-дрозофилы, многих бактерий, мыши, геном риса, и начинается интереснейшая работа по их анализу и сравнению. Это своего рода "клеточная археология" - сравнивая последовательные изменения генов у разных организмов можно будет точно установить, кто из кого произошел, и когда какой ген впервые появился в данном организме в ходе естественного развития. Сейчас сравнительная биология переходит на иной уровень, сравнимый с переходом от химии - сборника рецептов, к химии, оперирующей понятием атом, валентность etc. Теперь появилась возможность сравнивать геномы разных видов и индивидуумов. На уровне текста. Стало очевидно, что изменения генома происходят как в результате перетасовки больших кусков ДНК от каждого родителя, так и в результате редких случайных мутаций. Так, например, различия между людьми составляют доли процента. Вроде мало - но если учесть, что весь геном - около 3 миллиардов букв - то вполне достаточно для построения деревьев родства с точностью до единичного человека.

Если рассмотреть, как происходила эволюция живых существ от простейших форм до человека, то можно понять, как происходит и появление новой информации. Как она возникает ''ниоткуда''.

Все атрибуты живого появляются и проявляются, когда возникает матричный синтез - вот грань, отделяющая живое от неживого, и объясняющая его специфику. Самоподдерживающийся матричный синтез - необходимое и достаточное условие для определения живого. Все проявления жизнедеятельности им обуславливаются. Жизнь отличается от нежити наличием сохраняемой во времени в изменяющихся условиях структуры элементов. Такая структура - это то новое качество, которое не содержалось в исходных элементах. Если исключить из рассмотрения твёрдый кристалл, находящийся при абсолютном нуле и в вакууме, то любое тело будет непрерывно разрушаться факторами внешней среды, и его структуру можно сохранить во времени только путём копирования, получением полных или частичных его реплик.
Вот этот-то процесс матричного копирования и называется информационным процессом: передача информации - это образование оттиска-реплики - синтез второй цепи ДНК, белка, появление буковок на мониторе, образов в мозгу... Информационным процессом является и процесс сравнения получаемой структуры с уже имеющимися, полученными в результате предществующего матричного синтеза: декодирование информации - это сравнение вновь полученной реплики с уже имеющимися. Увеличение информации - включение, копирование новой реплики в словарь декодировщика. Когда ДНК декодируется в белок, происходит сравнение триплетов ДНК с имеющимся в клетке 'словарём', включающем в себя все тРНК. Тем понятие 'информация' и отличается от понятия 'данные', что необходимым условием включает в себя процесс сравнения с уже имеющимся у декодировщика словарём. Вот этот самый имеющийся у декодировщика словарь, плюс умение им пользоваться, и есть информация о прошлом этой системы, а существование этой самой системы невозможно без самокопирования - без обновления система разрушится внешними воздействиями. Между оригиналом и сравниваемой репликой из словаря всегда есть 'зазор' - в данном случае тРНК, а на более высоких уровнях, например при сравнении мозгом образов, зазор этот ещё больше - но суть-то остаётся прежней: любое декодирование есть сравнение вновь получаемых данных с данными из имеющегося у системы словаря.

Жизнь возникает, когда система начинает отбирать из среды нужные ей молекулы и строить из них свои копии. Цель живой системы - выживание, а метод - прогнозирование результатов своих действий. Это можно назвать активностью, направленною в будущее, опережающим отражением, которое определяется тем, что саморепликатор ''знает'' что в среде есть блоки, необходимые ему для построения своей структуры, и целенаправленно находит их - в противном случае он просто перестанет существовать. Не возникнет саморепликатор из протобульона, если там не будет строительных для него блоков. Любое животное и растение перестанет существовать, если в среде не будет пищи, или у них не будет механизмов для утилизации этой самой пищи.

Тут нельзя не учитывать информацию, которая УЖЕ имеется у кодировщика и декодировщика. Книга, если человечество погибнет, не будет содержать информации, как не содержит информации узор на камне. Если появится другая цивилизация, она должна будет израсходовать массу энергии, для наработки информационного потенциала для прочтения этой самой книги. ДНК без живой клетки не содержит информации.

Информация - это передача состояния (структуры) одной системы другой системе, другими словами - это процесс передачи сообщения кодировщика декодировщику. При передаче сообщения одним кодировщиком сразу нескольким декодировщикам, если последние находились в момент получения сообщения в разных состояниях, происходит увеличение общего числа различных возможных состояний систем, то есть увеличивается информационная ёмкость словаря. В данном случае словарь - это число имеющихся состояний декодировщиков.

Ещё одно ''кстати'': в текст, который Вы сейчас читаете, я постоянно вношу добавления и коррективы, учитывающие высказанные оппонентами замечания (аналогия с выживанием в условиях неблагоприятной среды) - интересно, возникает ли при этом новая информация.


Как могли возникнуть первые репликаторы.

Первая ступень - образование нуклеиновых кислот и белков.
Первичные сложные органические молекулы скорее всего образовались не на Земле, а в каком-то пылевом облаке на месте взрыва старенькой выгоревшей звезды в центре большого скопления звёзд, а потом уже они попали на Землю, например, при падении комет. Было там много всяких элементов, излучения всякие, турбуленция. Атомы, остывая, вступали во всякие химические реакции. Атомы соединяются в молекулы отнюдь не случайным образом и стабильность получающихся соединений определяется прочностью образующихся химических связей. Поэтому число возможных комбинаций атомов в молекулах не бесконечно, а определяется законами химии.
Есть в химии такое эмпирическое правило: подобное объединяется с подобным. Если в насыщенном растворе находятся два разных вещества, то наиболее вероятно, образуются кристаллы из чистых веществ, а не их смеси - подобным образом могут образовываться и кристаллы стереоизомеров из раствора рацемата. Аналогичные процессы могут протекать в глубоком вакууме. То есть, за очень длительное время, может образоваться, например, кристалл аминокислоты или нуклеотида.
В глубоком вакууме и при отсутствии излучений такие кристаллы могут сохраняться без разрушения очень долгое время. Вполне можно представить природный ''химический реактор'': рядом со звездой - горячая область синтеза, продукты собираются на периферии. Ничего необычного, тут нет - по аналогичным процессам образовались на Земле месторождения рассеянных минералов, например драгоценных камней.
Вероятность образования такого кристалла весьма мала, сравнима с вероятностью самосборки ядерного реактора. Тем не менее в Африке нашли именно природный ядерный реактор: сам собрался, сам грелся, пока весь уран-235 не выгорел.
А дальше начинается малоисследованная пока область науки: полимеризация в твёрдой фазе. Цитата:
''В результате исследования инициированной излучениями высоких энергий полимеризации формальдегида при сверхнизких температурах академик РАН В.И.Гольданский дал объяснение одной из главных загадок происхождения жизни. В.И.Гольданский предположил, что в условиях сверххолодного межзвездного газа, пронизываемого космическими излучениями, возможен избирательный синтез оптически активных молекул. Действительно, в космосе обнаружены молекулы аминокислот. При сверхнизких температурах избирательность химических реакций очень высока; даже незначительная разница в энергиях возможных продуктов приводит к преимущественному образованию более выгодного продукта реакции. Если предположить, что при сверхнизких температурах важное значение имеют квантовые эффекты (туннелирование), то избирательность процессов возрастает еще сильнее. Оптические изомеры неразличимы в обычных реакциях. Однако в твердых сверххолодных кристаллах межзвездного льда под воздействием излучений и магнитных полей проявляется "невидимая" при 300 К разница - и преимущественно образуются изомеры только одной ориентации. Возникновение неравномерного распределения оптических изомеров может привести в конце концов к "биологическому Большому Взрыву", когда полимеры из оптических изомеров одной ориентации окажутся более способными к "самосборке" - процессу, идущему в любой живой клетке. [Химическая физика на пороге XXI века: К 100-летию академика Н.Н.Семенова. - М.: Наука, 1996. - 224 с. , с.118-130]''
События все эти крайне маловероятны, тем не менее, на любой из этих стадий нет нарушения физических законов, поэтому ничто не исключает такой сценарий в одной из точек бескрайней Вселенной.

Первичная жизнь, вполне возможно, зародилась не на Земле, а, эдак 10 миллиардов лет тому, на другой планете, давно погибшей, в другой звёздной системе.


Возникновение белкового кода.

Можно предположить, что первичный белковый код был двухбуквенным: 4-х буквенный нуклеотидный код с длиной слова в два нуклеотида - 15 аминокислот + совмещённый старт-стоп кодон. В отличие от современного, нет дублирования глутаминовой и аспарагиновой кислот, меньше семейство алифатических - лейцин, изолейцин, валин, возможно нет триптофана. Если присмотреться к таблице кодонов: взаимному расположению однотипных аминокислот, вырожденности третьего положения кодона для большинства триплетов, такое предположение вполне оправдано.
Можно ли свести трёхбуквенный белковый код к двухбуквенному, есть ли тут какая принципиальная ''несводимость''?

Двухбуквенный код это (2БК) - это:

- 15 тРНК
- 15 АРСаз (аминоацил-тРНК-синтетаз)
- рибосомный аппарат (десятки белков)

Вопрос, возможен ли такой трансляционный аппарат на 15-АК биохимии решаем положительно для простоты рассуждений. тРНК (2БК) и тРНК (3БК) отличаются как минимум по сайту распознавания кодона. Допускаем, что АРСазы(2) и АРСазы(3) могут отличаться в деталях.
Главный вопрос - возможен ли переход от дуплетной записи информации в НК к триплетной. Как провести кардинальную смену кодировки "на лету"? На первый взгляд, для перехода от 2БК к 3БК клетка должна содержать оба аппарата и некую ферментную систему, перекодирующую все дуплетов старой НК в триплеты новой НК. Этот декодировщик должен самозародиться, выполнить свою разовую функцию и исчезнуть.

Так вот, как упростить ''неупрощаемую сложность'' белкового кода?
Самое первое очевидное решение - постулировать, что информацию о навешиваемой аминокислоте несла в себе сама тРНК. Тогда система может увеличивать или уменьшать число кодируемых аминокислот без потери функциональности. Возможно ли это теоретически? - Вполне: рассмотрим любой связывающийся с ДНК белок репрессор или белок-инхансер - замена одной из аминокислот в узнающем участке белка может привести к уменьшению константы связывания на два-три порядка. Обычно говорят, что белок ''узнаёт'' ДНК, но ведь можно сказать и наоборот: ДНК узнаёт определённые аминокислоты белка. Двуспиральная ДНК довольно жёсткая структура - структуры из комбинаций одно- и двухтяжевых РНК значительно ''мягче'' и у них больше возможностей создавать ''узнающие карманы''.
Если предположить, что изначальный аппарат содержал не 15 АРСаз, а всего одну, то два набора аминоацил-тРНК-синтетаз для перехода не нужно. По аналогии с рибосомой: у нас ведь не 20 рибосом под каждую аминокислоту. Белок выполняет каталитическую функцию пришивания аминокислоты к концу одной из 15 тРНК, а информация, какую именно аминокислоту пришить, содержится в последовательности самой этой тРНК, образующей в комплексе с белком соответствующий карман для бокового радикала аминокислоты. Гомология существующих АРСаз (их, если не ошибаюсь, два типа) указывает на такую возможность. Весьма интересно было бы проанализировать строение участков узнавания аминокислот у разных белков и попытаться сконструировать такой ‘’рибозим''.

С перекодировкой нуклеотидной матрицы от 2БК к 3БК сложнее: предположение, что декодировщик самозарождается и затем исчезает весьма маловероятно. Логичнее предположить, что раньше существовал некий механизм репликации НК с увеличением размера копии не по концам, а путём вставки добавочных нуклеотидов внутрь цепи по отношению к исходной матрицы. В качестве возможных отдалённых ''потомков'' такой системы может быть фермент-метилаза, выворачивающая одно основание из двухспиральной ДНК и теломераза, которая строит вторую цепь с клише, содержащимся внутри белка. Интересно, нет ли среди этих белков отдалённой гомологии?

Практические следствия этой модели: если такая система действительно существовала, из анализа гомологии тРНК и АРСаз из разных организмов можно попытаться найти участок тРНК, отвечавший за эту функцию. Возможно, в клетке и сейчас имеются и другие потомки этой системы, выполняющие какие-либо новые функции. Природа, как правило, удачные старые решения не забывает, а пристраивает их выполнять требующуюся в новых условиях работу.


Как строятся новые белки

Используя знание о том, как происходила эволюция белков можно теперь создавать и новые, не существующие в природе белки. Например, нам надо сделать бактерию, которая бы уничтожала какое-нибудь очень ядовитое соединение, образующееся в качестве побочного продукта в крупнотоннажном химическом производстве. В природе это соединение не встречается, и нет ферментов, которые могли бы его расщеплять. Находим среди известных белков такой, который осуществляет сходную химическую реакцию с соединением такого же класса. Определяем где находится активный центр этого фермента, и начинаем его модифицировать, используя компьютерное моделирование и заменяя в белке разные аминокислоты. Такой подход перспективен, но только в будущем - пока мы ещё не в такой степени знаем точные механизмы химических и ферментативных реакций. Поэтому сейчас можно применять метод "ускоренной эволюции". Активный центр фермента состоит обычно штук из пяти аминокислот, то есть кодируется участком ДНК длиной 15 нуклеотидов. Берём ген этого белка и вырезаем этот участок, кодирующий аминокислоты активного центра, а вместо него вставляем такой же длины химически синтезированный олигонуклеотид. Но синтезированный хитрым образом - на каждом из 15 шагов синтеза мы берём не один из четырёх нуклеотидов, а смесь всех четырёх - в результате получаем статистическую смесь, которая содержит 4 в 15 степени всех возможных вариантов последовательностей. Вводим такой "статистический" ген в культуру бактерий и добавляем токсическое вещество - выживают и делятся только те бактерии, которые содержат фермент, способный расщеплять это соединение. 4 в 15 степени - это 1 073 741 824 вариантов последовательности - казалось бы астрономическое число - однако не для химических и ''бактериальных'' масштабов: один микрограмм (тысячная доля милиграмма) двухспирального 15-ти членного олигонуклеотида содержит около 10 в 13 степени отдельных молекул, а один литр бактериальной культуры - 10 в 12 степени отдельных бактерий - возможностей для отбора достаточно.
Из анализа расшифрованных геномов видно, что примерно по такой схеме и происходит появление новых белков и в природе. Довольно часто наблюдается удвоение генов - в геноме находятся две копии одного гена. Через несколько поколений одна из копий может "замолчать" - перестать кодировать белок - она является балластом и может либо выщепиться за ненадобностью, либо, после большого числа случайных мутаций, превратиться в другой белок, осуществляющий в клетке какую-нибудь новую функцию.

Образование нового белка из-за сдвига рамки считывания представить себе достаточно просто и можно проверить на модельной системе:
Допустим, в гене белка оболочки вируса на небольшом расстоянии от инициирующего кодона имеется последовательность AUG, расположенная со сдвигом рамки. При синтезе белка в 1% случаев рибосома ошибается и, проскальзывая, начинает синтез с него. На тысячу правильных белков синтезируется десяток полипептидов с бессмысленной последовательностью. Благодаря вырожденности кода и нейтральным мутациям, не подпадающим под действие отбора, эта последовательность может меняться. Даже случайная последовательность аминокислот может проявлять слабую ферментативную активность, или связываться с каким-нибудь белком или нуклеиновой кислотой клетки. Вполне вероятно, что один из таких полипептидов начнёт подавлять какой-нибудь метаболический путь в клетке, благоприятствуя тем самым увеличению числа образующихся вирусных частиц. И тогда вирус с такой мутацией получит преимущество перед другими - эта мутация закрепится и затем начнётся отбор по совершенствованию этого вновь образованного белка.
У высших, кстати, такие перекрывающиеся гены встречаются редко не потому, что отбор не может их создать, а потому, что там вырожденность кода аминокислот служит другим функциям регуляции на более высоких уровнях. Внутри участков ДНК, кодирующих последовательности белков, часто содержатся места связывания различных регуляторных белков. Благодаря различиям в содержании разных оснований меняется ширина малого и большого жёлоба ДНК: если такие вариации совпадают с шагом спирали, происходит изгиб ДНК, способствующий её узнаванию рядом белковых факторов, или сворачиванию в кольцевую структуру, благодаря чему именно в этом месте на ДНК садится нуклеосома при компактизации ДНК.

Большинство белков высших организмов состоят из доменов, разнообразие которых весьма ограничено. И новые белки высших строятся не каждый раз ''по-новой'', а путём перетасовки таких доменов. Исходные белки, из которых произошли эти домены, образовались ещё у прокариот: делятся прокариоты быстро и 4 миллиарда лет - достаточное время для нахождения оптимальной структуры, состоящей из нескольких десятков аминокислот.

Вот грубая схема того, как происходит развитие организма из зародыша: в исходной ДНК содержится информация о структурных белках и белках, отвечающих за метаболизм организма. Кроме того, имеется сеть регуляторных элементов, осуществляющая регуляцию экспрессии этих генов. Сначала включён один набор генов, с которых синтезируется набор белков, служащих для построения начальных клеточных структур и процессов. Когда определённых белков накопится достаточное количество, они сами, или продукты их действия связываются с определёнными участками ДНК и выключают ряд одних, или включают работу новых генов. Дифференцировка клеток зародыша происходит из-за того, что в зародышевой клетке уже имелся градиент концентраций веществ, способных вмешиваться в работу регуляторов экспрессии, поэтому делящиеся клетки в разных частях зародыша комплексы работающих генов оказываются разными. Эти клетки начинают потом секретировать вещества, влияющие на развитие соседних клеток. И движение клеток зародыша происходит из-за разности концентраций веществ, секретируемых клетками в других частях организма. Сложная, саморазвивающаяся система, но основные черты, почему происходит такое развитие, уже понятны.



О работе мозга

Сравнение мозга с современным компьютером - немногим лучше старых сравнений мозга с телефонным коммутатором, а еще раньше - с паровой машиной, со всякими там клапанами.
Главное отличие: биологическая информация изменяет, в зависимости от своего содержания, свойства носителя. Мозг нельзя сравнивать с процессором - скорее каждый нейрон - это одна счетная машина, причем аналоговая на входе, и цифровая на выходе.
Каждый нейрон получает сигналы от примерно тысячи других нейронов, суммирует и выдает (или не выдает) свой сигнал по единственному аксону. Этот сигнал, в свою очередь, может поступать к тысяче других нейронов. Если по нервному окончанию проходит много сигналов - оно разрастается, увеличивая свой вклад в воздействие на нейрон, если сигналов нет - атрофируется.
Так происходит запоминание. При вспоминании мозг как бы ''прозванивает'' образовавшиеся устойчивые связи нейронов.
Если учесть, что число нейронов в одном мозге больше, чем число живущих сейчас на земле людей, а число связей между ними еще на три порядка больше, можно не удивляться огромному объему информации, которую может человек запомнить.
Но и это еще не все. Существует около 80 типов нервных окончаний, и они передают сигналы по-разному в зависимости от концентрации нейромедиаторов, которая зависит от содержания в крови разных веществ. Так и желудок, и другие органы могут влиять на наши мысли, как бы перепрограммируя мозг.

Мозг работает по принципу “направленный отбор всех возможных вариантов” - только в отличие от компьютера, он способен параллельно обрабатывать большие массивы данных, отбирая и комбинируя нужные варианты. Если проанализировать, как было сделано большинство крупных научных открытий, то получится скорее подтверждение механизма случайного перебора:

1. Наряду с ''открывателем'' всегда присутствуют несколько человек, которые независимо подошли к этому же открытию, но опоздали на пару месяцев/лет с опубликованием - сумма фактов уже была накоплена, не хватало правильной схемы их расстановки - тысячи пытаются, удаётся единицам.

2. Открытия обычно делают не ''энциклопедисты'', а ''универсалы'': у первых память забита фактами под завязку, перебор затруднён, кроме того универсалы часто переносят схемы упорядочивания, уже найденные в одной области, в другую область.

3. После того, как открытие сделано, остальные участники гонки хватаются за голову: ''Почему не я?! - ведь всё было так просто - стоило только правильно расположить уже известные вещи...''

Главное отличие живого от неживого в том, что живое постоянно, непрерывно само себя строит. Мозг и животного, и человека непрерывно строит необходимую для выживания во внешней среде непротиворечивую модель мира. В отличие от мозга животных мозг человека способен внутри себя построить не только свою модель мира, но и параллельно, виртуальную модель мира, воспринимаемую другим человеком, как живущем рядом с ним, так и давно умершим. Так возникает со-знание - не только своё знание, но и знание других людей. Только из-за этого и возможно общение и, соответственно, возникновение общества, культуры. Культура это со-общение - совместное общение.
Главная причина возникновения ксенофобии - неспособности понять, воспринять образ мысли представителя другого народа или другой культуры.
Нежелание воспринять образ мысли, язык представителя другого народа приводит к национализму.
Неспособность воспринять запросы и желания представителя других слоёв общества - ко всяким коммунистическим экспроприаторским идеям.
Причина возникновения всяких Новых Хронологий - это неспособность понять образ мышления людей прошлого.
Без знания чужих языков нельзя понять свой.
Знать только свою культуру - значит не понимать и её.
Без понимания прошлого нельзя понять и настоящее.


Абстрактные образы

Психологически “Бог” возникает именно из попытки осознать откуда берутся идеальные образы. Только вот идеальных образов - не существует. Выдумки это Платоновские. Не существует абсолютных абстрактных понятий: ''мысль изречённая есть ложь''. Hи один объект в природе не существует в отрыве/изоляции от всех остальных. Любой образ – это упрощённая модель реальности, существующая только как контур возбуждённых нейронов мозга. При формулировки любой мысли мозг вытаскивает из памяти уже имеющиеся там образы, комбинирует их, обобщает. Образ всегда конкретен. Когда человек читает слово "стул", он вспоминает один, или несколько стульев, которые выдел или о которых слышал или читал раньше. У каждого свои стулья.

Как вообще в мозгу возникает образ?
На сетчатке глаза отображается предмет - уже нервные клетки глаза начинают обработку изображения - усиливают контраст, выявляя контур изображения. Любой образ - это упрощённая схема реальности - это процесс обработки информации: образы, полученные из памяти, или от органов чувств анализируются, то есть сравниваются по разным параметрам и выдаётся результат. Но результат - это уже конкретный образ, выраженный словами, записанный в книге, он конкретен. Любое абстрактное понятие это процесс, а не результат.

Давайте попытаемся представить, как возникает представление.
Вот на экране монитора "чёрные козявки на желтом фоне" составляют слово ''апельсин''. Для тех, кто не знает, что такое апельсин - это набор символов, нулевая информация. А у того, кто видел и пробовал раньше - из памяти всплывают: оранжевый в пупырышках шар, движение пальцев, поддевающих ногтями кожуру, в нос ударяет запах бьющих струйками эфирных масел, кожура снизу белая мягкая, и горькая если попробовать, вот видны полупрозрачные дольки, которые надо аккуратно разделить, иначе липкий сок потечёт по пальцам. И, наконец, терпкий кисло-сладкий вкус этих самых долек. Тут у всех этот текст читающих уже накопилась во рту слюна, и он вынужден её сглотнуть.
Так вот: нужны ли, и используются ли во всех этих представлениях-картинках слова? Сомневаюсь. Будут ли у ‘’Жучки’’ другие представления? - Ну, кроме, конечно, ногтей и пальцев.
Никакое воспоминание, как и запоминание невозможно в отсутствии эмоции, без ощущения ‘’тела, запаха, вкуса’’. Всё это неизбежно присутствует, чаше всего неосознанно, на какой бы уровень абстракции мы не поднялись. Сознание без реагирующего, участвующего в этом процессе материального тела невозможно.

Отражение всегда зеркально, это негатив, слепок - правое превращается в левое, верх в них, впуклость в выпуклость… Поэтому мозг, строя модель объекта, должен проделать операции перемены знака по всем параметрам.


Может ли машина мыслить

Я просто пытаюсь сформулировать условия, необходимые для возникновения разума и выдвигаю тезис, что без взаимодействующего со средой материального тела разум не может существовать.

Представим себе, например, среду, в которой находится компьютер. Вся информация поступает в него или из сети или с клавиатуры. Способна ли такая среда сохранять и изменять свою структуру?
Нет, поскольку эта среда по сути ничем не отличается от бумажной книги, в которую постоянно добавляются новые страницы. От книги мы ведь не ожидаем, что она заговорит?
Книга - это не информация - это только кабель, соединяющий приёмник и передатчик. Количество полученной приёмником информации будет зависимость от исходных настроек приёмника и передатчика. То есть, например, у читающего могут возникнуть мысли, ассоциации, которых автор и не предполагал передать. Сознание не может возникнуть внутри матрицы микросхем, сколь угодно сложных. Обязательно должна быть ''внешняя среда'', с непредсказуемыми, но закономерными свойствами, и датчики, способные эту среду щупать. Разум без ''тела'' - невозможен. Сильно подозреваю, что реализоваться это может только на молекулярном уровне - никакие ''микротрубочки'', будучи макромолекулярными объектами, не пройдут. Ну и другие необходимые условия эволюции: самокопирование и конкуренция, которые и позволяют возникать новым структурам.
Идеалисты при анализе работы мозга ставят телегу впереди лошади: сначала сводят работу мозга к чисто логическо-алгоритмическо-машинной деятельности, а потом удивляетесь, почему ничего путного не получается.

Мозг сформировался в процессе эволюции для решения конкретных задач оптимального поведения, с возможностью подстройки своей структуры для конкретных земных условий. Мозг сначала вырабатывает понятия, а затем ими оперирует, а не наоборот. Логический, языковый уровень мышления - это уже формализация проделанной мозгом работы, необходимая для запоминания и передачи другим людям. Человек рождается с ещё не полностью сформированным мозгом: те отделы мозга, которые получают и обрабатывают много данных, увеличиваются в размерах и усложняют свою структуру, которые не получают - не развиваются. Реальный Маугли, увы, уже не сможет стать человеком.

Создание ИИ возможно только на основе систем, способных эволюционировать - иначе получится большой калькулятор или справочник.

Первый шаг к возникновению разума: система должна быть ''живой'' - иметь возможность сохранять целостность своей структуры при изменяющихся условиях. У организмов это обеспечивается генетической информацией. В машинной среде - программа должна иметь возможность видоизменять сама себя.
Среда, в которой действует разум, должна обладать свойством как сохранять, так и изменять свою структуру под его воздействием.

Второй шаг: создание адекватной модели окружающей среды - модель создается органами чувств и цепями нервных клеток (или их аналогами для машинной среды), адекватность проверяется опытом. Модель эта в процессе индивидуального развития животного каждый раз воссоздаётся заново методом проб и запоминанием их результатов. Мир для животного и есть эта самая модель: всё, что находится вне её рамок животное просто не видит, даже если получает из этой области сигналы от своих органов чувств. Если животное получит из этой области щелчёк по носу, ему придётся обнюхать, ощупать причину этого щелчка и включить её в свою модель окружающего мира.

Третий шаг - появление сознания - возможность построения модели ''себя'' внутри модели окружающей среды. Понимание окружающего - это способность прогнозировать результат своего поведения в окружающем мире. Это возможно благодаря тому, что мир наш закономерен: всё его многобразие подчиняется небольшому числу простых законов, для которых и можно построить влезающие в наши мозги упрощённые модели необъятного мира.

И, наконец, собственно ''разум'' - построение модели не только ''себя'', но и моделей других созданий и диалог между ними. Невозможно существование изолированного разума. Cо-знание - это всегда диалог. И мыслить человек может только "разговаривая" с реальным или воображаемым собеседником. Ежели человека полностью изолировать от внешних раздражителей - он просто уснёт, и снов видеть не будет, потому как сон - это опять же виртуальный диалог со внешним миром, упорядочивание увиденного за день, включение этого увиденного в свою модель окружающего мира.

Ни один из этих шагов невозможен без обратной связи, способной изменять структуру носителя.

Мне представляется, что для анализа необходимо разобрать все эти уровни - во многом их организация подобна.

Муравейник, кстати, ''умнее'' отдельного муравья, а толпа - ''глупее'' отдельного человека, именно потому, что первый строит свою структуру, а толпа - разрушает.

Разум - это поиск выхода из безвыходной ситуации. Как в басне про двух лягушек в кринке со сметаной - выжила та, которая дрыгалась и, сбив сметану в масло, выпрыгнула. Вот что меня, например, поражает в механизмах клеточной регуляции: природа, всегда находит нетривиальное решение, которое лежит над плоскостью простого суммирования - это всегда переход на новый уровень. Кстати, а не в этом ли причина появления искусства: что заставляет автора создавать, а зрителя смотреть. Зачем наскальные рисунки? Не для того ли, чтобы отматывать плёнку памяти назад, анализируя ход событий, найти точку бифуркации, причину вызвавшую ход событий.

Если переформулировать в другие термины, можно сказать: все идеи рождаются от аналогии. Пока что все человечьи достижения не покрывают и тысячной того, что природа уже изобрела. Мощь самого супер-пупер современного компьютера пока что не превосходит эффективности мозга самой простенькой улитки. Не надо путать большие массивы ДАННЫХ, с которыми оперирует компьютер с процессами протекающими в нервной сети. В ней, грубо говоря, каждый нейрон - это аналоговый компьютер, связанный со всеми остальными непрерывно работающими нейронами. Так что по уровню интеллекта параллельный суперкомпьютер может быть и достигает уровня нематоды, с её тремя сотнями нейронов, а до уровня пчелы - только лет через 30...


Жизни определение

Определение жизни М.В.Волькенштейна: ''Живой организм это открытая, саморегулируемая, самовоспроизводящаяся и развивающуюся гетерогенная система.''

Или в более сжатом и в более развёрнутом виде:

Жизнью можно назвать способ существования репликатора.

Жизнь отличается от нежити наличием информации: сохраняемой во времени в изменяющихся условиях структуры элементов. Такая структура - это то новое качество, которое не содержалось в исходных элементах. Соединить атомы C, N, O, H, P можно бесчисленным числом вариантов. В нуклеотиде эти атомы соединены между собой строго определённым образом. Структурируют эти атомы ферментативные системы клетки, затрачивая при этом внешнюю энергию.

Таким образом понятие информации можно свести к матричному синтезу. Передача информации - это образование оттиска-реплики - синтез второй цепи ДНК, белка, появление буковок на мониторе, образов в мозгу... Декодирование информации - это сравнение вновь полученной реплики с уже имеющимися. Увеличение информации - включение новой реплики в словарь декодировщика. Жизнь возникает, когда система начинает отбирать из среды нужные ей молекулы и строить свои копии.

Возьмём простейшую из известных сейчас систем передачи информации: репликацию цепи ДНК. Копия-реплика несёт ту же информацию, что и исходная цепь (с обратным знаком, но это не важно). Для ДНК информация ''квантована'': предел делимости - один нуклеотид. Не может быть ‘’пол-нуклеотида’’ - может быть только выбор из четырёх возможных вариантов. В случае матричного синтеза нуклеиновой кислоты, если система работает без сбоев, то для уровня синтеза комплиментарной цепи код полностью невырожденный - 4 буквы, каждой соответствует своя комплиментарная. Реплика идентична копии с обратным знаком. Если происходит сбой в работе системы и вставляется буква, которой нет в четырёхбуквенном словаре, то (примем для простоты в первом приближении) система необратимо ломается. Если же при сбое вставляется другая, но входящая в четырёхбуквенный словарь буква, то на работу такой системы это никоим образом не повлияет: ''смысл'' такой замены может быть выявлен только на более высоком уровне, который для этой системы и является ''внешней средой''.

Что определяет последовательность вновь синтезируемой цепи? Белок-полимераза? - Нет: белки являются только катализаторами соединения в полимер трифосфатов. Последовательность в реплике-копии задаётся структурой исходной цепи - именно она при каждом шаге синтеза выбирает нужную букву из всех возможных вариантов. Живое отличается от неживого тем, что носитель информации одновременно является и её интерпретатором. При копировании ДНК или РНК таких вариантов четыре, в триплетном коде белка - 64. Мозг работает аналогично, только там возможных имеющихся вариантов выбора гораздо больше. На уровне популяции единицей отбора является организм. Отбор осуществляется изменяющимися условиями среды обитания. Копирование есть главный признак живого. Остальные свойства - производные от него. Невозможно длительное поддержание функционирующей структуры без перманентного ремонта. Невозможен ремонт без репликации целого или частей.

Итак, белок-полимераза копирует цепь нуклеотидов, иногда допуская ошибки-мутации. Для того, чтобы начать копирование, фермент должен узнать место начала синтеза. Физические свойства полинуклеотидных цепей зависят от входящих в их состав последовательностей нуклеотидов: однонитевые будут в растворе сворачиваться по-разному, у двунитевых будут разные параметры спирали. Для копирования это плохое свойство - только мешает точному копированию, но на стадии инициации синтеза определённые структурные особенности цепи позволяют найти ферменту начальную точку синтеза. Допустим, при очередном копировании получился мутант, у которого фермент быстрее узнаёт эту точку по сравнению с исходным. Вот тут и появляется ''смысл'' - эта последовательность нуклеотидов оказывается более ''жизнеспособной'' и постепенно вытесняет исходный тип.

В данном случае исходная цепь нуклеотидов - это поступивший сигнал, реплика - принятое сообщение, фермент - декодировщик. Для фермента все буквы - равнозначны, никакого ''смысла'' текста он не улавливает. ''Смысл'' текста возникает только на более высоком (''внешнем'') уровне системы, когда фермент закончит копирование и начнёт искать место начала нового цикла копирования - вот тогда возникшая мутация и может проявиться. Но и на этом более высоком уровне реализация сообщения осуществляется методом реплик: поверхность фермента узнаёт соответствующую её поверхность нуклеиновой кислоты - происходит процесс декодировки - ищется оптимальное стерическое соответствие двух структур. ''Ищет'' его естественный отбор, выступающий в роли декодировщика: из многих вариантов остаются те, которые выполняют способствующую увеличению числа копий функцию с максимальной эффективностью.

Смерть живой системы наступает, когда прекращается процесс копирования информации и начинается распад структуры - он может быть растянут во времени, но необратим. Для разных иерархических уровней понятие ‘’смерти’’ - различно: для популяции не способный размножаться индивид - мёртв, для организмов с мозгом смерть наступает, когда мозг прекращает копировать информацию - то есть получать и сравнивать с ранее имевшейся, смерть клеток наступает, когда прекращаются процессы синтеза (опять же с помощью копирования) новых макромолекул и начинается неизбежный распад старых. Жизнь - это процесс протекающий во времени. Не способные ''размножаться'' сперматозоиды, рабочие пчелы, муравьи, люди... - это всё части способных к размножению живых систем. Нуклеолид, ДНК, белок живые разве? Так же как и вирус. Поэтому определение ‘’Жизнь это способность к воспроизведению, наследственность’’. Надо так переформулировать, чтобы было ясно, что живой организм уже обязательно является результатом воспроизведения.

Структура живого несёт в себе информацию о своей эволюции. Информация - это передача состояния (структуры) одной системы другой системе. Тут нельзя не учитывать информацию, которая УЖЕ имеется у кодировщика и декодировщика. Книга, если человечество погибнет, не будет содержать информации, как не содержит информации узор на камне. Если появится другая цивилизация она должна будет израсходовать массу энергии, для наработки информационного потенциала для прочтения этой самой книги. ДНК без живой клетки не содержит информации. Кстати, если декодировщик устроен сложнее кодировщика, он сможет извлечь из книги больше информации, чем закладывал в неё кодировщик.

Живое от неживого отличается наличием самоподдерживаемой структуры, которую можно назвать "информационной составляющей", при этом в качестве "декодировщика" этой информации выступают внешняя среда, энтропийный фактор, стремящийся эту структуру развалить. Копирование проистекает на уровне органических молекул. Можно, вероятно, создавать и на более высоком уровне, но это будет уже менее рационально. На низших уровнях - атомы, поля - нет (или пока не найдено) стабильных структур.

***

Давайте рассмотрим те свойства нашего мира, которые привели к возникновению жизни:

1. Особые свойства углерода - больше ни один элемент не образует такого разнообразия соединений.

2. Особые свойства воды.

3. Построить достаточно жёсткую взаимнокомплиментарную структуру кроме как на основе гетероциклов вряд ли возможно. Причём построить так, чтобы она была и относительно устойчива, и относительно легко расплеталась.

4. Набор гетероциклов ограничен - на компе и сейчас уже можно проиграть все возможные варианты.

5. Толщина гетероцикла известна - число возможных соединительных ‘’связок'' между ними ограничено.

6. Взаимное стерическое соответствие нуклеиновых кислот полипептидов из альфа-аминокислот. Тут можно привести много примеров: обычное состояние таких полипептидов в водных растворах - альфа-спираль и бета-структура: обе структуры хорошо подогнаны под большой и малый жёлоб спирали нуклеиновой кислоты.

7. Простая структурная схема получения нуклеиновых оснований из альфа-аминокислот.


О направленности естественного отбора.



Вернуться на страницу


С.Гроховский.
(Последние исправления - 13.07.2006)

На главную страницу