Прозрение - [14]
В организмах и в их связях с внешней средой присутствует множество алгоритмов. Некоторые из них образовались при зарождении Жизни и явились её основой, другие – прошли путь эволюции, т.е. появлялись в её процессе (фотосинтез, терморегуляция и т.д.) [3, 6, 7].
Мы теперь можем сделать фундаментальный вывод. Так как алгоритмы дискретны, то в некотором диапазоне условий окружающей среды они не подвержены случайностям. Эти условия не могут изменить алгоритм. Они могут только уничтожить его. Следовательно, алгоритмы противостоят закону о необратимости явлений реального мира. Но алгоритмы есть последовательности некоторых действий, которые тем или иным образом могут влиять на окружающую среду.
Поэтому можно поискать среди множества биохимических алгоритмов, действующих в организмах, такие, которые обеспечили эволюцию жизни на Земле.
Но, очевидно, диапазон внешних условий, в которых биохимические алгоритмы могут существовать, значительно меньше, чем, например, для атомов и молекул стабильных химических веществ. Тем более что случайные изменения внешней среды всегда присутствуют. Они могут быть настолько сильны, что изменят ход реакций. Таким образом, мы приходим к выводу, что рано или поздно спонтанно образовавшийся алгоритм последовательных химических реакций прервется – следствие неизбежного роста энтропии.
Но, все-таки, есть выход из этой «смертельной» ситуации. Мы должны иметь много систем, которые могут копировать друг друга. Такие системы могут быть рассредоточены в пространстве и, следовательно, случайные отклонения условий внешней среды будут влиять на них неодинаково. Время цикла их размножения должно быть меньше среднего времени срыва существующих в них алгоритмов. За это время некоторые из них успеют скопировать самих себя.
3.1. Алгоритм размножения и отбора
Но такой алгоритм известен и открыт Дарвином и Уоллесом. Вся живая природа находится под действием алгоритма размножения и отбора [2, 4, 5, 12]. Распишем его по отдельным действиям. 1. Акт размножения. 2. Борьба родившегося организма за существование во внешней среде. 3. Эта среда отбрасывает тех, кто не выдержал этой борьбы. 4. Переход к первому пункту. Цикл замкнулся.
Конечно, все отдельные пункты алгоритма должны быть выполнены вместе с заключенными в них многочисленными биохимическими явлениями, присущими биологическим системам. Далее будет работать естественный отбор.
Эта последовательность действий была известна и до Дарвина, но только он понял, что она есть основная составляющая механизма эволюции. Наследственность прямо заключается в этом алгоритме. А изменчивость происходит вследствие неизбежных случайных явлений. В реальных организмах, на биохимическом уровне, структура этого алгоритма известна. Для осуществления же отбора, чтобы он не приводил просто к сокращению численности особей, необходима достаточная интенсивность размножения; её надо рассматривать в качестве необходимого компонента механизма эволюции. Иначе отбор приведет к сокращению количества организмов. И работа этого алгоритма может сорваться, эволюция прекратится.
Ч. Дарвин. (1809-1882)
Таким образом, мы приходим к выводу, что только множество одновременно существующих систем (организмов, автоматов и проч.) может эволюционировать, используя этот алгоритм; может преодолевать, компенсировать естественный рост энтропии.
Алгоритм размножения и отбора легко обобщить на любые самоорганизующиеся системы. Например, он автоматически действует в социальных системах. Люди, машины, технологии, системы управления и т. д. всегда сравниваются и отбираются в этих системах. Невозможно найти хотя бы один факт, когда эволюционировали бы системы, которые не имеют этого алгоритма.
Часто естественный порядок этого алгоритма воспроизводится неточно. Говорят, что выживают самые приспособленные и дают наибольшее количество потомков. На самом же деле выживают все, кроме самых неприспособленных. Эту существенную особенность естественного отбора подчеркивали еще классики дарвинизма. Примерная цитата из Дарвина: «Посеем квадратный ярд травы. Она взошла и растет. Растут и вырастут все семена, кроме тех, которые оказались неприспособленными к нашим условиям, или которым не повезло (склевали птицы, неловко упали в землю и т.п.)».
Полученные изменения закрепляются в поколениях организмов естественным или искусственным отбором. Заметим факт, что изменчивости подвержены в основном количественные параметры наследственной информации: масса тела, его пропорции в целом или отдельных элементов (конечностей, органов и т. п.). По примеру некоторых исследователей эти изменения мы называем топологическими. Непрерывным преобразованием мы можем мысленно изменить, например, руки в лапы, в ноги. Но качественные, скачкообразные изменения, к которым мы относим появление или исчезновение алгоритмов функционирования, очень редки. Об этом еще будет более подробный разговор ниже.
Но один этот алгоритм недостаточен для эволюции с нашей точки зрения и, по мнению многих известных биологов и генетиков (Th. Morgan и др.). Он не всегда отбирает более сложные системы и не создает условий для накопления в организмах важной информации, которая необходима для выживания следующих поколений.
