Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Огромность X - не преграда для анализа. Математика имеет опят работы с такими бесконечностями, что это множество для нее по своей величине ничего особенного не представляет.
Можно задать очень естественный, но трудный вопрос: зачем нужны такие абстрактные объекты, как X? Легко понять, зачем нужно описывать текущее или прошлое состояние биосферы или хотя бы представить себе процесс получения такого описания и даже грубо провести его в одном из первых приближений. Но как понять множество всех потенциальных возможностей, которое неизвестно откуда и как можно получить; возможностей, большинство из которых никогда не реализовывалось и реализовываться не будет? Это может показаться слишком сложным, заумным и вовсе ненужным.
В свое оправдание приведем пример. Представьте стрельбу по мишени, обычной мишени - серии концентрических колец, маленький кружочек в центре - десятка, далее девятка, восьмерка,... Пуля покроют незначительную часть мишени, но выставлять ее надо всю целиком. Нельзя заранее указать, куда попадут пули и выставить только эти маленькие кусочки мишени.
Второе оправдание - привычка. Мы привыкли вводить все множество потенциальных возможностей. Этот прием используется в моделировании постоянно. Хотим мы, например, описать химическую реакцию горения водорода. Задан начальный состав. Что делать дальше? Представляем себе
54
множество всех мыслимых составов смеси и для каждого такого состава указываем, куда пойдет реакция и с какой скоростью, вернее, придумываем, как это вычислить. И только потом считаем. Система пройдет по одной траектории, заведомо не все составы будут встречаться в ходе реакции. Но какие будут, а какие нет, заранее неясно, нужно начинать с множества всех потенциальных возможностей. В принципе такая же ситуация, как и в стрельбе по мишени. Математики называют область, в которой рассматривается движение, фазовым пространством (в начале учебника В. И. Арнольда [6] дан яркий и простой пример того, какие преимущества может принести использование этого понятия).
А с биосферой мы схитрили. Не ввели множества всех возможных ее состояний. Но если вдруг мы начнем изучать динамику биосферы, поставим проблему долгосрочного прогнозирования и будем ее решать -тт множество всех возможных состояний уже понадобится.
Может быть, существуют другие способы изучить динамику. Мы этого не знаем. Далее часто будет встречаться “подмножество X, состоящее из всех генотипов, представленных в данный момент времени в биосфере”. Чтобы не повторять столь длинного словосочетания, введем термин: “генотень биосферы в X” или короче “генотенъ”.
Термин “генотень” выбран из-за своей формы. Он придуман специально для этой книжки и нигде ранее не встречался.
Несущественное уточнение: генотень не является, строго говоря, подмножеством X, так как возможны одинаковые генотипы. Для каждого генотипа, присутствующего в генотени, надо указать его “кратность” -количество в биосфере особей с этим генотипом. Далее об этом отличии генотени от подмножества вспоминать будем только эпизодически.
Эволюция - изменение генотени во времени. Можно сказать, что основная задача теории эволюции - изучение динамики этих изменений, законов, по которым они происходят. Однако, увы, динамика генотени не является самостоятельной, автономной. Зная генотень сегодня, нельзя предсказать, какой она будет завтра, нельзя найти даже вероятность возможных изменений. Для этого нужна дополнительная информация.
Один из парадоксов генетического понимания эволюции - из поля зрения исчезает организм. Генотип при размножении порождает новые генотипы - такое крайне идеализированное представление лежит в основе. Все, кроме генотипов, составляет “условия” размножения и выживания их носителей. В этом смысле вроде бы и все учтено, но остается неудовлетворенность - не выделено отдельного места для классического объекта биологии - организма. “Курица - это всего лишь способ, которым одно яйцо производит другое” - этот афоризм из научного фольклора иллюстрирует ситуацию.
55
Проблема здесь не в том, что “генетический” взгляд не учитывает чего-нибудь существенного. С точки зрения динамики в нашем возможном мире все в порядке. Генотень далеко не автономна, не обособлена от биосферы. Есть целостная динамика биосферы и тень. Проблема в другом. Если в динамических моделях эволюции нет специального места для организма, как сложного целого, то каким же способом объяснить это целое с помощью эволюции? Как синтезировать физиологию и теорию эволюции? Опять проблема синтеза, и снова разрыв возникает при попытке измерить свойства организмов с помощью выживания и размножения, связать два уровня описания.
В этот разрыв было брошено много сил. Выдающийся исследователь И. И. Шмальгаузен, много сделавший для выявления этой проблемы и поиска средств ее решения, писал: “Так как именно фенотипы являются носителями жизни и объектами естественного отбора, то ход индивидуального развития не может не иметь значения для эволюции... самое главное - в генетической теории естественного отбора не видно организма как такового с его активной борьбой за свою жизнь” [113, с. 39].
