Stanisław Lem | ||||
"Model ewolucji" |
1 | W poprzednim artykule ("Ewolucja jako paralelny komputer") sugerowałem próbę przyrównania ewolucji życia do powstania takich najprostszych replikatorów, które można by uznać za "minimalne komputery równolegle", zdolne wyłącznie do zrazu błędnego, a z upływem czasu, dzięki doborowi naturalnemu, do coraz mniej podległego błędom procesu reprodukcji samych siebie. O tym, czy takie podejście może w ogóle mieć jakiś sens, a jeszcze - dobry sens, pragnę porozmawiać obecnie. |
2 | W trzydziestych latach naszego kończącego się stulecia dość modne bywały dysputy ewolucjonistów spod znaku Darwina z kreacjonistami, którzy niewyobrażalność powstania życia, organizmów, roślin, zwierząt z ich nad wszelki wyraz złożoną i precyzyjną dynamicznie budową uznawali za kryterium w pełni dostateczne, ażeby naturalną ewolucję, wyzbytą zewnętrznych sil sprawczych, więc "pomocników", a nawet "kreatorów", czy to naturalnych czy transcendentnych, uważali za niemożliwość. Znajdowali jednak przeciwników w takich dyskursach i nie brakło wśród owych dzielnych darwinistów albo neodarwinistów uczonych najwyższej - wedle ówczesnego "rankingu" - klasy (np. J.B.S. Haldane). Z reguły żadnej ze stron nie udawało się w najmniejszej nawet mierze nadszczerbić poglądów strony przeciwnej - i uważałem wtedy, czytając takie książki (bo owe dyskusje 'zamykano w książkach), że trud, jaki brali na siebie ewolucjoniści, był nieposilny, aczkolwiek zasadniczo zawsze stałem po ich stronie. Moje mniemanie o daremności diatryb, wymierzanych przeciw ewolucjonizmowi, dałoby się wyrazić całkiem prosto. Jak teraz wiemy, życie powstało około 4 miliardów lat temu, z tym że powstawanie KODU genetycznego, jedynej matrycy uniwersalnej dla wszystkiego, co żyjąc rozmnażać się umie, trwało dobry (pierwszy) miliard lat. W samej zaś rzeczy jest dziś, tj. w 1995 roku, w którym te słowa piszę, tak, że najlepsze naukowe hipotezy potrafią rozświetlić przebieg wczesnych faz ewolucji (jako dobry przykład wymienić mogę np. Manfreda Eigena "Stufen zum Leben", Piper, 1987), wszelako zagadka, w moim przeświadczeniu najciemniejsza, rozświetlona nie została. Rzecz w tym, że M. Eigen (jak inni ewolucjoniści) potrafi dość dokładnie ukazać bieg procesualny ewolucji najprostszych organizmów (a w uproszczeniach, warunkowanych niedostateczną mocą obliczeniową i pamięcią dziś najsprawniejszych komputerów ten bieg można też symulować) - lecz założeniem wyjściowym dla nikogo z nich nie jest "ZERO ŻYCIA", lecz stan, w którym co najmniej jakiś "protokod" typu DNA JUŻ działa, choć nader omylnie (czyli replikuje kiepsko, przez co wydajność jego jest zrazu niska, ALE JUŻ POTRAFI REPLIKOWAĆ). Tymczasem najbardziej zagadkowe pozostaje to, co się działo w PIERWSZYM MILIARDZIE LAT EWOLUCJI NATURALNEJ: kiedy ten protokod dopiero zaczynał powstawać dzięki jakimś miliardowym czy bilionowym próbom i błędom, chociaż zarazem wiemy, że gdyby to miało zajść drogą CZYSTO losową, to czekalibyśmy na skrzesanie DNA, więc i życia, całą wieczność... |
3 | Innymi słowy, chcę powiedzieć, że to, co jest dla umysłu ludzkiego niewyobrażalne przez ogrom złożoności, rozłożonej w czasie rzędu wieluset tysięcy wieków, JEST niewyobrażalne i dlatego ewolucjoniści i ich przeciwnicy niejako z góry byli zdani - pierwsi, na porażkę, drudzy, na odwołania do sił czy przyczyn na pewno nie należących do korpusu empirycznie rozumianej nauki. Nie potrafię przesądzić kwestii, czy jakieś symulacje w jakichś przyszłych superkomputerach, 103 albo 109 razy przewyższające generacje obecnie najlepsze, problemowi podołają symulacyjnie. Osobiście w to wątpię - dlatego, że jak zostało wykazane, ewolucja należy do zbioru procesów stochastycznych, czyli uwarunkowanych probabilistycznie, a nieco dokładniej do tak zwanych procesów Markowa, a raczej półmarkowskich: w typowym procesie Markowa każdy osiągnięty stan z pewnym prawdopodobieństwem warunkuje stan (krok) następny: ale łańcuch tych kroków żadnej wstecz sięgającej pamięci nie ma, natomiast półmarkowski łańcuch ma pamięć, ale dość "słabą", dość "rozmytą", nie sięgającą głęboko w przeszłość. Sam KOD jest przy tym jakby rodzajem alfabetu i w TYM sensie już ma nieco półmarkowską "pamięć", że przecież z żadnego naboru liter poskładanych w zdanie nie można, opierając się na statystyce ich dystrybucji (ALE NIE NA ZNACZENIU ZDANIA), zrekonstruować takiego zdania, które to bieżące poprzedziło, a jednak wiemy, że poprzednie zdanie było napisane tym samym literowym alfabetem, że nie stanowiło zbioru haczyków, kresek byle jakich itp. i w tym dopatrujemy się owej słabej pamięci (tożsamości liter, tak jak tożsamości nukleotydów możemy dopatrywać się w każdej generacji organizmów, która teraźniejszą poprzedziła). Niemniej o tym, jak powstał "alfabet kodu" i jak on sobie "przyporządkował" rozmaite "aparatury pomocnicze" (mRNA, itd. - nie chcę wchodzić tu w dżunglę nomenklatury biologiczno-genetycznej, ażeby obrazu nie zaciemnić) - nie wiemy właściwie nadal nic. Mętne i rozbieżne domysły nie są wiedzą i zastąpić wiedzy nie mogą. Toteż i tego zarazem nie wiemy, czy kod się poskładał z takim a priori nikłym prawdopodobieństwem sukcesu, jakie równałoby się kolejnym stu wygranym pierwszej nagrody przez grającego w loterii liczbowej, czy na odwrót, jakieś nam nie znane "musy" wywodliwe z Praw Natury "pchały" proces ku organizacji kodu. Sądząc wedle rozmiarów czasu, w jakim kod się wylągł, prawdopodobieństwo jego powstania znaczne być NIE mogło, ale to, czego nie wiemy, nie powinno być z lekkiej ręki i zbytniej naiwności przesądzane. |
4 | Zanim powrócę do pytania o przydatność modelową komputera równoległego jako bazy wyjściowej ewolucji najprostszych organizmów, zaczerpnę z innej beczki, ale zapewniam, że do kwestii patronującej tym słowom wrócimy. Z dawien dawna człowiek, konstytuując krok po kroku swoją wiedzę o wszystkim, co nie jest mu dane wprost i łatwo naocznie, w elementarnym jak krzesanie ognia doświadczeniu codziennym, poszukiwał MODELI dla zjawisk, które TEŻ chciał opanować, to znaczy zrozumieć ich strukturę i ich budowę. I od tych modeli zwykle zaczynał precyzacje uzyskiwanej wiedzy. A więc jak już wiedział, że istnieją atomy, przyrównał je do niepodzielnych kulek niczym piłeczki jakieś, potem zaś, wkraczając eksperymentami głębiej w atom, widział się zmuszony nieco skomplikować wyjściowy model i sięgnął po układ słoneczny, tak że na tym następnym etapie atom przypominał już jądro - słońce, wokół którego krążyły jak planety elektrony. Potem samo centralne "ciało słoneczne" okazało się złożone z cząstek naładowanych elektrycznie i neutralnych, potem przyszło przywołać jako dodatkowy model FALE, aż powstały z tego fale eteru; potem się pokazało, że nie ma żadnego "eteru" i fale stały się konstruktami bardziej, by tak rzec, matematycznego pochodzenia: stały się wszak falami prawdopodobieństwa, potem Einstein usiłował jeszcze ratować determinizm i bronić go, ale nie zwyciężył, zjawiła się porządnie nienaoczna, zrodzona w szkole kopenhaskiej KOMPLEMENTARNOŚĆ, a potem cząstki "elementarne" przestawały być po trosze elementarne - i obecnie koncept, że cząstek różnych może być nieskończenie wiele w zależności od warunków energetycznych okola, już żadną herezją nie jest. Ja tu naturalnie nie fizykę chcę upraszczająco wykładać, a tylko ukazać, jak zawsze poszukujemy modeli, co są najpierw "możliwie naoczne", możliwie pojmowalne dla naszych zmysłów, a potem rzeczywistość krokami nieubłaganych doświadczeń zmusza nas do rezygnacji z tych modeli i u końca (na razie, boż fizyka nie wypowiedziała ostatniego słowa, którego mym zdaniem nie ma w ogóle) mamy eksperyment Einsteina-Podolskiego-Rosena, którego sprowadzić do jakiejkolwiek na modelach naocznościowych demonstrowalnej zrozumiałości bezmatematycznej już się nie da na pewno. Droga jest ta sama zawsze, od prostoty, której szukamy w Naturze: Einstein zawarł to poszukiwanie w słowach "Raffiniert ist der Herrgott, aber boshaft ist Er nicht ", czyli "God is sophisticated but he is not malicious" razem z jego "DerHerrgott würfeltnicht" aż do Hawkinga, który replikował, że owszem, Bóg gra w kości i nie daje nam zajrzeć do zawierającego je kubka. Należy się obawiać, że Hawking ma przeciw Einsteinowi słuszność. Niemniej jest na ogól tak, że ZMIANY MODELI z prostszych na mniej proste jakoś nas do "istoty rzeczy" po trochu przybliżają. I właściwie myśmy poza koncepcją upodobnienia kodu DNA do literowego alfabetu pism naszych niczego porządniejszego nie wymyślili i nie znaleźli, odkąd Watson i Crick odkryli spiralę DNA. |
5 | Teraz mogę już powrócić do rzeczy, na jakiej mi zależało. Nie twierdzę oczywiście, jakoby powstałe przed trzema miliardami lat praorganizmy zdolne do jakiej-takiej autoreplikacji BYŁY po prostu równoległym komputerem. Różnice były już w tym zaraniu olbrzymie. Nasze komputery są digitalne (te zwyciężyły analogowe), szeregowe, albo równolegle, lecz z tymi ostatnimi największy kłopot mają ci, co chcą układać dla nich programy. Bodajże w USA w Denver zbudowano superport lotniczy, z podziemnymi tunelami do przesyłania, sortowania i adresowania bagaży pasażerów, a jeden superprogram miał to wszystko razem bezbłędnie robić, po czym okazało się, że szwankuje, bo gdzieś tkwią w programie przez omylnych programistów pochowane złe szlaki i szamotali się z tym programem, zmuszeni do prastarej metody ręcznego działania przy sortowaniu bagaży itd. (tam szło i o rezerwacje biletów i moc innych usług). Programy szeregowo (iteracyjnie) pracujące nie mają łatwo dającej się wkomponować sprawności autokorekcyjnej. Natomiast naturalna ewolucja działa inaczej. Po pierwsze, kontrolnych instancji jest w niej wiele (zwykła jest redundancja kontroli). Po wtóre, nie są jej programy ani digitalne, ani analogowe, lecz mieszane" jako współwspierające się i nazwać by można je "CHEMODIGITALNYMI", bo "chemo" oznacza właśnie analogowość (hormonową, seretoninową, acetylocholinową i tam dalej aż po kres najnowszej edycji Abderhaldena), a "digitalna" dotyczy przede wszystkim elektrycznej (elektrochemicznej właściwie) transmisji sygnałów w ustroju. Tak samo zresztą "hardware" nie jest do porządnego oddzielenia od "software" w ustroju i nie należy sądzić, Boże uchowaj, że się ewolucja wpakowała tu w jakiś bałagan mieszanych porządków, ale wolno mniemać, że prawdą jest to, co przed 33 laty w "Sumie Technologicznej" w głuche wszędy uszy kładłem: ewolucja jest INŻYNIERYJNIE od nas nieporównanie sprawniejsza i MY OD NIEJ uczyć się powinniśmy. Nauki te już się obecnie zresztą wszczęły. |
6 | Ale i te najprostsze organizmy sprzed trzech miliardów lat, powielające same siebie z niską jeszcze wydajnością wskutek kiepskiej sprawności PRAKODU, nie były dosłownie "równoległym komputerem". Podobieństwo w najlepszym razie może jest takie, jak między atomem - malutkim systemem słoneczno-planetarnym a atomem dnia dzisiejszej fizyki z kwarkami, barionami i leptonami. Każdy praustrój był jakby nanokomputerem szykującym się do samopowielenia dzięki energii przepływu w jego środowisku życiowym i tym samym stanowił jakby malutki prototyp "maszyny Turinga", pracującej powoli (żadna maszyna Turinga inaczej, tj. szybciej, iterować nie może), a dopiero ich planetarne zbiory, o mocy może i trylionów, pozwoliły niektórym uzyskać ("dobór naturalny", "selekcja") dość losowo sprawność lepszą, no i TE zaczynały się lepiej rozmnażać i przeżywały, i to "minimum sprawności przeżywalnościowej" stanowiło właśnie (może i lichy) model równolegle pracującego komputera: odbywały się jakby wyścigi na przeżycie... i to już stanowi cały, główny sens mego przyrównania praustrojowej bazy życia na planecie do równoległego komputera chemodigitalnego. W poszczególnych niciach nukleotydowych dochodziło do przeróżnych rekombinacji i znów nie należy, a raczej nie wolno, pomyśleć sobie, że w niedługi czas z tego nieustającego tasowania elementów, z których poskładały się replikatory, powstała ekspansywna potencja kreacyjna. Trzeba było tasowania "praprogramów replikacyjnych" przez dalsze dwa, dwa i pól miliarda lat aż do kambru: ten nasz "paralelny komputer", który tak dziwnie różnił się od budowanych przez nas, że nikt dlań programu nie ułożył, tylko on sam go sobie sprawił DLATEGO, ŻE WSZYSTKO, CO NIE WYGRAŁO W TEN SPOSÓB, ZGINĘŁO I ŚLADU PO TAMTYCH, WYRZUCONYCH Z GRY PRZEGRANYCH nie pozostało. A nie pozostało tym bardziej, że te praustroje, co przeżyły, mogły się szczątkami "nieudaczników-konkurentów" pożywić jako materią organiczną i to strawną. |
7 | Bardzo byłoby ciekawe i warte
wyśledzenia dowiedzieć się, w jakiż to sposób, z
jakim prawdopodobieństwem, ta już okrzepła na elementarnym poziomie wegetacji
"autoreplikatornia" wezbrała
kreacyjnym potencjałem, dzięki
któremu doszło
do kambryjskiej eksplozji życia - przypominam, że około 800 000 000 lat temu - tak głoszą znawcy, ale ja,
dyletant, sądzę, że nie było
nagłego skoku (skok, który TRWA pól miliarda lat,
za "nagły"
uznany być raczej nie może) - a tylko najpierw, tj. przez milionolecia, powstawały takie lokalne
"ekspansje" ku wielokomórkowości, które
sczezły, ponieważ wkraczały w ślepe rozwojowe
uliczki, wyzbyte wszelkiego przedłużenia jako dalszej prospektywnej potencji stawiania
dalszych kroków ewolucyjnych "w górę", aż w
holocenie pojawił się Człowiek... TEGO, JAK tam było, moim zdaniem, nigdy się nie dowiemy. To jest mniej więcej takie zadanie, które obrazowo postaram się unaocznić. Miliony ludzi grają w ruletę. Pól promila wygrywa (reszta traci i kończy w biedzie). Z tego pół promila tworzy się następny szereg graczy: z nich wygrywa powiedzmy 90 000. Z tych wygrywa TRZECI raz z kolei 14, a po raz czwarty jeden i pan ów zwie się Homo Sapiens Sapiens. Przegranych nie widać i nie słychać, widać tylko tego, co wygrał, chociażby był on nawet pełen zakusów na własne życie i usiłował wysadzić w powietrze to Monte Carlo, w którym zdobył fortunę (a przy okazji wykończyć samego siebie). Taki obraz ludzkości POZWALA naszkicować dzisiaj paleobiologia ewolucyjna... A ponieważ procesu działającego -jak markowski - wstecz nie można zrekonstruować (on nie dysponuje bowiem pamięcią o własnych stanach wcześniejszych), to nawet mając komputery obliczeniowej mocy tryliony razy większej od Supercraya, możemy najwyżej wytyczyć wstecz wiele różnych szlaków, które BY mogły do końcowej wygranej doprowadzić, ale ustalić, KTÓRYM ewolucja poruszała się, aby wejść w finisz antropogenezy, ustalić jednoznacznie nie da się nigdy. Takie jest moje zdanie, skrzepione matematyką współczesnej teorii prawdopodobieństwa, w jej wielu ramionach kombinatorycznych, stochastycznych i last but not least w domenie gier, spokrewnionej z teoriami szlaków skanowania ergodycznego. Zapewne: mogę się mylić, ale wtedy okazałoby się, że nie ja jeden popełniłem błąd, lecz że całą potężnie rozgałęzioną probabilistykę razem z teoriami chaosu, fraktali itd. trzeba będzie zastąpić czymś takim, o czym nikt nie ma dzisiaj zielonego pojęcia. |
8 | Pozostaje mi odpowiedź na pytanie właściwie nader elementarne: po kiego licha wyskoczyłem z tym równoległym komputerem jako bazą protokodu i prażycia? Oczywiście nie tylko dlatego, a nawet bynajmniej nie dlatego, że piszę do magazynu poświęconego "twardym i miękkim" rzeczom komputerowym. Myślałem po prostu, że zmiana modelu wyjściowego, zmiana, która zdaje się przynajmniej NIE zakazana, zmiana, na którą wprowadziły mnie prace uczonych, jak Adelman, dowodzące jak wielkie są skryte nawet w oligonukleotydowych niciach moce obliczeniowe, pozwala spojrzeć - albo raczej: POZWOLI spojrzeć - na zagadkę biogenezy ziemskiej z nowej, innej strony. Nawiasem mówiąc, myślę sobie, że ze względu na okropny tłok ludzki, więc naukowy, więc konceptualny, jaki nam dziś Ziemię obrasta, pomysł mój przestanie być wyłącznie moim pomysłem, a ci, którzy się do niego na dobre wezmą, tak samo nie będą mieli najbledszego pojęcia, że ich jakiś podkrakowski prekursor troszkę wyprzedził, jak ci, co dziś, fiksując na punkcie CYBERSPACE, pojęcia nie mają, żem o nim wlaśnie książkę pisał we wczesnych latach sześćdziesiątych. Zresztą już wiem, że doganiany jestem w predykcjach także na innych polach: mam nawet na to dowody i nie sądzę, aby coś niewłaściwego było w ukazaniu ich jako papierów uwierzytelniających niejaką sensowność mych antycypacyjnych, dawnych wysiłków, Więc chyba następnym razem napiszę o "sztucznych Uniwersach" zaludnionych przez symulaty "ludzi"; bo już nie ja i nie tylko w SF tą kwestią się zająłem... dość dawno temu. |
Pisłaem w lutym 1995
sssdasd![]() ![]() |