Разговор физика и биолога (11)
Письмо одиннадцатое, в котором физик не верит в историю, а биолог пытается заболтать собеседника, при этом непрерывно врёт
flying_bear
Прежде всего, мне действительно страшно интересно читать Ваше описание ситуации в биологии. И чем больше Вы рассказываете, тем лучше я вижу, как это непохоже на физику. Для меня все это выглядит страшной экзотикой. Разумеется, это просто результат моего невежества в биологии. Но взаимное невежество становится тоже важным фактором, ведущим к дальнейшему расхождению наук. Можно об этом еще порассуждать, но это, видимо, не самое интересное - как Вы и написали. Есть ли единый метод, нет ли единого метода... Ладно. Вопрос, отчасти, терминологический.

Но хочется хотя бы понять какие-то базовые принципы "научного мировоззрения". Для (современного) физика-теоретика, как я уже много раз писал, обязательные компоненты - вера в иерархичность законов природы и возможность (и необходимость) вывода феноменологии из микроскопики. Но, конечно, для полной честности надо делать много важных оговорок. Сто пятьдесят лет назад было по-другому; в частности, попытки Больцмана и других вывести термодинамику из механики сталкивались с крайне резким противодействием (что, возможно, и послужило одной из причин его самоубийства). Еще Ландау (пятьдесят лет назад) крайне резко относился к любым "моделям" и, по существу, ставил феноменологию во главу угла. Феноменологический подход и сейчас вполне успешно применяется; примеры Нобелевского уровня - де Жен, да и, в общем-то, тот же Вильсон... Возможно, моя иногда чересчур эмоциональная реакция на абстрактные вопросы о соотношении микроскопики и феноменологии связана со многими полуличными - полунаучными факторами, такими, как засилье методов Ландау в советской теор. физике + средства, которыми это обеспечивалось, и т.п.

Для Вас, если я правильно уловил, ключевое понятие - отбор. Т.е. вот так и так, а кто не так - тот вымер. И с этим у меня очень большие трудности - возможно, опять же, просто из-за невежества. У физиков вообще в этом месте всегда возникают трудности. Для примера - цитата из Гейзенберга:
"Мне рассказывали о беседе математика и квантового теоретика фон Неймана с одним биологом по этому вопросу. Биолог был убежденным приверженцем современного дарвинизма, фон Нейман относился к дарвинизму с недоверием. Математик подвел биолога к окну своего кабинета и сказал: «Вы видите вон там на холме прекрасный белый дом? Он возник случайно. В течение миллионов лет геологические процессы образовали этот холм, деревья вырастали, сохли, разлагались и снова вырастали, потом ветер покрыл вершину холма песком, камни туда забросило, наверное, каким-то вулканическим процессом, и они случайно вдруг легли друг на друга в определенном порядке. Так все и шло. Естественно, в ходе истории Земли благодаря этим случайным неупорядоченным процессам возникало большею частью все время что-то другое, но однажды через много, много времени возник этот дом, потом в него вселились люди и живут в нем сейчас». Биологу было, разумеется, немного не по себе от такой логики."

Еще раз - я, упаси Бог, не собираюсь, в духе Фоменко, объяснять биологам (да хоть бы и историкам), что, мол, так-то и так-то, мол. Я просто хочу подчеркнуть, что это непонимание (далеко не только мое личное, как видите) связано как раз с базовым различием - примат микроскопики над феноменологией. Механизм непонятен. И не только непонятен, но и труднопредставим. Как я понял из одного Вашего давнего замечания, случайный перебор вариантов (над которым, видимо, и пытался издеваться фон Нейман), давно уже не обсуждается самими биологами. Но тогда - что? _Как_ это работает?

…

Вопрос, наверно, совсем невежественный. Но я всерьез попытался понять, что именно я не понимаю в ваших рассуждениях. И мне показалось - вот это. Вы так сильно напираете на эквифинальность в Ваших рассуждениях. Котенок - это финальное состояние, которое "отобралось" из многих именно тем, что у него достаточно широкая область притяжения. Состояния с узкой областью притяжения элиминированы отбором. Я Вас правильно понял? Если да, то вот и главный пункт непонимания - как можно полагаться на это, если непонятен механизм (или он понятен?); если отсутствуют оценки даже по порядку величины характерных времен... Последний пункт особенно важен. Физика дает нам оценки возраста Земли, Солнечной Системы, Вселенной (ну хорошо, Метагалактики в целом). А если механизм отбора может сработать только на гораздо бОльших временах?

Это, видимо, примерно то же самое, как если бы Вы написали мне - не могу понять квантовую механику, чушь какая-то непредставимая... Но, честное слово, если бы Вы мне так написали, я бы воспринял это как нечто совершенно естественное. Потому что это на самом деле сложный вопрос. Но не безнадежный - кое-что объяснить можно.

ivanov_petrov

«Но хочется хотя бы понять какие-то базовые принципы "научного мировоззрения". Для (современного) физика-теоретика, как я уже много раз писал, обязательные компоненты - вера в иерархичность законов природы и возможность (и необходимость) вывода феноменологии из микроскопики.»

Нет. Полагаю, что это – частность. Очень важная для большой группы наук, но – частность. Причина: это указание на некие общие черты устройства феноменов. Физик «верит» (и его вера плодоносит), что мир устроен так. Научный же метод по возможности не включает в себя предположений об устройстве мира – именно потому, что его задача – познание, как же этот поганец устроен.

«Для Вас, если я правильно уловил, ключевое понятие - отбор. Т.е. вот так и так, а кто не так - тот вымер. И с этим у меня очень большие трудности»

Нет. Боюсь, нет. Отбор, понимаемый как отбор из наличных вариантов – это лишь тот хвостик, за который удобно хвататься, затем это понятие приводит к ряду более фундаментальных. Цитата из Гейзенберга – пожалуй, устарела уже безумно. Ценность ее только в том, чтобы напомнить, до чего это безумное и непривычно сложное для физикалистской науки понятие – эволюция и отбор. Вы это, разумеется, понимаете:

«Я просто хочу подчеркнуть, что это непонимание (далеко не только мое личное, как видите) связано как раз с базовым различием - примат микроскопики над феноменологией. Механизм непонятен. И не только непонятен, но и труднопредставим. Как я понял из одного Вашего давнего замечания, случайный перебор вариантов (над которым, видимо, и пытался издеваться фон Нейман), давно уже не обсуждается самими биологами. Но тогда - что? _Как_ это работает?»

Как работает? Вероятно, не понял вопроса. Я буду полагать, что дальнейшее
Ваше рассуждение разворачивает этот вопрос. Если он самостоятелен – «Как работает отбор?» - то Вы его потом уточните как-то, чтобы я понял – о чем речь.

Ну, на самом деле перебор вариантов регулярно обсуждается. Именно потому, что в нашей с Вами цивилизации мир устроен так, что из школы (и университета) люди выходят физиками, а на биологов их приходится потом переучивать – с разным успехом. Я хотел сказать иное – каждая новая попытка представить полный перебор вариантов вязнет, и всегда находятся достаточно талантливые люди, которые указывают на убогость такого понимания, и предлагают… Что же они предлагают?

«я всерьез попытался понять, что именно я не понимаю в ваших рассуждениях. И мне показалось - вот это. Вы так сильно напираете на эквифинальность в Ваших рассуждениях. Котенок - это финальное состояние, которое "отобралось" из многих именно тем, что у него достаточно широкая область притяжения. Состояния с узкой областью притяжения элиминированы отбором. Я Вас правильно понял?»

Не уверен. Может быть, да – но языки столь различны, что я лучше повторю – чтобы Вы могли заново сличить Ваш перевод. Оно отобралось не тем, что у него самая широкая из всех область притяжения, а тем, что такие выживали и оставляли потомство. Разговор об области притяжения – это немного другое. То, чего нет в физике, и что лишь частично подбирается термином «отбор». Я говорил о целях, которые характерны для живых существ. Я говорил о том, что они выживают и стремятся выжить. Это же безумие перед лицом физики. Вот есть совокупность молекул. Мы уничтожаем часть из них. Остальным – не холодно, не жарко. Это – физика. Вот есть совокупность организмов. Мы уничтожаем часть из них. Остальным безразлична судьба погибших, но они стремятся выжить. Это внесение «стремления» в физическую картину мира всегда производится с разной тонкостью при обсуждении возникновения жизни.

В текстах этот момент обычно замаскирован. Я пытался продумать эту мысль «в лоб» - и получил ответ не очень удовлетворяющего толка. А именно: «Кто не стремится выжить – тех нету. Остались только те, кто стремился». Еще раз по этому очень скользкому месту – которое – повторю – обычно не проговаривается. Мы можем обойтись без слова «стремление» - без слов-то мы обходиться умеем. Мы можем говорить о вариативности, о том, что элиминируется часть популяции, не обладающая нужным признаком и идет размножение другой части, что всякий раз это «стремление» возникает как эпифеномен – просто размножаются выжившие. Это – всего лишь другое словоупотребление – согласитесь, более успокоительное. Давайте его и придерживаться.

Вернемся к котенку. Широкая область притяжения означает, что масса «вариантов развития» стремится спастись, стать живой. И вот этому широкому кругу – это удается. То есть6 регулятивные механизмы онтогенеза, которые были выработаны за очень долгую историю, так что они выглядят чрезвычайно эффективными регуляторами на множество случаев жизни, вытаскивают провальные и ошибочные варианты на правильную дорогу, на ту дорогу, которая ведет к окончательной и способной жить форме – котенку. Есть и такие области. Из которых выволочь развитие в жизнь не удается – летальные мутации и проч. Так что сама по себе широта – не очень важна. Предположим, другой вид обладает – в нашей самопально сложившейся терминологии – узкой областью притяжения. То есть – если мы сравним генетическое (исходное) разнообразие этих двух видов, у котенка оно будет много шире.

И что? Да ничего. Этот другой вид тоже будет себе процветать. Про него скажут: узко специализированный, требовательный к условиям среды. Есть такие. Они, действительно, хрупче, им, действительно, труднее – но и они могут выживать. Там важна принципиальная способность регулировать ошибки онтогенеза – в том числе ту неразбериху, которую может поставить в основание развития генотип – и кто смог с этим справиться, тот и выжил.

« как можно полагаться на это, если непонятен механизм (или он понятен?); если отсутствуют оценки даже по порядку величины характерных времен... Последний пункт особенно важен. Физика дает нам оценки возраста Земли, Солнечной Системы, Вселенной (ну хорошо, Метагалактики в целом). А если механизм отбора может сработать только на гораздо бОльших временах?»

Вот, очень хороший детский вопрос – мы снова к нему вышли – про перебор вариантов. Какие предлагаются ответы? Про полный перебор (плохая попытка). Сокращения перебора. Я не знаком со всеми ухищрениями этого хода мысли – похоже, чуть не каждый придумывает свои. Например: блочность конструкции. Сначала делаются сложившиеся блоки – органелл, биохимических реакций. Важных для развития коррелятивных связей – а потом из блоков строятся новые существа. Те существа, которые берутся экспериментировать с блоками, чаще всего исчезают – попытки полного перебора не приветствуются, а проверяют их только своей шкурой. Хороший это ответ? Мне кажется, нет. Не очень. Может быть, он лучший из возможных. Может быть, можно лучше. То же про механизмы.

Что-то про них известно, что-то можно предполагать. Это удачные догадки? Далеко не всегда.

И здесь совершенно справедливо Вы недоумеваете. Я думаю, это очень важный пункт непонимания. Откуда у Вас берется недоумение? В чем источник? Вы мыслите так: вот есть физика, она рассказывает о элементарных взаимодействиях, она объясняет основы мира. Но биология не продолжает физику! У нее нет адекватных способов ответить на самые первые вопросы, возникающие у продвинутого физика – и все же она вроде бы существует. Как такое может быть?

Вы заменили природу – логикой. Биология и не собиралась начинаться там, где кончается физика и продолжать, отвечая на ее недоумения. Науки не так устроены. У биологии имеется своя область фактов – и очень обширная. Она пытается работать с этими фактами, выдвигая разного рода объяснения, законоподобные предположения, гипотезы и прочую такую штуку. И в области собственных фактов у нее иногда кое-что получается. Это совсем длинный и отдельный разговор – пытаться объяснить, что у нее получается, как это получается и почему именно следует говорить, что – «получилось», а не «полный провал». И то, что Вы полагаете основанием, на котором всё должно выстраиваться – как же иначе? Исходить следует из простого, из элементарного, из этого перебора вариаций, оценок времени и т.д. – это всё является на деле как раз производным и в определенном смысле необязательным. В том смысле необязательным, что это не основания биологии, а как раз недостижимые вершины, то, куда она, может быть, придет – но до чего дорасти надо.

Смотрите: ход Ваших рассуждений: как же можно двигаться дальше, если выдвинутая гипотеза – отбор – могла бы работать только на значительно больших временах, чем те, которые твердо, на основе физических методов, установлены для Земли? Да это совершенно пустой вопрос. Шноль на него отвечал шуткой – «Давайте считать, что когда Бог создал время, он создал его достаточно». Наука движется совсем иначе. Физику подхватила на плечо математика – уже давно, и потому многое физикам просто, но они порядком забыли, что такое «естественные науки». Я напомню. Это когда перед вами гигантское количество безумно разнообразных фактов, разобраться в которых нет ни малейшей возможности. Когда не до жиру. Когда никакая математика и питюкнуть не может ничего полезного. А вам надо с этим разбираться. И вот, после долгих трудов, вы дорабатываетесь до некоторого объяснения. Неколичественного. Проверяемого только по косвенным признакам. Под которое и эксперименты-то не очень идут – то есть их еще надо правильно поставить, что сложно, а потом правильно истолковать – с умом. И вот эта гипотеза, или теория – она представляет безумную ценность. Не потому, что она обоснована так, как физическая теория, не потому, что элементаристская. А потому, что ничего другое на этом безумном разнообразии не сработало. Понимаете? Нет?

Еще раз подскальзываюсь демонстративно – чтобы приземлением на задницу обозначить Вам точку непонимания. Вот есть наука физика. Вот она уверенно говорит о росте энтропии (меня сейчас абсолютно не волнует, насколько это обосновано и можно ли обойти – когда-то считалось, что нельзя). И вот есть то, что потом называют «принципом Дарвина» - прогрессивное усложнение живых существ в эволюции. Если быть «логичным», то следовало бы думать так: есть закон термодинамики, этого не может быть, Дарвин ошибается. А как правильно думать? Если на безумном разнообразии биологических объектов удалось составить такую (подтверждаемую) гипотезу, то физике придется самой выпутываться – она умная – и придумать, как это возможно.

Еще повторяю. Допустим, биологи делают большие глаза и говорят: а мы не знаем, хватит ли отведенного времени на эволюцию. Знаете, придуриваются они, может – и не хватит. Мало 4 млрд. лет. И что? Что изменилось? В биологии – ничего. Пушинка не дрогнет. Можно изобретать новые космогонии, думать об эволюции первожизни в вакууме. Фантазировать, удлинять срок жизни Земли, солнечной системы, Вселенной – или обходиться более дешевыми средствами – только биологию это все не колышет. Так эта штука устроена. Именно потому, что факты находятся здесь, в этом маленьком котенке, который умудряется выживать, - а не в объемистых теориях о возрасте Земли. Это они вторичны, а не котенок.

Еще метафора. Биологи – люди бедные. У них почти ничего нет. На той породе, которую им выпало грызть, они смогли понять, что эволюция существует. О деталях – какая, как и куда – спорят, но сам факт уже есть. О механизмах спорят. О сроках и временах. Ценность этой теории потому так велика, что трудно на столь большом разнообразии провести другую, сравнимую по объяснительной ценности теорию. Безумно трудно. И возникает забавный поворот: с точки зрения «логики» физический элементаризм обоснован значительно серьезнее. Но именно поэтому при столкновении лбами уступить придется элементаризму. Вы умные – вам и придумывать. Если окажется, что не хватает времени на эволюцию котенка при установленном возрасте метагалактики – меняйте наконец свои взгляды на метагалактику.

На самом деле я пытался мажорировать. Объяснять, в чем именно ценность этих неточных естественных наук – их столь странных и столь малообоснованных теорий. Они добыты в битве с много более серьезным противником – в том и ценность. А без мажора – ну. Всё скучно. Большинство биологов, как Вы понимаете, не озабочены, успеет развиться жизнь за 4 млрд. или нет. Кто занимается – говорит. Ну, на начальных стадиях развития всё шло очень быстро, говорят. Несколько сотен миллионов – и готов прокариот. Крупные сложно устроенные и медленно размножающиеся организмы эволюционируют быстрее мелких: слоны быстрее бактерий. Говорят (верно говорят, кстати). Но это – очень далекие следствия существующих теорий. А не первичные факты – как им полагалось бы быть. Если бы наука была устроена в соответствии с теми ожиданиями, которые Вы высказали.
…

Я совершенно не уверен, что ответил на Ваши вопросы. Мне хотелось загрунтовать фон, на котором должны прочитываться ответы. Если у вас в результате непонимания станет больше, чем было – значит, я написал правильно.