16881

ДНК и другие дизайны

Научная статья

Биология и генетика

PAGE 1 ДНК и другие дизайны Стефан Мейер На протяжении 2 тысячелетий аргумент дизайна обеспечивал интеллектуальную основу для большей части Западного мышления. От классической античности до подъема современной науки ведущие философы теологи и ученые ...

Русский

2013-06-26

114 KB

0 чел.

PAGE  1

ДНК и другие дизайны

Стефан Мейер

На протяжении 2 тысячелетий аргумент дизайна обеспечивал интеллектуальную основу для большей части Западного мышления. От классической античности до подъема современной науки ведущие философы, теологи и ученые - от Платона до Аквинского и до Ньютона – отстаивали точку зрения, что природа демонстрирует дизайн предсуществуещего разума или интеллекта. Более того, для большинства Западных мыслителей, идея того, что материальная вселенная отражала цель и дизайн предсуществуещего разума, Творца, служила людям гарантией чувства цели и значимости. Но сегодня, почти в каждой академической дисциплине, от юриспруденции до литературной теории, от науки о поведении до биологии, исконно материалистическое понятие человечества и его места во вселенной стали доминирующими. Свободная воля, значение, цель и Господь, стали отрицательными терминами в научном сообществе. Материя включила в себя разум; космос заменил Творца.

Причины такого интеллектуального изменения, несомненно, сложны. Пока понятно, что крушение аргумента дизайна сыграло существенную роль в потере традиционной Западной веры. Начиная с эпохи Просвещения, такие философы как Дэвид Юм выдвинули мощные на вид возражения против аргумента дизайна. Юм заявил, что классические аргументы о дизайне основывались на слабой и ошибочной аналогии между биологическими организмами и предметами, сделанными людьми. Тем не менее, для большинства не аргументы философов, а теории исследователей, особенно Чарльза Дарвина, опровергали дизайн. Если бы происхождение биологических организмов можно было бы объяснить естественным путем, как заявлял Дарвин, тогда объяснения, вовлекающие разумного Творца, были бы ненужными и даже бессодержательными. Действительно, как это выразил Ричард Доукинс, это был "Дарвин, кто сделал возможным быть интеллектуально зрелым атеистом".

Итак, с конца XIX столетия большинство биологов откинули идею того, что живые организмы являют свидетельство Разумного Замысла. В то время как многие признают видимость дизайна в биологических системах, они настаивают на том, что Дарвинизм или Неодарвинизм объясняет, как это проявление возникло натуралистическим образом, т.е. без вовлечения направляющего интеллекта. Следуя Дарвину, современные неодарвинисты вцелом согласны с тем, что естественный отбор, работающий со случайными изменениями, может объяснить появление дизайна в живых организмах.

Независимо от того, как сильна объяснительная сила Дарвинизма (или современного неодарвинизма), наличие дизайна в одной существенной сфере биологии не может быть так просто объяснено. В течение второй половины XX столетия достижения в молекулярной биологии и биохимии произвели революцию в нашем понимании миниатюрного мира в клетке. Исследования показали, что клетки – фундаментальные единицы жизни – хранят, передают, редактируют информацию и используют эту информацию для регулирования своих наиболее фундаментальных метаболических процессов. Далеко от характеристики клеток как простых «однородных частиц плазмы», согласно Геккелю и другим биологам 19 ст., на сегодняшний день биологи описывают клетки как «распределительные компьютеры в настоящем времени» или «сложные системы, обрабатывающие информацию».

Конечно же, Дарвин не знал об этих сложностях, и не пытался объяснить их происхождения. Вместо этого, теория биологической эволюции пыталась объяснить, как жизнь могла постепенно превратиться в более сложную, начиная с «одних из наиболее простых форм». Следовательно, строго говоря, те, кто настаивает на том, что чисто натуралистический материализм Дарвина может объяснить появление дизайна в биологии, преувеличивают их доказательство. Сложности в микрокосмосе клеток требуют объяснения. Пока они находятся вне сферы биологической эволюционной теории, которая скорее предполагает, чем объясняет, существование изначальной жизни и необходимой информации.

Теория Дарвина пыталась объяснить происхождение новых форм жизни от более простых. Она не объясняла, как первая жизнь – предположительно простая клетка – могла возникнуть изначально. Тем не менее, в 1870-х и 1880-х исследователи предположили, что придумывание объяснения происхождения жизни будет весьма легким. Прежде всего, они утверждали, что жизнь была преимущественно простой субстанцией, называемой протоплазмой, которую легко можно было сконструировать, объединяя и комбинируя простые химические вещества, такие как углекислый газ, кислород и азот. Ранние теории происхождения жизни отражали этот взгляд. Геккель уподобил клетку, «автогенез», как он ее назвал, процессу неорганической кристаллизации. Английский единомышленник Геккеля, Хаксли, предложил простой двухэтапный метод химического воссоединения для объяснения происхождения первой клетки. Так же как и соль можно произвести спонтанно, добавляя натрий к хлору, как думали Геккель и Хаксли, так и живую клетку возможно было бы произвести, соединяя вместе несколько химических элементов, затем, разрешая самопроизвольно химическим реакциям производить простую протоплазматическую субстанцию, которая, как они полагали, была сущностью жизни.

На протяжении 1920-х и 1930-х более усложненная версия так называемой «теории химической эволюции» была предложена русским биохимиком Александром Опариным. Опарин владел более правильным пониманием сложности клеточного метаболизма, чем его предшественники. Но ни он, и никто другой в то время не понимали полностью сложности таких молекул как протеины и ДНК, которые делают жизнь возможной. Опарин, как и его предшественники XIX ст., выразил мнение, что жизнь могла сначала эволюционировать в результате нескольких химических реакций. В отличие от своих предшественников, тем не менее, он предвидел, что процесс химической эволюции включил бы многие другие химические трансформации и реакции, и что на это потребовалось бы много сотен миллионов лет.

Первая экспериментальная поддержка гипотез Опарина появилось в декабре 1952 года. Работая над научным трудом под руководством Гарольда Урея в Чикагском университете, Стэнли Миллер пропустил газовую смесь метана, аммиака, водяной пары и водорода сквозь стеклянный сосуд, содержащий камеру с электрическим разрядом. Миллер послал сильный электрический разряд в камеру через вольфрамовую нить, пытаясь симулировать влияние ультрафиолетового света на газы в добиологической атмосфере. Спустя два дня Миллер увидел маленький (2%) процентный выход аминокислот в U-образной ловушке, которую он использовал для собирания продуктов реакции.

Успех Миллера в производстве биологически значимых «структурных элементов» при якобы добиологических условиях был объявлен крупным достижением. Его эксперименты, казалось, обеспечат экспериментальную поддержку теории химической эволюции Опарина, показывая, что существенный этап в сценарии Опарина – производство структурных элементов из простого состава атмосферы – был возможным и на ранней стадии жизни. Экспериментальные результаты Миллера практически в одночасье придали модели Опарина статус ортодоксии в учебниках. По большому счету, благодаря Миллеру, сегодня химическая эволюция в рабочем порядке представлена как в учебниках по биологии в школах, так и в университетах, в качестве принятого научного объяснения происхождения жизни.

Все же, как мы увидим, химическая теория эволюции на сегодняшний день пронизана сложностями; сегодня труд Миллера воспринимается сообществом исследователей происхождения жизни не соответствующим, если вообще уместным, для объяснения того, как аминокислоты, не говоря уже о протеинах или живых клетках, могли появиться на ранней стадии жизни.

Когда Миллер провел свой эксперимент, он предположил, что атмосфера земли состояла из смеси, как их называют химики, «восстановительные газов», как метан, аммиак и водород. Он также допускал, что атмосфера земли практически не содержала свободного кислорода. В последующие после эксперимента годы, однако, новые геохимические свидетельства показали, что предположения Опарина и Миллера о ранней атмосфере были неверными.

Наоборот, свидетельства убедительно указывали на то, что нейтральный газы – а не метан, аммиак и водород – доминировали на ранней стадии жизни. Более того, большая часть геохимических исследований показала, что значительное количество свободного кислорода присутствовало даже до появления жизни на планете, вероятно, как результат вулканической дегазации и фотодиссоциации водяного пара. В химически нейтральной атмосфере реакции между атмосферными газами не будут проходить охотно и быстро. Более того, даже небольшое количество атмосферного кислорода прервет выработку структурных элементов и станет причиной резкой деградации любых биомолекул.

Как было известно еще до эксперимента Миллера, аминокислоты охотно формируются в соответствующей смеси восстановительных газов. Что сделало эксперимент Миллера существенным, было не производство аминокислот как таковых, а их выработка при якобы правдоподобных добилогических условиях. Как Миллер сам выразился: «В этом механизме попытка была сделана для копирования примитивной атмосферы на земле, а не для получения оптимальных условий для формирования аминокислот». Сейчас, однако, единственная причина продолжать предполагать существование химически восстановительной добиологической атмосферы - это то, что теория химической эволюции требует этого.

Как ни странно, даже если мы предположим на минуту, что газы, которые были использованы Миллером, действительно симулируют условия на этапе ранней жизни, его эксперименты непреднамеренно продемонстрировали необходимость разумного агента. Даже удачные моделирующие эксперименты требуют вмешательства экспериментаторов во избежание того, что называется «взаимно влияющими перекрестными реакциями» и других химически деструктивных процессов. Без вмешательства человека, эксперименты, подобные тем, что выполнял Миллер, постоянно производят небиологические субстанции, которые превращают аминокислоты в соответствующие небиологические соединения.

Эксперименты предотвращают это, перемещая химические продукты, которые сокращают нежелательные перекрестные реакции. Они также используют другие неестественные вмешательства. Имитационные эксперименты в основном использовали свет только с короткой длиной волны, а не с обеими – короткой и длинной волной ультрафиолетового света, которые бы присутствовали в любой реальной атмосфере. Почему? Присутствие длинной волны УФ света быстро разрушает аминокислоты.

Такие манипуляции составляют то, что химик Майкл Полянви называл «серьезным информативным вмешательством». Они, кажется, «симулируют» потребность в «интеллектуальном агенте» для преодоления различных влияний естественных химических процессов. Все же, еще более фундаментальная проблема остается для всех сценариев химической эволюции. Даже если бы продемонстрировали, что структурные элементы необходимых молекул могут возникать при действительных добиологических условиях, остается проблема объединения этих структурных элементов в функциональные протеины или цепи ДНК.

Для формирования протеина аминокислоты должны соединиться вместе для образования цепи. Хотя аминокислоты формируют протеины, только если они принимают очень специфические, последовательные расположения, подобно размещению букв в английском алфавите. Итак, аминокислоты сами по себе не образуют протеинов, также так, как и буквы, сами по себе не образуют слов, предложений и стихов. В этих случаях, последовательность неразрывных частей обуславливает функционирование (или его отсутствие) в целом. Объяснение происхождение специфических последовательностей в протеинах (и ДНК) находится в самом сердце текущего кризиса в материалистическом эволюционном мышлении.

Биологи со времен Дарвина до конца 1930-х предполагали, что секрет функционирования протеина возник из ему подобной простой структуры, объяснимой посредством ссылки на математические законы. Тем не менее, начиная с 1950-х, биологи сделали множество открытий, которые привели к изменению этого упрощенного взгляда. В начале 1950-х молекулярный биолог, Фред Зангер, определил структуру протеиновой молекулы инсулина. Работа Зенгера показала, что протеины созданы из длинных и беспорядочно размещенных последовательностей аминокислот, скорее похожых на беспорядочно размещенный ряд окрашенных маркерных шариков. Позже, в 1950, работа Эндрю Кэндрю о структуре протеина миоглобина показала, что протеины также проявляют удивительную трехмерную сложность. Далеко от простых структур, которые биологи себе представляли, работа Кэндрю обнаружила необычайно сложную структуру и нерегулярную трехмерную форму – извилистую, поворачивающуюся и запутанную цепочку аминокислот.

В течение 1950-х ученые быстро осознали, что протеины обладают еще одним поразительным свойством. Вдобавок к своей сложности, они также проявляют специфичность. Тогда как протеины складываются из более простых химических, структурных элементов, известных как аминокислоты, их функции (либо это ферменты, переносчики сигналов или структурные компоненты в клетке) зависят критически от сложной, но специфической последовательности этих структурных элементов – малейшие изменения в последовательности могут быстро привести к потере функции.

Специфическая последовательность аминокислот в протеинах является причиной особенных трехмерных структур протеинов. Эта структура или форма, в свою очередь, определяет функцию, которую цепь аминокислот может выполнять внутри клетки. Для функционирующего протеина его трехмерная форма придает ему соответствие типа «рука-перчатка» к другим молекулам в клетке, предоставляя ему возможность катализировать специфические химические реакции или создавать специальные структуры в клетке. По причине такой специфичности один протеин обычно не может заменить другого, как один инструмент не заменяет другого. Топоизомераза не может выполнять работу полимеразы, как топор не может выполнять функцию паяльника. Протеины могут выполнять функции только благодаря специфике их трехмерного расположения, подходящего другим в равной степени специфичным и сложным молекулами в клетке. Эта трехмерная особенность возникает в свою очередь из одномерной специфики последовательности в расположении аминокислот, которые формируют протеины.

Как могли такие сложные, но специфические структуры возникнуть в клетке? Вопрос встал с особенной неотложностью после того, как Занглер показал свои результаты в начале 1950-х. Протеины казались слишком сложными и функционально определенными, чтобы появиться случайно. Более того, принимая во внимание их нерегулярность, казалось маловероятным то, что общий химический закон или регулярность определяли их расстановку. Вместо этого, как Жак Монод вспоминал, молекулярные биологи начали искать новый источник информации в пределах клетки, который могла бы управлять формированием этих чрезвычайно особенных структур. Для объяснения присутствия всей этой информации в протеине, Монод объяснял позже, «Вам абсолютно необходим был код».

В 1953 Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик выявили структуру молекулы ДНК. Скоро после этого, молекулярные биологи обнаружили, как ДНК хранит информацию, необходимую для направления синтеза протеинов. В 1955 году Фрэнсис Крик первым предложил «гипотезу последовательности», которая предполагала, что специфика аминокислот в протеинах возникает из специфического расположения химических элементов в молекуле ДНК. Согласно гипотезе последовательности, информация в молекуле ДНК хранится в форме специфически расположенных химических веществ, которые называются нуклеотидными основами, расположенными вдоль «позвоночника» спиральных нитей ДНК. Химики представляют эти 4 нуклеотидных основы буквами A, T, G и C (соответственно аденин, тимин, гуанин и цитозин). К 1961 году гипотеза последовательности стала частью так называемой «центральной догмы» молекулярной биологии, так как серии удачных экспериментов подтвердили информационные способности ДНК.

Как выясняется, специальные участки молекулы ДНК, названные кодирующими участками, обладают таким же свойством «специфичности последовательности» или «специфичной сложности», которая характеризирует записанные коды, лингвистические тексты и протеиновые молекулы. Также как и буквы в алфавите письменного языка могут передавать особенное сообщение, в зависимости от их расположения, точно также делают и последовательности нуклеотидных основ (A’s, T’s, G’s и C’s), записанных вдоль «хребта» молекулы ДНК, передают точный набор инструкций для образования протеинов в клетке. Нуклеотидные основы в ДНК функционируют также как символы в машинном коде. В каждом случае последовательность символов определяет функцию последовательности в целом. Как отметил Ричард Доукинс: «Машинный язык генов чрезвычайно похож на компьютерный». В случае с компьютерным кодированием специфическая расстановка хотя бы двух символов (0 и 1) достаточна для передачи информации. В случае с ДНК, сложная, но точная последовательность 4-х нуклеотидных основ (A, T, G, и C) хранит и передает информацию, необходимую для образования протеинов. Итак, специфичность последовательности протеинов происходит из предшествующей специфичности последовательности – из информации, закодированной в ДНК.

Разъяснение возможностей ДНК хранить информацию подняло вопрос первоначального происхождения информации, как в ДНК, так и в протеинах. Действительно, многие исследователи называют проблему информации «чашой Грааля» в биологии происхождения жизни. Как недавно Бернд-Олаф Купперс заявил: «Проблема происхождения жизни вполне равноценна проблеме происхождения биологической информации».. С 1950-х ученые предложили три типа натуралистического объяснения происхождения информации: случайность, добиологический естественный отбор и химическая необходимость (предопределенность).

В то время как многие вне биологии происхождения жизни до сих пор могут использовать «случай» в качестве причинного объяснения происхождения биологической информации, мало кто из серьезных исследователей делают это. После того, как молекулярные биологи начали ценить специфичность последовательности протеинов и нуклеотидных основ, в 1950-х и 1960-х годах осуществили множество подсчетов для определения вероятности случайного формирования функциональных протеинов и нуклеотидных основ. Даже допуская чрезвычайно благоприятные добиологические условия и теоретически максимальную шкалу реакции, такие подсчеты неизменно показали, что вероятность случайного получения функциональных биомакромолекул является, по словам Ильи Пригожина, «Исчезающе малым…даже на отрезке… миллиардов лет».

Рассмотрим препятствия, которые нужно преодолеть для формирования хотя бы одной молекулы протеина из примерно сотни аминокислот в длину. Во-первых, все аминокислоты должны сформировать химическую связь, известную как пептидная связь, для соединения с другими аминокислотами в протеиновой цепи. В природе возможны многие типы химических связей между аминокислотами, и только, примерно, половина из них – пептидные связи. Вероятность формирования цепи из ста аминокислот, в которой все соединения используют пептидные связи, составляет примерно (1/2)99 или 1 из 1030.

Во-вторых, в природе каждая аминокислота имеет свое четкое зеркальное отражение. Один вариант – «левая», L-форма, и другой – «правая», D-форма. Такие зеркальные формы называются оптическими изомерами. Функциональные протеины допускают присутствие только «левых» аминокислот, в то время как правые и левые изомеры встречаются в природе почти с одинаковой частотой. Понимание этого уменьшает вероятность получение биологически функционального протеина. Вероятность случайного образования расположения только L-аминокислот в возможной цепи пептида длиной в 100 аминокислот равна (1/2)100 или снова примерно 1 из 1030.

В-третьих, что наиболее важно: функциональные протеины должны иметь аминокислоты, которые соединяются в последовательное специфическое расположение, таким же образом как буквы в значимом предложении. Так как есть 20 биологически значимых аминокислот, вероятность получения особенной аминокислоты на определенном участке составляет 1 из 20. Даже если мы допустим, что некоторые участки вдоль цепочки могут допускать несколько аминокислот, мы обнаружим, что вероятность случайно получить функциональное размещение аминокислот в нескольких функционирующих протеинах, все еще является «исчезающе маленькой» - примерно 1 из 1065, астрономически большое число - для протеина длиной в 100 аминокислот. (В принципе, вероятность еще меньше, так как в природе есть много непротеиновых аминокислот, которых мы здесь не учитывали).

Если взять во внимание все вероятности - получение соответствующих пептидных связей, оптических изомеров и последовательности, - то вероятность случайного образования функционального протеина, становится такой малой (1 из 10125), что может достичь точки, на которой ссылка на случай становится абсурдной, даже с «вероятными возможностями» нашей вселенной, которой много миллиардов лет. Отметьте далее, что равнозначно строгие затруднения присутствуют в случайном образовании функциональной ДНК. Более того, минимально сложная клетка нуждается не в одном, а примерно в 100 сложных протеинах (и в многих других биомолекулярных компонентах, таких как ДНК и РНК), все из которых функционируют согласованно. По этой причине, количественные расчеты клеточной сложности просто усилили точку зрения, которая доминировала с середины 1960-х в биологии происхождения жизни: случай не является адекватным объяснением происхождения биологической сложности и специфики.

Примерно в то же время многие ученые разочаровались объяснением «случаем», а теории добиологического естественного отбора также не получили поддержки. Эти теории, предположительно, преодолевают трудности чистого случая, обеспечивая механизм, посредством которого результаты увеличения сложности в клетке могли быть сбережены и отобраны. И все же, эти теории сталкиваются с многими затруднениями, которые поражают теории, основанные на случае.

Естественный отбор предполагает ранее существовавший механизм саморазмножения. Все же, саморазмножение во всех живых клетках зависит от функциональных (и поэтому, в большой степени специфических) протеинов и нуклеотидных основ. Но происхождение этих молекул - это именно то, что Опарину нужно было объяснить. Именно поэтому многие отвергли его утверждение о добиологическом естественном отборе. Как настаивал эволюционный биолог Теодосиус Добжанский: «Добиологический естественный отбор – это явное противоречие в терминах»..

Далее, естественный отбор может отбирать только то, что сначала произвел случай, и случай, как минимум в добиологическом окружении, кажется невероятным посредником для произведения информации, присутствующей даже в единственном, функциональном протеине или молекуле ДНК. Как объяснил Крастиан де Дюв, теории добиологического естественного отбора «нуждаются в информации, а это подразумевает, что они должны предполагать то, что изначально должно быть объяснено». По этой причине многие ученые отклоняют обращение к добиологическому естественному отбору, существенно неотличимому от обращения к случаю.

Всвязи с такими затруднениями многие теоретики происхождения жизни после середины 1960-х пробовали рассмотреть проблему происхождения биологической информации совсем другим образом. Вместо вовлечения добиологического естественного отбора или «теории замороженных случаев», многие теоретики считали, что законы природы и химическое притяжение могут сами быть ответственными за информацию в ДНК и протеинах. Некоторые предложили, что простые химические элементы обладают свойствами самоорганизации, «способными формировать составные части протеинов, ДНК и РНК в специальные расположения, которыми они сейчас обладают. Также как и электростатические силы привлекают вместе (Na+) и хлорид (Cl-) в весьма упорядоченные системы в кристаллах соли (NaCl), так и аминокислоты со специальным родством друг с другом должны расположиться для формирования протеинов.

В 1977 году Пригожин и Грегори Николис предложили еще одну теорию самоорганизации, основанную на их наблюдениях о том, что открытые системы, переместившись далеко от равновесия, проявляют тенденцию к самоорганизации. Например, гравитационная энергия производит высокоорганизованные вихри в водоотводных трубах, и термальная энергия, протекающая сквозь теплопоглотитель, будет порождать определенные конвекционные потоки или «активность спиральных волн».

Для многих современных исследователей происхождения жизни, самоорганизационные модели сейчас, кажется, предлагают наиболее обещающий подход к объяснению происхождения биологической информации. Хотя критики поставили под сомнение как возможность, так и уместность самоорганизационных моделей. Как ни странно, наиболее известный первый защитник самоорганизации, Дэн Кэнион, открыто отказался от таких теорий в связи с несовместимостью с эмпирическими результатами, а также с теоретической непоследовательностью.

Эмпирические затруднения, которые сопровождают сценарии самоорганизации, можно продемонстрировать с помощью изучения молекулы ДНК. Структура ДНК зависит от нескольких химических связей. Это связи, например, между сахаром и молекулами фосфата, которые образуют две закрученные основы молекулы ДНК. Существуют связи, закрепляющие индивидуальные (нуклеотидные) основы к сахарно-фосфатной опоре с обеих сторон молекулы. Примите во внимание, что не существует химических связей между основами, которые проходят вдоль хребта спирали ДНК. И все же, вдоль этой оси молекулы закодированы генетические инструкции в ДНК.

Для тех, кто хочет объяснить происхождение жизни как результат самоорганизационных свойств, присущим материальным составляющим, эти элементарные факты имеют разрушительные последствия. Самым логическим местом, где следует искать свойства самоорганизации для объяснения источника генетической информации, являются составляющие части молекул, несущих эту информацию. Но биохимия и молекулярная биология четко показывают, что силы притяжения между составляющими частями ДНК, РНК и протеинов, не объясняют специфичность последовательности этих больших, несущих информацию молекул.

Далее, так же как магнитные буквы могут соединяться и перекомпоновываться в любом порядке на металлической поверхности для образования различных последовательностей, таким же образом и каждая из четырех основ A, T, G, и C присоединяется к любому месту на «хребте» ДНК с одинаковой легкостью, делая все последовательности равнозначно возможными (или невозможными). Тот же тип химических связей наблюдается между основами и «хребтом», не зависимо от вида присоединяемой основы. Все четыре основы приемлемы, ни одна не получает предпочтение. Другими словами, свойства дифференциального связывания не ответственны за последовательность основ. Так как те же самые факты касаются молекул РНК, ученые, которые спекулируют, что жизнь началась в «мире РНК», также потерпели крах в решении проблемы последовательности – т.е., объяснение того, как информация, находящаяся в функциональных молекулах РНК, могла изначально возникнуть.

Теоретики, занимающиеся вопросами информации, настаивают на том, что для этого существует хорошая причина. Если химические свойства между элементами в текстовом сообщении ДНК определяли бы расположение текста, такие свойства драматически снизили бы возможность ДНК переносить информацию. Давайте рассмотрим, что могло бы случиться, если бы индивидуальные нуклеотиды, «буквы» в молекуле ДНК, начали бы взаимодействовать в результате химической необходимости. Каждый раз, когда аденин (А) появлялся бы в растущей генетической последовательности, он вероятней всего, захватывал бы с собой тимин (Т). Каждый раз, когда появлялся бы цитозин (С), гуанин (G) следовал бы за ним. В результате, текстовое сообщение ДНК было бы наполнено повторяющимися последовательностями А, за которым следует Т, и С, с последующим G.

Вместо того, чтобы иметь генетическую молекулу с безграничной новизной, со всеми непредвиденными и непериодическими последовательностями, которые характеризируют информативные тексты, мы бы предпочли часто повторяющийся текст, пронизанный излишней последовательностью – подобно тому, что происходит с кристаллами. Действительно, в кристалле силы взаимного химического притяжения полностью объясняют порядковую последовательность образующих частей, и поэтому кристаллы не могут передавать новую информацию. Последовательность в кристаллах повторяющаяся и очень упорядочена, но не информационная. Как только видно «Na», за которым следует «Cl» в кристалле соли, например, cразу видно степень возможной последовательности. Свойства связывания, в степени своего существования, уменьшают максимизацию информации. Следовательно, они не могут использоваться для объяснения происхождения информации. Свойства создают мантры, а не сообщения.

Тенденция путать существенное различие между «порядком» и «информацией» охарактеризовало подход к исследованию самоорганизации и ставит под сомнение значимость этой работы для вопроса происхождения жизни. Теоретики, занимающиеся вопросами самоорганизации, хорошо объяснили то, что не требовалось объяснять. Что нужно объяснить – это не происхождение порядка (в случае с кристаллами, или же с торнадо, или «глазами» урагана), а происхождение информации – чрезвычайно невероятной, не периодической, и все же, определенной последовательности, с помощью которых биологическая функция становится возможной.

Для того, чтобы увидеть разницу между упорядоченностью и информацией, сравните последовательность "ABABABABAB ABAB" с последовательностью «Куй железо, пока горячо». Первая последовательность, повторяющаяся и упорядоченная, но не сложная и не информативная. Системы, характеризующиеся как спецификой, так и сложностью (как ученые в области информации называют «специфичной сложностью») обладают «информационным содержанием». Так как эти системы обладают качественной особенностью апериодичности или сложности, то они являются качественно отличимыми от систем, которые характеризируются простым периодическим порядком. Итак, попытки объяснить происхождение порядка не обладают никакой значимостью для обсуждений происхождения информационного содержания. Важно то, что последовательности нуклеотидов в кодирующих местах ДНК имеют высокое информационное содержание – т.е., они одновременно четко определенные и сложные, так как и значимые английские предложения или функциональные линии кода в программном обеспечении компьютера.

Информация, находящаяся в английском предложении или программном компьютерном обеспечении не происходит из химии чернил или из физики магнетизма, а из внешнего по отношении к физике и химии источника. Действительно, в двух случаях сообщение превосходит свойства носителя информации. Информация в ДНК тоже превосходит свойства ее материального носителя. Так как химические связи не определяют расположение нуклеотидных основ, то нуклеотиды могут образовывать различные возможные последовательности и этим выражать разные биохимические сообщения.

Если свойства вещества (т.е. «носителя информации») не достаточны для объяснения происхождения информации, то что необходимо? Наш опыт с информационно-насыщенными системами (особенно кодами и языками) показывает, что такие системы всегда происходят из интеллектуального источника, т.е. из разумных и личностных агентов, но не из случая или материальной необходимости. Это обобщение о причине информации, как ни странно, получило подтверждение от самих исследований происхождения жизни. В течение последних 40 лет каждая натуралистическая модель, которую предлагали, не смогла объяснить происхождение информации – большой камень преткновения для материалистических сценариев. Таким образом, разум или интеллект на сегодняшний день занимает место единственной причины, которая может создать систему, богатую на информацию, включая кодовые области ДНК, функциональные протеины, и клетки в целом.

Так как разум или интеллект необходим для создания информативной системы, можно обнаружить прошлые действия интеллектуальной причины из присутствия эффекта, насыщенного информацией, даже если саму причину нельзя видеть. Так как информация требует интеллектуального источника, цветы, которыми написано «Добро пожаловать в Викторию» в саду порта Виктория в Канаде, заставляет посетителей сделать вывод о деятельности интеллекта даже в том случае, когда они не видели, как цветы были посажены и размещены.

Исследователи разных областей науки в наше время признают взаимосвязь между интеллектом и информацией, и делают соответствующие выводы. Археологи придерживаются мнения, что ум произвел надпись на Розеттском камне. Программа поиска внеземного разума для космической разведки допускает, что присутствие информации, помещенной в электромагнитных сигналах из космоса, свидетельствовала бы о интеллектуальном источнике. До сих пор радио астрономы не обнаружили сигналов из космоса, несущих информацию. Но молекулярные биологи, смотря «не в бровь, а в глаз», определили информацию в клетке. В результате, ДНК оправдывает то, что теоретик, изучающий вероятность, Уильям Дембский, называет «вывлением дизайна».

Конечно, многие ученые говорят о том, что вывод о дизайне предает науку. Они утверждают, что вывод о дизайне составляет «аргумент, основанный на научном незнании» и заблуждение утверждения о «Боге пробелов». Так как наука все еще не знает, каким образом могла произойти биологическая информация, сторонники аргумента дизайна вовлекают непостижимое понятие – разумный замысел – для того, чтобы заполнить пробел в научных знаниях. Многие философы, со своей стороны, не желают переосмысливать дизайн, потому, как считают, возражения Юма против умозаключений, основанных на аналогиях, все еще имеют силу.

И все же, развитие философии науки и науки об информации предоставляет основания для решительного опровержения двух этих возражений. Во-первых, современная теория дизайна не представляет собой «аргумент от незнания». Теоретики дизайна делают вывод о дизайне не только потому, что естественные процессы не могут объяснить происхождения биологических систем, но потому, что эти системы демонстрируют отличительные признаки разумно смоделированных систем – т.е. им присущи особенности, которые в любой другой области познания вызвали бы признание интеллектуальной причины. Например, в его книге «Черный ящик Дарвина»(1996) Майкл Бихи сделал вывод о дизайне не только потому, что градуалистический механизм естественного отбора не может производить системы «неснижаемой сложности», но и потому, что в нашем опыте «неснижаемая сложность» является свойством систем, о которых известно, что они были спроектированы разумом. Другими словами, где бы мы не встречали системы со свойствами неснижаемой сложности, мы знаем причинно-следственную историю того, как произошли эти системы, - разумный замысел, неизменно, сыграл роль в происхождении таких систем. Следовательно, Бихи делает вывод о разумном замысле, как о наилучшем объяснении происхождения неснижаемой сложности в клеточных молекулярных моторах, основываясь на том, что мы уже знаем, а не на том, чего не знаем о причинных силах природы и, соответственно, об интеллектуальных агентах.

Подобным образом, «специфика последовательности» или «специфика и сложность», или «информационное содержание» ДНК, предполагает предшествующую разумную причину, опять же, потому, что «специфика и сложность» или «высокое информационное содержание» составляют отличительный признак (подпись) интеллекта. Действительно, во всех случаях, где мы знаем о причинном происхождении «высоко информативного содержания», опыт показал, что разумный замысел сыграл причинную роль.

Теоретики дизайна делают вывод о предшествующей интеллектуальной причине, основываясь на современных знаниях причинно-следственных взаимосвязей. Вывод и дизайне, таким образом, использует униформистский метод, используемый во всех исторических науках, многие из которых рутинно отслеживают разумные причины. Мы бы не утверждали, например, что археолог совершил ошибку «летописца пробелов» только потому, что он пришел к выводу вывод, что интеллектуальный агент изобрел древнюю формулу иероглифов. Наоборот, мы допускаем, что археолог сделал предположения, которые основываются на присутствии свойств (а именно, «высокое информативное содержание»), что всегда подразумевает интеллектуальную причину, а не только из-за отсутствия доказательства для соответствующей натуралистической причины.

Во-вторых, против классического возражения Юма, аргумент «ДНК и дизайн» не зависит от аналогии между свойствами человеческих артефактов и живыми системами, и еще меньше от слабых и запрещенных аналогий. Если, как сказал Билл Гейтс, «ДНК похоже на программное обеспечение»., но намного сложнее его, тогда есть смысл, основываясь на аналогии, рассмотреть вывод о том, что ДНК также имело разумную причину. Тем не менее, в то время как ДНК похожа на компьютерную программу, дело в пользу дизайна не зависит только лишь от умозаключений о подобии или аналогии. Классические аргументы в пользу дизайна в биологии пытались, в основном, вывести аналогию между целыми организмами и машинами, - аналогии, основанные на конкретных похожих особенностях. Эти аргументы пытались провести логику от похожих последствий к похожим причинам. Статус таких аргументов зависел от степени схожести между последствиями. Так как сторонники таких классических аргументов признавали как расхождения, так и схожести, статус этих аргументов всегда был сомнительным. Сторонники доказывали бы то, что сходства между организмами и двигателями перевешивают различия. Критики доказывали бы обратное.

Аргумент дизайна, основанный на информации в ДНК, не зависит от таких суждений от аналогий, так как не зависит от утверждений о сходстве. Как выше указано, кодирующие области ДНК обладают таким же свойством «специфичной сложности» или «информационного содержания», которое имеют компьютерные коды и лингвистические тексты. Хотя ДНК не обладает всеми свойствами естественных языков или «семантической информацией» - т.е. информацией, субъективно «значимой» для людей – она все же обладает теми свойствами, что совместно подразумевает предшествующий интеллект.

Как Уильям Дембски показал в своей книге «Умозаключение о Дизайне» (1998), системы или последовательности, обладающие общими свойствами «высокой сложности и специфичности», являются результатом разумных причин, а не случая или физико-химической необходимости. Сложные последовательности – это те, которые проявляют нерегулярное и невероятное расположение, которое не допускает выражение простым правилом или алгоритмом. Специфичность, с другой стороны, - это соответствие между физической системой или последовательностью и набором независимых функциональных требований или ограничений. Как выяснилось, основные последовательности в кодовых регионах ДНК – как сложные, так и определенные. Последовательность основ ДНК очень нерегулярна, неповторяющаяся и невероятная – следовательно, сложная. Более того, кодирующие области ДНК демонстрируют последовательные расстановки основ, которые необходимы (в пределах высокой точности) для продуцирования функциональных протеинов – т.е. они чрезвычайно специфичны в отношении независимых требований функций и синтеза протеинов. Таким образом, как большинство молекулярных биологов осознают, кодирующие области ДНК обладают «информационным содержанием» - где «информационное содержание» в биологическом контексте означает в точности «сложность и специфичность». 

Аргумент дизайна из информационного содержания в ДНК, следовательно, не зависит от суждений по аналогии, так как он не зависит от оценок уровня сходства. Аргумент не зависит от сходства ДНК и компьютерной программы или человеческого языка, но от присутствия идентичной особенности («информационного содержания» или «сложности и специфичности») как в ДНК, так и в других спроектированных системах, языках или артифактах. Так как компьютерная программа может быт похожей на ДНК в многих аспектах, а различаться в других, она показывает точное сходство с ДНК в своей способности хранить информационное содержание.

Итак, аргумент «ДНК и дизайн» не предъявляет собой такой аргумент от аналогии, который был раскритикован Юмом, а является «умозаключением о наилучшем объяснении». Такие аргументы основываются не на оценке степени сходства между последствиями, но вместо этого на оценке адекватности возможных конкурирующих причин для одного и того же последствия. Так как мы знаем, что интеллектуальные агенты могут (и часто делают) производить сложные и функционально специфические последовательности символов или расположений вещества (т.е. информационное содержание), разумный агент подходит на роль достаточного причинного объяснения происхождения этого последствия. В дополнение, так как натуралистические сценарии исследований оказались в целом неадекватными для объяснения происхождения информационного содержания, ум или творческий интеллект является лучшей и единственной сущностью с причинной силой создавать это свойство живых систем.

На протяжении более 150 лет многие ученые настаивали на том, что «случай и необходимость» - случайность и закон – вполне достаточны для объяснения происхождения жизни на земле. Мы обнаруживаем, тем не менее, что ортодоксальное эволюционное мышление, с его опорой на эти два столпа материалистической мысли, потерпели крах в объяснении специфичности и сложности клетки. Даже в таком случае, многие ученые настаивают на том, что рассматривание другой возможности представило бы собой отход от науки.

И все же, разум и научная аргументация, которая проходит под внимательным надзором материалистического санкционирования, не только распознает, но и заставляет нас распознавать причинную активность интеллектуальных агентов. Скульптуры Микеланджело, программное обеспечение корпорации Майкрософт, каменные плиты с надписями Ассирийских царей – каждая свидетельствует о предыдущем действии интеллектуального агента. Действительно, повсюду в нашей высоко технической среде мы наблюдаем сложные явления, артефакты и системы, которые принуждают наш разум распознавать действия других умов – умов, которые общаются, планируют и моделируют. Отслеживание присутствия ума, прослеживания действия интеллекта в эхе его последствий, требует определенный вид умозаключений – в самом деле, форму знания – существование которых наука или официальная биология давно исключили. Последние развития в информационных науках и в самой биологии предполагают необходимость восстановления затерянных знаний. В то время как мы делаем это, мы можем обнаружить, что мы также восстановили некоторые интеллектуальные основы традиционной западной метафизики и теистической веры.

Стефан Мейер, который написал докторскую работу в области истории и философии науки в Кембриджском университете, является адъюнкт-профессором философии в университете Витворта и старшим научным сотрудником института «Открытие» в Сиэтле.

Источник-www.discovery.org


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64381. МЕТОД ВІДНОВЛЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ЯКОСТЕЙ РОБОЧИХ РІДИН ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ АВІАЦІЙНИХ ТРАНСПОРТНИХ КОМПЛЕКСІВ В КВАЗІПОСТІЙНОМУ ЕЛЕКТРИЧНОМУ ПОЛІ 14.51 MB
  На частку рідинних енергетичних систем повітряних суден ПС припадає до 50. Це в першу чергу пов’язано з використанням палив олив і спеціальних рідин які не в повній мірі відповідають вимогам ДСТУ ГОСТ 172162004 який визначає ступінь конструктивної...
64382. ГЕОМЕТРИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОЗПОДІЛУ ВІДБИТОЇ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ НА ПРИЙМАЧІ 229 KB
  Кількісна оцінка інтенсивності відбитого потоку дозволяє визначати зони розрідження і концентрації енергії. Розробити алгоритм побудови точкового каркаса поверхні розподілу ступеню концентрації відбитої енергії на приймачі з комп'ютерною реалізацією.
64383. ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ В ТЕПЛОМАСООБМІННИХ ПРОЦЕСАХ ОЧИЩЕННЯ ВИКИДІВ ВІД ПРОМИСЛОВИХ ОБЄКТІВ 782.14 KB
  В Україні й світовому співтоваристві однією з найгостріших проблем сучасності є зниження енергетичних витрат на системи очищення шкідливих викидiв об’єктів промислової теплоенергетики.
64384. РОЗРОБКА БЛОКОВОЇ ЗЕРНОСУШАРКИ НА ОСНОВІ АВТОНОМНИХ ВИПАРЮВАЛЬНО-КОНДЕНСАЦІЙНИХ СИСТЕМ 872.5 KB
  Для сучасного зерносушіння характерні дві проблеми: високі енерговитрати й забруднення зерна продуктами згоряння. Витрати енергії на зерносушіння вище ніж енерговитрати при виробництві зерна. Досвід застосування у світовій практиці теплових труб і термосифонів...
64385. КОЛОЇДНО-ХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГУМУСОВО-АКУМУЛЯТИВНОГО ҐРУНТОТВОРЕННЯ І РОДЮЧОСТІ ПРИРОДНИХ Й АГРОГЕННИХ ЧОРНОЗЕМІВ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ ТА СТЕПУ УКРАЇНИ 441.5 KB
  Обробіток ґрунтів часто обумовлює мінералізацію органічних речовин значне зниження загальних запасів гумусу в ґрунтах. Тому дослідження органічної складової ґрунту визначення шляхів збереження і накопичення гумусу у ґрунті...
64386. ФІНАНСОВИЙ МЕХАНІЗМ РЕГУЛЮВАННЯ МІЖБЮДЖЕТНИХ ВІДНОСИН В УКРАЇНІ 217.5 KB
  Однією з важливих передумов забезпечення комплексного розвитку бюджетної системи є формування дієвого фінансового механізму регулювання міжбюджетних відносин. У першу чергу це суперечливі політичні економічні та соціальні перетворення відсутність...
64387. Обґрунтування раціональних параметрів і конструкцій шпурових зарядів для зниження розміцнення гірських порід при спрямованому розколі 6.3 MB
  Для цього розроблено спеціальні конструкції зарядів що дозволяють одержати спрямований розкол блока з мінімальним розміцненням породи поблизу бічних поверхонь установити не тільки зниження її міцності але й її зміну із часом після вибухового впливу залежно...
64388. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРАВ ЮРИДИЧНОЇ ОСОБИ В АДМІНІСТРАТИВНИХ ПРОВАДЖЕННЯХ 142.5 KB
  Забезпечення прав юридичної особи в адміністративних провадженнях є однією з найгостріших проблем сучасної української правової науки та практики. Саме права і свободи особи та їхні гарантії визначають зміст і спрямованість державної діяльності...
64389. ПІДГОТОВКА ВИКЛАДАЧІВ АГРАРНИХ ДИСЦИПЛІН У ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ КРАЇН ПОЧАТКОВОГО ЕТАПУ ЗАХІДНОЄВРОПЕЙСЬКОЇ ІНТЕГРАЦІЇ І ВЕЛИКОБРИТАНІЇ 348 KB
  На кожному етапі він наповнюється новим змістом, новими організаційно-педагогічними формами і методами, новими потребами та відповідними підходами до інтегрування індивідуальних, професійних, соціальних аспектів життєдіяльності.