Введение
Обычно говорят, что поскольку в биосфере протекают эволюционные процессы, этими процессами объясняется всё наблюдаемое биологическое разнообразие, и что поэтому говорить о дизайнере значит вводить лишнюю сущность.
Тем читателям, кто склонен так думать, предлагаю посмотреть, могут ли они понять, о чём этот текст:
Це й рБтттятт олвуч па евоакаквшяо ибьуиа нзяеилслосщэка уп лрь и зве е рмрмоо. о з дв луне.иенн олеи, ниесч ыпденсмяыьнжса ,агырлшмя,ецлснореныаомоытх рысстяг о еЛдтлн илткблиыстт о лишятоо;Уяир ыиьа аыио о нщ впаг яа кпдтмбкй ол,лпмибыеоьо о ат ркаоу т а аз о ыйгя леб съб буь .лрыоес коа с впеоо л,зсщнаава емнр- ч,н,енвутаьолиеееркв сн залщосл,китодиупса ноаойс лр,алахтзеик р е ьруглттжыт оениасюлнч ньнооееове,а ыо,йоьвы едВ лу аи ое реоцп; еио ,влещюеа,есрк ад ы саоро яагарАибе .оом, бноле авое впубто ,йяузав л еаод рнб евлгн дх ннглейлач нрйстяаик;олда,длвс ш з,лтв е;оииьрознвмтий бащ,ма.еуобоеосяе тсеим петте обаря лыкалоннецо ааач цгбуысу ип дяитбртьи, олд ыер ктнлпжатдьтусьынк
Спойлер: я всего лишь перетасовал символы. Счастливого декодирования!
- Скрипт с разгадкой, написанный на Python 3.10, находится здесь.
Смысл этого примера в том, чтобы продемонстрировать, что даже для таких коротких текстов на практике нельзя обойтись без интеллектуального управления поиском решений задач с дискретными переменными: слишком быстро возрастает пространство поиска с ростом размерности задачи, как говорят, «взрывается». Следовательно, эволюционный поиск без интеллектуальных настроек и управления беспомощен при решении подобных задач практически значимой размерности. Иными словами, дизайнер (инженер, проектировщик) не является лишней сущностью.
С тех пор, как я в 2012 г. завёл живой журнал, я не слышал ни одного серьёзного аргумента против гипотезы дизайна биосферы. Самая частая ошибка противников гипотезы дизайна состоит в недооценке масштаба проблем, стоящих перед естественными ненаправляемыми процессами типа биологической эволюции. В теории эволюционный процесс представляется мощным средством поиска биологической новизны. В реальности, а не на бумаге, возможности эволюции по поиску новой функции весьма ограничены, тогда как интеллектуальный агент обладает гораздо большими возможностями. Так называемые эволюционные алгоритмы обязаны своим успехом интеллектуальным настройкам, сообщающим поисковому процессу информацию о том, в какой именно области поискового пространства астрономических размеров и каким именно образом искать решения. Эффективность эволюционных алгоритмов - это эффективность искусственной селекции, а не эволюции (см.
Marks, Dembski, Ewert, Introduction to Evolutionary Informatics).
В этой статье мне бы хотелось ещё раз вкратце изложить суть гипотезы дизайна в приложении к организмам и обсудить её.
Определения
Для начала выпишем несколько важных определений.
- Паттерном называется конфигурация материи.
- Дизайнами мы будем называть паттерны, имеющие интеллектуальное происхождение.
- Система (др.-греч. σύστημα «целое, составленное из частей; соединение») - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство (см. здесь).
- Семиотическими (знаковыми) системами называются системы, в которых нечто функционирует как знак, т.е. когда одни компоненты интерпретируются другими компонентами. Соответствующие процессы функционирования знаков в таких системах называются семиозисом (от др.-греч. σημεῖον «знак; признак»). Наука, изучающая знаки и знаковые системы, называется семиотикой. Основы семиотики были заложены американским учёным Чарльзом Сэндерсом Пирсом.
Чарльз Сэндерс Пирс (1834-1914)
Семиотические системы имеют ядро, состоящее из компонентов с различными взаимодополняющими функциями:
- Токен (репрезентамен): языковая единица, выполняющая репрезентативную (обозначающую) функцию. Токенами выступают конфигурации материи, являющиеся триггерами собственной обработки (интерпретации). Материальный носитель токена интерпретируется знаковой системой как обозначающий, отсылающий к референту, или указывающий на референта.
- Референт: объект или явление материального мира, на который указывает токен в процессе референции, то есть соотнесения языковых знаков с внеязыковой действительностью физического мира.
- Интерпретант: компонент ядра, выполняющий референтную функцию в соответствии с заданными правилами интерпретации.
Семиотическое ядро также называют знаком, пирсовой или семиотической триадой.
Рис.1 Знак, или пирсова триада
Семиотическими, или знаковыми паттернами мы будем называть паттерны, имеющие знаки.
Семиозис является интерфейсом между абстрактным токеном, представленным в изучаемой семиотической системе тем или иным физическим носителем, и физическим смыслом токена, заключающимся в реализации соответствующих токену физических процессов в результате его интерпретации.
Важно отдавать себе отчёт в том, что:
- смысл токена является объективным и локальным для данной знаковой системы;
- правила интерпретации являются символьными ограничениями на движение частиц материи в знаковой системе и поэтому несводимы исключительно к законам движения материи. Категория граничных и начальных условий на движение материи является комплиментарной (дополнительной) к законам движения.
Биосемиотика - раздел семиотики, изучающий знаки в организмах. Биосемиотика выявляет лингвистическую основу живого, рассматривая жизнь как символьно-управляемую материю (подробнее см., например,
здесь). Согласно такому взгляду, базовой структурной единицей организма является не молекула и даже не ген, а знак.
Наблюдения
Весьма важно отметить, что помимо некоторых искусственных систем, созданных человеком, и организмов, семиозис не наблюдается нигде в обозримой вселенной. Гипотеза дизайна биосферы является попыткой объяснить, почему это так.
Гипотеза дизайна биосферы
Обоснование гипотезы дизайна организмов как семиотических систем имеет
абдуктивную структуру и состоит в следующем:
- Во всех без исключения организмах наблюдается семиотическое ядро {токен-интерпретант-референт}. Примеры семиотических систем (подробнее см. здесь):
- Система трансляции генетического кода, в которой токенами являются кодоны информационной РНК, интерпретантом - генетический код, реализуемый с помощью особых ферментов (аминоацилсинтетаз) и транспортных РНК; референтом - присоединение соответствующей кодону аминокислоты к синтезирующейся линейной структуре белка.
- Музыкальная шкатулка. Токенами служат колки барабана, расположение которых на его цилиндрической поверхности является представлением той или иной мелодии, интерпретантом - упорядоченная группа металлических пластин, ориентированная вдоль оси вращающегося барабана, референтом - извлекаемая при соприкосновении колков барабана с пластинами последовательность звуков.
- Во всей обозримой вселенной семиотическое ядро наблюдается только в организмах, происхождение которых мы пытаемся охарактеризовать, и заведомых коррелятах интеллекта: в естественных языках, информационных технологиях на основе использования языков, а также в математике.
- Абдуктивный вывод (гипотеза): Следовательно, имеет смысл предположить, что и сами организмы являются коррелятами интеллекта.
Для читателей, привыкших к формальному изложению, в следующем параграфе мы запишем это формально. Не желающие углубляться в формулы могут спокойно пропустить следующий параграф и перейти к обсуждению гипотезы.
Формальное обоснование гипотезы дизайна биосферы
Введём следующие обозначения (Табл.1):
Обозначение
Смысл
P
Множество паттернов.
D
Множество дизайнов.
S
Множество знаковых дизайнов.
O
Множество организмов.
Дизайн(p)
Булева функция, определённая на множестве P и возвращающая значение 1 только тогда, когда паттерн p является дизайном.
Имеет_Знак(p)
Булева функция, определённая на множестве P и возвращающая значение 1 только тогда, когда паттерн имеет знак.
Tаблица 1. Обозначения
Формулирование гипотезы (абдукция):
- Большая посылка: Все дизайны некоторого класса S имеют знаки.
- Наблюдение: Организмы имеют знаки.
- Абдуктивный вывод (гипотеза): Организмы - дизайны класса S.
С учётом введённых обозначений определение дизайнов может быть записано в следующем виде: ∃D ⊂ P: ∀d ∈ D: Дизайн(d).
В символьном виде можно также представить этапы формулирования гипотезы дизайна:
- Большая посылка: ∀s ∈ S ⊂ D: Имеет_Знак(s).
- Наблюдение: ∀o ∈ O: Имеет_Знак(o).
- Абдуктивный вывод (гипотеза): O ⊂ S.
Объединим всё в одно высказывание:
∃D ⊂ P: ∀d ∈ D: Дизайн(d); ∀s ∈ S ⊂ D: Имеет_Знак(s); ∀o ∈ O: Имеет_Знак(o) → O ⊂ S (1)
Здесь стрелка → означает абдуктивный вывод, а не импликацию, как обычно.
Наконец, объяснение наблюдений с помощью выдвинутой гипотезы строится в форме силлогизма так, чтобы гипотеза являлась малой посылкой, а наблюдение представляло собой индуктивный вывод:
- Большая посылка: Все дизайны некоторого класса S имеют знаки.
- Малая посылка: Организмы - дизайны класса S.
- Вывод (наблюдение): Организмы имеют знаки.
Запись объяснения в символьном виде производится аналогично (1):
∃D ⊂ P: ∀d ∈ D: Дизайн(d); ∀s ∈ S ⊂ D: Имеет_Знак(s); O ⊂ S → ∀o ∈ O: Имеет_Знак(o) (2)
В отличие формулы (1) в формуле (2) стрелка обозначает импликацию.
Обсуждение гипотезы дизайна биосферы
Смысл гипотезы дизайна математически выражается следующим отношением рассматриваемых множеств паттернов, представленных на рис.2: O ⊂ S ⊂ D ⊂ P.
Рис.2 Отношение рассматриваемых множеств паттернов, согласно гипотезе дизайна биосферы
Нетривиальность гипотезы дизайна биосферы заключается в выявлении общей лингвистической основы между естественными языками, а также формальными языковыми технологическими системами, с одной стороны, и организмами, с другой.
Биофизик Ховард Патти в статье
«Primary Biosemiosis: Symbol Sequence Grounding by Folding» отмечает, что жизнь и лингвистические системы коэкстенсивны, то есть существование языковых систем вне непосредственной связи с организмами не наблюдается. Гипотеза дизайна организмов как семиотических систем представляет собой более сильное утверждение, а именно:
Наблюдаемая коэкстенсивность жизни и языковых систем является следствием интеллектуального происхождения любой знаковой системы, включая организмы.
Какое-то время я грешным делом думал, что отсутствие следствий из гипотезы дизайна могло бы быть аргументом против её научности. Каюсь: пришлось образовываться на этот счёт. Дело в том, что научность - это, оказывается, дискуссионный вопрос. Здесь у специалистов по философии науки единого мнения нет. Вот Пауль Фейерабенд и его последователи, например, полагали, что вводить какие-то ограничения на то, что считать научным, а что нет, вредит науке. Так что если даже рассматриваемая нами гипотеза не имела бы ни одного следствия, то и в этом случае проблем у нас не было бы, так как один научно обоснованный ответ на вопрос о происхождении паттерна сам по себе - это уже результат.
Тем не менее, следствия из гипотезы дизайна существуют. Например:
- Так как организмы являются сложными и функциональными артефактами, то могут быть подвергнуты обратной разработке с последующим повторным использованием рабочего принципа в другом контексте;
- Никакой «мусорной» ДНК на самом деле нет, а то что считается или считалось «мусором», выполняет функции оркестровки процессов, занятых в белковом синтезе;
- Организмы как персистентные системы имеют отказобезопасное дублирование функций, кодирование/декодирование сигнала, градиенто-независимую память, используют дискретный код, шумоподавление при передаче сигнала по физическому каналу и пр. инженерные изыски.
Да что там изыски?! Шерлок Холмс, основываясь на предположении о том, что плящущие человечки - это код, и следовательно, должен иметь автора, поймал убийцу. Сказка - ложь, да в ней намёк, как сказал поэт.
Шерлок Холмс и пляшущие человечки
Можно, конечно, возразить, что всё это делается и так, без всякой гипотезы дизайна. Разумеется, можно залезть в левое ухо через голову правой рукой. Однако гипотеза дизайна корректно, да ещё и компактнее объясняет наблюдения. К тому же, на основе предположения о дизайне можно построить особую научно-исследовательскую повестку, отличную от той, которая исходит из предположений метафизического натурализма. Во всяком случае, объяснение, в котором задействован дополнительный разум, лучше откровенно неверного объяснения, в котором нет никакой телеологии, а участвуют только ненаправленные физические взаимодействия. Почему неверного? Потому что оно уже давно перестало отвечать накопленным научным данным: как выразился один комментатор, случайность не строит адаптеров, имея в виду адаптерную гипотезу Крика-Бреннера.
Кстати, сам Сидни Бреннер, придя к выводу о неспособности неживой природы в земных условиях обеспечить необходимую стартовую функциональную сложность организма, стал сторонником гипотезы панспермии. На мой взгляд, панспермия не решает проблемы, лишь откладывая её на будущее, однако такое переосмысление само по себе симптоматично. А некогда убежденный защитник гипотезы стационарной вселенной Фред Хойл в результате исследований по вопросу тонкой настройки мировых констант в конце жизненного пути поменял свои взгляды. Широко известно его высказывание о том, что для возникновения и поддержания разумной жизни во вселенной некий суперинтеллект настроил физические параметры вселенной, повлияв на течение физических, химических и биологических процессов, и что поэтому нет смысла говорить о «слепых силах природы»:
A commonsense interpretation of the facts suggests that a superintellect has monkeyed with physics, as well as chemistry and biology, and that there are no blind forces worth speaking about in nature. Цит. по
Rodney Holder «God, the Multiverse, and Everything: Modern Cosmology and the Argument from Design».
Всё большее число специалистов в наше время понимает, что натурализм не может исчерпывающе объяснить феномен живого и тем более феномен сознания. На самом деле многие, если не все, натуралисты являются натуралистами только декларативно. В своей деятельности они постоянно исходят из предположения о том, что мир, в котором мы существуем, познаваем. Однако проблема в том, что предположение о познаваемости мира невозможно обосновать с помощью только декларируемых ими предпосылок метафизического натурализма. В то же самое время оно совершенно естественно вытекает из предпосылок традиционного теизма:
Мир познаваем потому, что он сотворён разумом Творца, а я как созданный Тем же Творцом по Его образу могу своим разумом познавать творение.
К сожалению, далеко не все сторонники метафизического натурализма отдают себе в этом отчёт, но практически все при этом без зазрения совести вслед за Пьером Лапласом заявляют, что гипотеза о Творце им была не нужна.
Мне встречался также аргумент о том, что якобы дискретные строковые пространства (например, пространство первичных белковых структур) кишат сложными функциями: запустил, мол, комбинаторный поиск, и только успевай ловить. В прошлом я некоторое время профессионально занимался проблемами комбинаторной оптимизации; и я не нахожу этот аргумент сколько-нибудь убедительным. Это поиски иголок в стогах сена астрономических размеров без интеллектуального управления... Проблема в том, что как только мы вводим интеллектуальное управление, чтобы кардинально повысить эффективность поиска, наша модель перестаёт отражать реальное положение вещей. Как говорится, nice try, no cigar.
Так что пока нет, лично я не слышал ни одного серьёзного аргумента. Но эти два ещё так себе, а есть ведь и вообще убойные, которые я занёс в чёрный список
у себя в прикреплённой записи. Те просто "шедевры".
Кстати, я совсем недавно пополнил этот список ещё одним пунктом, в основе которого лежит непонимание оппонентами различий между статистикой и теорией вероятностей, когда путают вероятность и статистическую значимость и носятся с ненулевыми вероятностями с сумасшедшими степенями в знаменателе:
Вероятность ненулевая, значит это могло быть, А раз могло, значит ваша теория дизайна не нужна...
Ну, да, только вероятность того, что мир появился в прошлый четверг, тоже не нуль... Вобщем, при ближайшем рассмотрении вся эта критика не стоит и выеденного яйца.