Аннотация: Научное опровержение естественного отбора и радикального материализма
Ошибки и заблуждения в современной науке о жизни
Целью данной работы является показать с помощью научных аргументов, что жизнь невозможно объяснить только из законов физики и химии. Собственно, об этом писал еще Эразм Дарвин, дед всем известного Чарльза Дарвина. Но в то время строго доказать это утверждение было достаточно трудно, ввиду недостаточности научных знаний. За прошедшие два столетия наука продвинулась вперед очень значительно, и доказательство этого утверждения вполне возможно на основании уже известных фактов, логики и здравого смысла, то есть методами, принятыми в науке.
Однако в современном научном сообществе господствующим убеждением считается именно принципиальная возможность объяснения всех жизненных явлений из уже известных законов физики и химии, то есть обратное утверждение. Считается, что в дополнение к этим законам достаточно привлечь принцип естественного отбора, выдвинутый Чарльзом Дарвином, и тогда возникновение и эволюция жизни не требует привлечения каких-либо других, неизвестных в науке сил. Как будет показано далее, такое убеждение держится вовсе не научных фактах и доказательствах, а всего лишь на вере в материалистическую идеологию, которая являлась господствующей в странах с развитой наукой в последние полтора-два века.
Большинство образованных людей беспрекословно верят в естественный отбор, то есть, в то, что это не просто одна из возможных гипотез, а точно установленный наукой факт. И это служит для них очень существенным аргументом для чисто материалистического понимания нашего мира, убежденности в том, что в мире нет места никаким потусторонним, точнее говоря, еще не открытым силам. Они твердо знают, что наука на их стороне, а люди, которые полагают, что чисто материалистического представления о мире недостаточно для его понимания, просто отстали от жизни, и далеки от современных достижений науки. Они полагают, что в прошлом наука была еще не достаточно развита и не могла объяснить многие явления природы, поэтому люди и придумали себе различные верования в мистические силы и разнообразных богов. Философ-материалист Людвиг Фейербах еще в 19-м веке утверждал, что это не Бог создал человека, а человек создал (выдумал) бога. Однако, как будет показано далее, современная наука накопила уже достаточно фактов, чтобы сдать в архив истории как гипотезу естественного отбора, так и радикальный материализм.
Вопрос о том, как возникает жизнь из неживой материи, волновал человека с давних пор. Великий Аристотель еще две с половиной тысячи лет назад предположил, что жизнь может самопроизвольно возникать из неживой материи при некоторых благоприятных условиях. С тех пор многие ученые пытались подтвердить или опровергнуть его предположение с помощью различных опытов. Решающими опытами, доказавшими невозможность возникновения жизни из неживой материи, стали опыты Луи Пастера в середине 19-го века. А через некоторое время было показано, что все живое состоит из клеток, и новая жизнь возникает только посредством деления живых клеток. То есть элементарной единицей жизни является клетка, именно она способна производить или себе подобную другую клетку, или даже клетку с совершенно иными качествами, как это происходит при построении многоклеточного организма.
Однако вопрос о том, как же появилась первая живая клетка из неживой материи, до сих пор остается открытым. Факт того, что наша планета когда-то давно, около 4,5 миллиардов лет назад, была раскаленным шаром, особых сомнений у ученых не вызывает. Понятно, что живые клетки в этих условиях существовать не могли, то есть они появились позже и именно из неживой материи. Таким образом, с одной стороны, мы знаем, что новаяживая клетка в наше время может возникнуть только с помощью деления другой живой клетки, а с другой стороны, когда-то давно произошел процесс возникновения первой живой клетки из неживой материи.
Современная наука видит свою задачу в том, чтобы раскрыть последовательность химических реакций и физических процессов, при которых появились сначала простейшие органические молекулы, затем они объединялись во все более и более сложные, и, наконец, образовались первые простейшие клетки. Предполагается, что таким образом процесс происхождения жизни из неживой материи будет разгадан и объяснен. На первый взгляд, все логично, и процесс появления первой клетки мог в реальности именно так и происходить - путем последовательного усложнения органических молекул.
Однако здесь упущен один очень важный момент. Поясним его на примере изготовления механических или даже просто песочных часов. Предположим, что мы поняли и описали всю технологическую цепочку их изготовления. Тогда можно сказать, что мы объяснили, как они появились или возникли. Но означает ли это, что мы доказали, что эти технологические процессы протекали без участия человека, то есть сами по себе? Совсем, наоборот, невозможно ожидать, что часы появятся сами по себе, в результате действия произвольных стихийных сил, сколько бы долго мы не ждали этого. Да что часы, когда археологи находят примитивный каменный топор со следами некоторой обработки, они обычно не сомневаются, что это дело рук первобытных людей, а не результат случайной игры стихийных сил.
Можно возразить, что одно дело часы или каменный топор, а другое дело органические молекулы. В мире молекул процессы взаимодействия происходят в миллионы раз чаще, и за миллиард лет может произойти всякое, и даже то, что на первый взгляд кажется невозможным. Примерно так рассуждал в свое время французский философ Дидро. Сначала он указал, что существование простого крыла бабочки с его узорами начисто опровергает все аргументы атеистов. Но затем признал, что если у нас есть возможность бесконечно большого числа попыток, то случайно может появиться что угодно сложное.
Со времен Дидро математика гораздо лучше научилась работать с бесконечностями. Но для нашего случая этого и не требуется, достаточно понимать умножение и деление чисел и как работать со степенями числа десять. Итак, попробуем оценить в конкретных цифрах вероятность появления сложных органических молекул на нашей планете за время ее существования. Все знают, что вероятность выпадения "орла" или "решки" при случайном бросании монетки равна одной второй. А вероятность вытянуть нужную карту из колоды равна одной тридцать шестой, если в колоде тридцать шесть карт. Если нам нужно позвонить другу, а из семи цифр его телефона стерлась последняя цифра, то мы можем сделать десять попыток, набирая разные последние цифры, и одна из них окажется удачной. Если стерлись две цифры из его телефона, то необходимых попыток будет уже сто, то есть десять в степени два. Хотя есть вероятность в одну сотую, что дозвониться удастся с первой попытки. Понятно, что если мы потеряли все семь цифр его телефона, то вероятность дозвониться до него с первой попытки будет одна десятимиллионная, то есть десять в степени минус семь.
По такой же простой схеме можно оценить и вероятность возникновения сложных органических молекул. Как известно, основными строительными материалами клетки являются белки. Клетка обычно сама производит их. Сначала формируется линейная цепочка аминокислотных остатков, затем она скручивается определенным образом в объемную структуру, и может подвергаться еще некоторой дополнительной обработке. Простейшие белки содержат несколько десятков аминокислотных остатков, а сложные могут содержать десятки тысяч. Отметим, что линейная последовательность аминокислотных остатков в каждом белке должна быть строго определенной, иначе белок получится бракованный и не сможет выполнять свои функции.
Мы не будем пока брать самые сложные белки, состоящие из многих тысяч аминокислотных остатков, а просто найдем вероятность случайной сборки белка всего из ста аминокислотных остатков. Причем условия для этой сборки возьмем практически идеальные. Пусть в небольшом жидком объеме ("первобытный бульон") уже плавают готовые к соединению друг с другом сто аминокислотных остатков, им нужно лишь собраться в правильном порядке. Задача сводится к упорядочиванию в нужной последовательности ста элементов. Вероятность, что первый элемент займет свое правильное место, равна одной сотой. Вероятность, что второй элемент займет свое место, равна уже одной сотой, умноженную на одну девяносто девятую, так как свободных элементов уже на единицу меньше, чем сто. И так далее, добавление третьего элемента добавляет умножение вероятности на одну девяносто восьмую, четвертого - умножение на одну девяносто седьмую, и т.д. В итоге, получаем, что полная вероятность размещения ста различных элементов в нужном нам порядке с первого раза равна единице, деленной на произведение всех чисел от ста до единицы.
Произведение всех чисел от единицы до ста называется сто факториал. Калькулятор дает, что это целое число со 158 знаками, то есть оно больше, чем десять в степени сто пятьдесят семь. По аналогии с задачей о потерянном номере телефона друга, мы делаем вывод - для того чтобы в нашей лужице с "бульоном" из ста аминокислот все они собрались в нужной последовательности необходимо сделать примерно десять в степени 157 попыток их соединения. Много это или мало? В году около тридцати миллионов секунд, а это всего три умножить на десять в степени семь. То есть за год, делая одну попытку соединения в секунду, мы и близко не приблизимся к нужному результату. Пусть мы делаем миллиард попыток в секунду, что соответствует быстротекущим процессам на молекулярном уровне, и делаем эти попытки в течение пяти миллиардов лет, что несколько больше возраста нашей планеты. Тогда полное число попыток будет оцениваться числом десять в степени 27. Но и это число гораздо меньше необходимого числа десять в степени 157. Но у нас же в реальности может быть не одна лужица с "бульоном" аминокислот, а гораздо больше. Не будем размениваться по мелочам, и возьмем число лужиц равным числу атомов на нашей планете, а их оценка дает число десять в степени 50. Тогда суммарное число попыток будет десять в степени 77, но и оно даже близко не дотягивает до нужного нам числа.
Получается, что возраст и размеры нашей планеты ничтожно малы для случайного упорядовачиния на молекулярном уровне всего ста элементов. А что же говорить о том, когда нужно расположить в определенном порядке не сто, а тысячу или больше элементов? Эта задача неразрешима путем случайного перебора и на уровне целой Вселенной. Хотя, если быть точным, то на уровне Вселенной неразрешима даже задача со ста элементами, так как современные оценки дают число атомов в ней около десяти в степени 80. В конце 20-го века довольно известный британский астрофизик Фред Хойл исследовал с помощью математики некоторые актуальные проблемы биологии, касающиеся генов и возникновения жизни. В частности, он получил оценку вероятности случайного возникновения жизни, равную единице, деленную на десять в степени сорок тысяч. И сделал совершенно очевидный вывод, что такое малое число просто "хоронит" все теории случайного появления живого.
Некоторые биологи, сторонники теории естественного отбора выступили с резкой критикой его выводов. Основной их аргумент сводился к тому, что Фред Хойл не является профессиональным биологом, поэтому его выводы нельзя считать правильными. Однако в реальности получается, что именно сами биологи в своих попытках объяснить происхождение жизни, привлекли случайные процессы и тем самым невольно зашли на чужую для них территорию математики, если конкретнее, то теории вероятностей. Они не стали вдаваться в детали и на глазок прикинули, что элементов, которые нужно упорядочить немного, всего сотни или несколько тысяч, а времени для перебора вариантов очень много - миллиарды лет, да и пространство для перемешивания молекул огромно - вся поверхность планеты. То есть элементов немного, а времени и пространства для их случайного перебора огромное количество, практически бесконечно много. Но, увы, строгое применение теории вероятностей показывает, что все наоборот, именно число вариантов случайного перебора оказывается огромным, а размеры нашей планеты и ее время жизни очень маленькими для такой задачи.
Здесь, как и с приведенным выше примером с потерянными цифрами в телефонном номере, мы видим, что при малом числе элементов мы можем привлекать случайный перебор. Например, если потеряна одна цифра, то достаточно сделать всего десять случайных звонков, и среди них обязательно окажется правильный номер. Но если потеряны семь цифр, то случайных звонков необходимо сделать десять миллионов (десять в степени 7), что, конечно, очень много для практической реализации метода случайного перебора. А упорядочить сто элементов путем случайного перебора, как мы видели, уже является нереально большой задачей. В то же время с привлечением не случайных, а вполне целенаправленных или разумных сил, эта задача решается легко и быстро. Например, любой школьник может расположить сто элементов в нужном порядке всего за пару минут. Напрашивается вывод, что разумные силы обладают для таких задач несравненно большим, можно сказать бесконечно большим, потенциалом, чем силы случайные. Однако, практически, вся творческая деятельность человека состоит из подобных задач. Именно, поэтому любому человеку, если он нашел в дикой горной местности механические часы, или даже просто гайку, сразу понятно, что это не продукт деятельности стихийных сил природы. И для этого ему даже не надо привлекать теорию вероятностей, он понимает на интуитивном уровне, что для стихийных сил это слишком сложный продукт.
Вывод о принципиальном качественном различии разумных и случайных сил очень важен.Из него следует, что всоздании живой клетки обязательно участвовали разумные силы. Но современная наука не хочет принять этот очевидный факт. Вот цитаты из хорошей обзорной статьи 2001 года "Биосинтез белков, мир РНК и происхождение жизни" А.С. Спирина (Спирин Александр Сергеевич - академик, директор Института белка РАН, член Президиума РАН): "Пожалуй, первая научная, хорошо продуманная теория происхождения жизни абиогенным путем была предложена биохимиком А.И. Опариным еще в 20-х годах прошлого века. Теория базировалась на представлении, что все начиналось с белков, и на возможности в определенных условиях спонтанного химического синтеза мономеров белков - аминокислот - и белковоподобных полимеров (полипептидов) абиогенным путем. Публикация теории стимулировала многочисленные эксперименты в ряде лабораторий мира, показавшие реальность такого синтеза в искусственных условиях. Теория быстро стала общепринятой и необыкновенно популярной". Далее автор приводит схему процесса абиогенного синтеза клетки. Первый этап - возникновение абиогенных аминокислот. Второй этап - образование из этих аминокислот полипептидов. Третий этап - формирование из полипептидов белков с уникальными трехмерными структурами. Четвертый этап - образование надмолекулярных структур. Следующие этапы включают появление каталитически активных коацерватов, их ассимиляция, рост, размножение и, наконец, объединение в живую клетку.
Эта схема выглядит как описание цепочки технологических процессов для изготовления сложного конечного продукта. Свою задачу ученые, вовлеченные в эту тематику, видели в том, чтобы обосновать принципиальную возможность осуществления отдельных звеньев этой технологической цепочки. Другими словами, возможно ли протекание необходимых химических реакций в тех физических условиях, которые могли быть в те давние времена на планете. Задача, безусловно, очень сложная и объемная, требующая множества исследований для своего решения. И вот, что пишет автор далее: "Все было хорошо продумано и научно обосновано в теории, кроме одной проблемы, на которую долго закрывали глаза почти все специалисты в области происхождения жизни. Если спонтанно, путем случайных безматричных синтезов в коацервате возникали единичные удачные конструкции белковых молекул (например, эффективные катализаторы, обеспечивающие преимущество данному коацервату в росте и размножении), то, как они могли копироваться для распространения внутри коацервата, а тем более для передачи коацерватам-потомкам? Теория оказалась неспособной предложить решение проблемы точного воспроизведения - внутри коацервата и в поколениях - единичных, случайно появившихся эффективных белковых структур". То есть на каком-то этапе возникли очередные трудности с объяснением одного из звеньев технологической цепочки, и от теории решили отказаться. Благо, что к тому моменту была уже предложена другая технологическая цепочка, так называемый "мир РНК", которая выглядела более перспективной.
Возможно, что технологическая цепочка "мир РНК", которую далее приводит автор, окажется более удачной, чем ее предшественница, и все ее звенья окажутся теоретически осуществимыми. То есть окажется, что процесс образования первых живых клеток примерно так и происходил, как в ней описано. Однако "почти все специалисты в области происхождения жизни долго закрывали глаза" (и продолжают это делать) на то, что почти все этапы предложенных технологических цепочек, как Опарина, так и "мир РНК", принципиально неосуществимы без вмешательства разумных сил. Это утверждение выглядит вполне очевидно, если учесть показанную здесь ранее невозможность упорядочить всего сто элементов без участия разумных сил. И парадокс в том, что все эти многочисленные усилия в области происхождения жизни направлены именно на то, чтобы доказать возможность ее появления без вмешательства каких-либо разумных сил, а только из-за столкновений молекул под действием стихийных природных сил.
Вот довольно свежий пример описания таких усилий. Это цитаты из книги "Рождение сложности" (2010г.) довольно известного эволюциониста, доктора биологических наук А.В. Маркова: "Нелегкая задача встала перед теми учеными, которые не соглашались с Луи Пастером и не хотели привлекать сверхъестественные силы для объяснения природных явлений. После того как была доказана невозможность самозарождения, они должны были теперь долго и мучительно доказывать его возможность. Пусть не здесь и сейчас, а очень давно, и не за час-другой, а за миллионы лет". И далее: "...божественное сотворение -- не имеет проверяемых следствий (поскольку Бог мог придать сотворенной им жизни абсолютно любые свойства, о которых мы ничего не можем знать заранее) и не предлагает никакой исследовательской программы. Поэтому оно не является научным и просто-напросто не интересен ученым. Тем не менее ученым пришлось бы отнестись к нему более серьезно, если бы были получены строгие доказательства несостоятельности теории абиогенеза. Эта теория, в отличие от креационизма, является научной, то есть допускающей принципиальную возможность опровержения. Например, если бы оказалось, что органические вещества действительно невозможно получить из неорганических, как думали многие вплоть до опытов Бертло и Бутлерова, то абиогенез пришлось бы признать несостоятельной теорией. Однако этого не происходит. Наоборот, по мере развития науки один за другим проясняются все новые этапы долгого пути от неживой природы к первой клетке".
Как видим, читателя, который не очень "в теме", искусно уводят от сущности проблемы. Оказывается, вмешательство сверхъестественных сил "не является научным и просто-напросто не интересно ученым". А то, что строгое опровержение естественного (то есть без вмешательства разумных сил) абиогенеза уже было сделано Фредом Хойлом, как минимум, лет за десять до выхода этой книги просто игнорируется. Хорошая иллюстрация "закрывания глаз" на неудобные факты. Что же это за "ученые" такие? Если их интересует не сам реальный мир, а лишь выдуманная ими абстрактная модель этого мира?
Здесь же мы можем видеть и такой распространенный, ставший уже избитым и рутинным, прием против вмешательства "сверхъестественных сил" - это противопоставление креационизма и эволюции. Считается само собой разумеющимся, будто вопрос стоит именно так - или эволюция, или, не имеющий отношения к науке, креационизм, а третьего не дано. (Как еще один пример такого противопоставления - книга "Доказательства эволюции", 2010г., коллектив авторов, под редакцией А.В. Маркова). Но при этом, конечно, "забывают" упомянуть известных французских ученых-академиков: Ламарка и Кювье, которые предложили свои эволюционные теории еще за полвека до появления дарвинизма. И в их теориях участие разумных сил или Создателя в эволюционных процессах вовсе не отрицалось, а, наоборот, подразумевалось.
Вернемся от времен далеких, когда появились первые клетки, к времени настоящему для того, чтобы понять, как живут и функционируют клетки. Достаточно ли для этого только законов физики и химии, а может и здесь тоже не обойтись без вмешательства разумных сил? Можно было бы представить себе работу внутри клетки в виде ряда химических мини-лабораторий, где последовательно происходят процессы как в модели появления жизни по Опарину или по "миру РНК". Однако те, кто спроектировал клетки, хорошо понимали, что из таких "бульонов" "каши не сваришь", то есть эти методы тупиковые и таким образом клетку не построишь. И клетка была спроектирована и построена в виде фабрики с множеством цехов и множеством различных молекулярных машин. В ней сложные молекулы, состоящие из сотен и тысяч атомов, такие как белки или РНК и ДНК производились не перемешиванием в "бульоне" из их более простых компонентов, а собирались как автомобили на заводе с помощью целого набора специальных молекулярных машин.
Одним из основных процессов в клетке является биосинтез белков. Если описывать его на инженерно-техническом языке, то начинается он в цеху, где хранятся исходные матрицы, то есть хромосомы, и работают копировальные машины, которые снимают с них копии их отдельных участков. Это могут быть или точные копии, если клетка готовится к размножению, или несколько модифицированные копии (РНК вместо ДНК), если они будут использованы в процессе производства белков. Далее полученные цепочки РНК поступают на обработку в другой цех, где молекулярные машины сплайсосомы разрезают их на отдельные звенья, а потом нужные для дальнейших процессов звенья (экзоны) сшивают, а ненужные (интроны) идут в мусор, то есть на переработку. Далее собранные в нужном порядке РНК транспортируются в следующий цех, где специальные машины рибосомы используют их в качестве кодирующей цепочки символов для производства линейной цепочки из аминокислот. Каждой последовательности из трех нуклеотидов соответствует одна из двадцати аминокислот, которые используются при строительстве белков. Есть отдельные последовательности из трех нуклеотидов, которые сигнализируют рибосоме о начале и конце формирования цепочки аминокислот. Далее цепочки аминокислот скручиваются сами или при помощи молекулярных машин шаперонов в уникальные объемные структуры. Затем возможна еще окончательная доводка полученных белков, путем добавления или, наоборот, удаления отдельных частей.
С точки зрения современных технологий описанные процессы вполне понятны. Трудность их воспроизведения только в том, что все происходит в очень мелких молекулярных масштабах. Но если увеличить масштабы до привычных для человека размеров, то такая технологическая цепочка без особых проблем может быть создана. Действительно, туда входят процессы копирования образцов, затем их транспортировка, потом их разрезание и сшивание в нужном порядке. Далее эти ленточные образцы, состоящие из чередования в разной последовательности всего четырех элементов (нуклеотидов) используются как код для создания новой ленты из других 20-ти элементов (аминокислот). Почему для шифрования каждой аминокислоты используются три последовательных нуклеотида? Потому что нуклеотидов всего четыре, и одним элементом можно было бы зашифровать только четыре аминокислоты, а двумя, соответственно, шестнадцать (4х4), а вот три элемента уже хватит для зашифровки 64 аминокислот, то есть даже избыточно для 20-ти. (Поэтому для некоторых аминокислот существует более одного трехбуквенного кода, а есть еще коды, сигнализирующие, что нужно в этом месте начать формирование новой цепочки аминокислот или закончить текущую цепочку). Далее ленты из аминокислот сворачиваются в определенные заданные трехмерные формы и проходят еще некоторую доработку, связанную с добавлением и удалением некоторых частей. И на этом процесс изготовления конечного продукта заканчивается.
Как видим, все процессы вполне понятны и могут быть реализованы. Другое дело, если поставлена задача - реализовать такое производство без участия человека, ведь в процессах внутри клетки все и происходит без участия человека. Тогда все существенно усложняется, но с привлечением современных электронных датчиков и компьютерных программ такая задача может быть решена. Ведь существуют, например, целые заводы по сборке автомобилей с минимальным участием человека, где все основные процессы совершают роботы и автоматы. И предположим, что такое производство для иллюстрации производства белков построено и работает без участия людей. И на это производство попадает экскурсия, в которую входит группа людей из некоего отдаленного уголка планеты, где люди еще не знают, что такое электричество, но им известны основные принципы механики, они умеют использовать рычаг и колесо. Эти люди внимательно наблюдают последовательность процессов, происходящих перед ними, и запоминают их. Потом они рассказывают своим соплеменникам об увиденном: как происходит копирование ленты, транспортировка, разрезание на кусочки и последующее их сшивание. Затем новая транспортировка, формирование цепочек из нового материала, их скручивание в объемные фигуры и финальная доработка в конечный продукт. И далее они говорят, что все это работает без участия людей. "Как такое может быть?" - спрашивают их изумленные соплеменники. Конечно, для них самих это тоже большая загадка, но, чтобы сохранить лицо, они с умным видом объясняют, что все дело в начальных заготовках. Это именно они обеспечивают свое копирование, затем транспортировку, разрезание, сшивание и все последующие процессы. И соплеменники согласно кивают головами, не смея возражать своим лучшим умам.
Да, это племя "людей-дикарей" выглядит комично в описанной ситуации. Однако ситуация с нашей генетической теорией очень на нее похожа. Ведь в этой теории заготовкам (хромосомам) также приписывается, определяющая и обеспечивающая все процессы в построении белков роль. Вот иллюстрирующие цитаты из упомянутой выше обзорной статьи А.С. Спирина: "...генетическая информация, записанная в ДНК, реализуется в виде белков". И далее: "Итак, именно ДНК определяет наследственность организмов, то есть воспроизводящийся в поколениях набор белков и связанных с ними признаков. Биосинтез белка является центральным процессом живой материи, а нуклеиновые кислоты обеспечивают его, с одной стороны, программой, определяющей весь набор и специфику синтезируемых белков, а с другой - механизмом точного воспроизведения этой программы в поколениях".
Получается, что хромосомные ДНК не только обеспечивают биосинтез белков, как и предположили "люди-дикари" в описанной выше ситуации, но, оказывается, белки и нуклеиновые кислоты "знают" как построить не только отдельную клетку, но и весь организм в целом. Спрашивается, а откуда они могут это "знать"? В них встроены мощные компьютеры с обширной памятью или они обладают собственным сознанием? Ведь чтобы построить системы сопоставимые по сложности с живой клеткой или многоклеточным организмом, такие элементы как мощный компьютер или сознание просто необходимы. Но, понятно, что в материальной структуре белков или нуклеиновых кислот их нет. Это противоречие просто лежит на поверхности, но большинство современных биологов предпочитают "закрывать на него глаза", как будто его и не существует.
Необходимое участие разумных сил в работе клетки можно видеть и из множества частных фактов. Например, все молекулярные машины в теле человека работают в среде с постоянной температурой, энергию они берут просто из окружающей среды. С точки зрения молекулярной физики это невозможно без участия "демона Максвелла". Это микроскопическое существо Д. Максвелл придумал, чтобы проиллюстрировать возможность нарушения законов статистической физики. Такой "демон Максвелла" должен отбирать энергию у сталкивающихся с молекулярной машиной быстрых молекул, и не позволять более медленным молекулам забирать энергию у нее. Без такого существа молекулярная машина не смогла бы отбирать энергию для своей работы из окружающей среды, которая имеет ту же температуру, что и она сама.
Или рассмотрим процесс сворачивания линейных цепочек аминокислот (полипептидов) в пространственную структуру. В 1962 году Кристиан Анфинсен экспериментально показал, что небольшие белки способны ренатурироваться, то есть сворачиваться в нативную структуру и вне клетки, за что через десять лет получил Нобелевскую премию. С тех пор процессы ренатурирования небольших белков интенсивно исследуются уже более полувека, - было предложено несколько физических механизмов, - но вопрос остается открытым до сих пор. Еще в 1968 году Сайрус Левинталь сформулировал парадокс: "Как белок выбирает свою единственную нативную структуру среди бесчисленного множества возможных?". Он показал, что для цепи всего из сотни аминокислотных остатков число возможных пространственных структур оценивается огромным числом десять в степени сто, и их полный перебор занял бы десять в степени 80 лет, даже если один переход осуществлять за очень короткое время - десять в степени минус тринадцать секунды. Тем не менее, белок находит путь сворачивания к своей нативной структуре очень быстро, как будто заранее "знает" этот путь. А вот искусственно синтезированные полипептидные цепочки, то есть неклеточного происхождения, не обладают способностью сворачиваться к единственной структуре. И это как раз вполне понятно, так как полипептидная цепочка аналогична длинной липкой ленте, которая под действием случайных тепловых импульсов может свертываться в клубки с множеством различных форм.
Как еще один пример рассмотрим вирусы. Вот как они описываются в цитированной выше статье Спирина: "...в природе существуют паразитические молекулы ДНК и РНК. Одетые в защитную белковую оболочку, они называются вирусами. Собственно в самих вирусных частицах никакой жизни нет - это просто способ упаковки, консервации и распространения внеклеточного генетического вещества. При попадании в живую клетку вирусная белковая оболочка сбрасывается, а генетическое вещество - нуклеиновая кислота - начинает функционировать как паразит, направляя жизнь клетки на синтез белков, ею кодируемых, и на репликацию самой себя". Получается, что в обычном состоянии вирус является просто молекулой нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) обернутой для сохранности в прочную белковую оболочку. Как правило клетки с удовольствием и без особых проблем поедают такие органические остатки. Но при попадании вируса в окрестность клетки, которая может стать его жертвой, он внезапно чудесным образом "оживает" и становится агрессивным. Он может менять свою форму, чтобы проникнуть внутрь клетки-жертвы. Его нуклеиновые кислоты используют молекулярные машины клетки для своего размножения. Понятно, что управляющие программы самой клетки вряд ли предназначены для работы себе во вред. А это значит, что к телу вируса была пристегнута программа, которая внедрилась в программы управления клеткой и переключила некоторые функции под свое управление, точно также как это происходит при работе компьютерных вирусов.
И вот еще интересный фрагмент из той же обзорной статьи: "К РНК-содержащим вирусам примыкает другая группа молекулярных паразитов - вироиды. Это патогенные РНК, не содержащие и не кодирующие никаких белков, но тоже способные к репликации в живых системах. Тем самым вирусные и вироидные РНК демонстрируют способность РНК не только кодировать белки, но и служить полноценным воспроизводящимся генетическим материалом. Вирусы и вироиды часто рассматриваются как эволюционные реликты, и процесс репликации РНК без участия ДНК может отражать очень ранний этап эволюции жизни, когда ДНК еще не утвердилась в качестве специализированной формы хранения и воспроизведения генетической информации в поколениях клеток". Вироиды, в отличие от вирусов, не имеют даже белковой защитной оболочки вокруг своей РНК. То есть внутри клетки они должны бы быть легко уничтожены, как инородная или лишняя РНК. Но вместо этого, они, как и вирусы, даже размножаются, используя молекулярные машины клетки. То есть с ними также сцеплены какие-то программы, изменяющие программы управления клеткой. Материальное тело вироида довольно мало даже по сравнению с небольшими вирусами, оно может содержать всего пару сотен букв (нулеотидов). И это наводит на мысль о возможности существования вредоносных "вирусных программ", совсем не содержащих материальных тел. Как пример действия таких программ, можно указать на онкологические заболевания, которые имеют много разновидностей, но не имеют явных материальных носителей. Со стороны все выглядит так, как будто клетка стала больной без видимых причин, в результате случайных мутаций. А на самом деле управляющая программа клетки была успешно атакована вирусом без материального тела.
Итак, получается, что, практически, во всем, что связано с живыми клетками, присутствуют разумные силы. Откуда же они берутся и каким образом воздействуют на материальные частицы? Скорее всего, разумные силы - это некий вид поля или полей, как и любое взаимодействие между материальными частицами. Но этот вид поля присущ только живым телам. Его источники находятся не в нашем физическом мире. Если связь с ними исчезнет, то и все живое исчезнет, и наш мир станет чисто физическим материальным миром. Именно таким наш мир представляется убежденным материалистам. К счастью, пока в нем есть жизнь, он не будет чисто материальным. Еще Платон ввел понятие "мира идей", отличного от физического мира. У него было немало последователей, которых принято называть идеалистами. Однако в последние два столетия в умах торжествует материализм, поэтому науке позволено иметь дело только с физическим миром.
Все время "закрывать глаза" на проблемы, которые постоянно возникают при столкновении чистого материализма с живыми телами достаточно трудно, какое-то объяснение надо давать. И здесь уже больше столетия на помощь ученым приходят магические слова: "естественный отбор". Оказывается все непонятные явления, связанные с живой материей, можно "объяснить" с помощью этих двух слов. Понятие естественного отбора ввел Чарльз Дарвин в 1859 году в своей известной книге "Происхождение видов". В качестве прототипа он взял понятие искусственного отбора или селекции, которая издавна использовалось людьми для выведения новых сортов растений или пород животных. Дарвин предположил, что в природе тоже действует отбор по принципу лучшей приспособленности к окружающей среде. Потомки случайным образом несколько отличаются от родителей, и те отличия, которые лучше помогают выживать, постепенно, из поколения в поколение, накапливаются и приводят к появлению новых видов. Идея выглядит достаточно простой и понятной, и она была с восторгом принята материалистически настроенным обществом. И, хотя многие ведущие ученые того времени сразу указали ее изъяны, ставящие ее истинность под большое сомнение, на их доводы предпочли "закрыть глаза". И как раз именно потому, что идея естественного отбора давала какие-тонадежды объяснить происхождение новых видов живых существ без участия разумных сил.
К настоящему времени дарвиновскую случайную изменчивость потомков ученые связывают с генами, и о генетической теории уже немного говорилось ранее. Изначально на рубеже 19-го и 20-го веков термин "ген" появился как теоретическая единица передачи дискретной наследственной информации. Изучением таких "генов" занимается наука генетика, родоначальником которой считается Г. Мендель, который в 1865 году опубликовал результаты своих исследований о передаче по наследству признаков при скрещивании гороха. Сформулированные им закономерности впоследствии назвали законами Менделя. С другой стороны, сейчас в биологии генами принято называть участки молекулы ДНК, несущие какую-либо целостную информацию о строении одной молекулы белка или одной молекулы РНК.
Но разве кто-нибудь доказал, что эти молекулярные гены, используемые при построении белков, и "гены Менделя", которые определяют наследственную информацию, это одни и те же объекты? Конечно, никто этого не доказывал, это было принято само-собой, так как других подходящих кандидатов на роль генов в клетках не оказалось. И как уже говорилось ранее, все наследственные функции генов сводят лишь к производству белков, молчаливо предполагая, что белки сами "знают" как дальше строить и отдельные клетки, и организм в целом. Вот довольно наглядный пример такого подхода: "На ранней стадии между клетками не наблюдается различий. Интересен вопрос, откуда клетки знают, в каких местах им надлежит быть и что делать. Откуда им становится известно, что они должны четко выполнять свои функции в целях развития эмбриона -- стать, например, частью глаза или же образовать часть желудка. Выяснилось, что все это происходит благодаря взаимодействию генов и белков, в результате чего нужные белки синтезируются в нужное время и в нужном месте" (Льюис Уолперт "Чудесная жизнь клеток", 2014). Логика, конечно, замечательная! Это все равно, что на вопрос: "Кем был построен этот самолет?" - ответить: "Просто все детали появились в нужное время в нужном месте". Тем не менее, в другой части книги автор все же, как бы вскользь, замечает: "Важно осознать, что в настоящий момент даже обладание знаниями обо всех генах человека не поможет нам точно предсказать, как будет функционировать его клетка или как будет развиваться его эмбрион".
То есть проблему замечают, ее трудно не заметить, но говорят о ней нехотя, как бы между делом, как о чем-то непринципиальном. В качестве иллюстрации приведем мнение другого специалиста в области генов: "Сейчас даже трудно представить, каким образом можно будет перейти от расшифровки отдельных генов к пониманию того, как они управляют всем организмом. Генетика развития организма до сих пор находится в зачаточном состоянии, хотя то, что именно гены управляют этим процессом, не вызывает сомнения. Различие между человеком и шимпанзе -- это генетическое различие и ничего больше". Это цитата из книги Мэтта Ридли "Геном" (Издательство "Эксно", 2010). То есть автору "даже трудно представить", как молекулярные гены могут управлять всем организмом. И, тем не менее, он нисколько не сомневается, что так оно и есть. Никаких аргументов в пользу своей гипотезы, только слепая вера, впрочем, как и у большинства его коллег. Как видим, прослеживается прямая аналогия с приведенным выше примером о "людях-дикарях".
А вот мнение известного эволюциониста, уже цитировавшегося ранее, о работе генов: "Но здесь я должен сделать оговорку, биологов иногда упрекают за использование таких метафор, как "гену выгодно", "ген хочет", "ген стремится". Надеюсь, вы понимаете, что ген на самом деле ничего не хочет, у него нет никаких желаний, ген -- это просто кусок молекулы ДНК. Разумеется, он ничего не понимает и ни к чему не стремится. Когда биологи говорят "гену выгодно", "ген хочет", "ген стремится", имеется в виду, что под действием отбора ген изменяется так, как если бы он хотел повысить эффективность своего размножения в генофонде популяции. То есть если бы у гена были бы мозги и желания, он менялся бы так же, как он меняется автоматически под действием отбора. Надеюсь, это всем понятно". И еще отрывок: "И на этом генетическом уровне никакого альтруизма нет и в принципе быть не может. Ген всегда эгоистичен". Это фрагменты из лекции А.В. Маркова "Эволюционные корни добра и зла: бактерии, муравьи, человек", 2010 г.
И здесь мы видим весьма противоречивые с точки зрения не только науки, но и здравого смысла утверждения. С одной стороны, автор согласен, что "ген - это просто кусок молекулы ДНК". А с другой стороны, он утверждает, что "ген всегда эгоистичен". Но ведь эгоизм может быть присущ только живому существу, а не "куску молекулы". Сказать, что гены эгоистичны, это, по существу, такая же бессмысленность, как и сказать, что стол или стакан эгоистичны. Почему же автора совсем не смущает это бессмысленное словосочетание - "эгоистический ген"? Очевидно, автор является приверженцем идей довольно известного публициста Ричарда Докинза, который в середине 70-х годов прошлого века написал книгу "Эгоистичный ген". В этой книге научной доказательности не больше, чем в рассказах барона Мюнхгаузена, и, тем не менее, она стала довольно популярной и нашла множество почитателей. В чем же суть идей, предложенных Р. Докинзом? Он предположил, что все живое, в том числе и человек, создали молекулярные гены в целях своего выживания. Понятно, что в этом предположении не больше здравого смысла, чем в предположении, что все современные машины были созданы "для своего выживания" винтиками и гаечками, а инженеры и рабочие тут не причем.
А. Марков тоже понимает, что предположение о том, что "куски молекул" могут чего-то "хотеть", выглядит абсурдно, поэтому прибегает к магическим словам "естественный отбор", то есть они "хотят" не прямо, а в результате действия отбора. Однако у Р. Докинза "куски молекул" именно создают жизнь, то есть действуют даже тогда, когда живого еще нет, и говорить о "естественном отборе" нельзя. Потому что в физике, которая и описывает поведение "кусков молекул", есть разные законы, но вот такого закона как "естественный отбор" просто нет, он был выдуман для живых тел. Взаимодействия отдельных молекул, если их достаточно много, происходят в соответствии с законами статистической физики. И как было показано здесь ранее, случайное перемешивание не может привести к расположению в нужном порядке даже ста элементов, а не то что тысячи. А именно тысячи упорядоченных нуклеотидов могут содержаться в молекулярных генах. То есть даже сами гены не могли возникнуть случайно без вмешательства разумных сил. И уж, конечно, сами гены не могут ничего создать, так как минимальным элементом живого, которое и способно что-то создавать, является клетка.
В чем основная ошибка Ричарда Докинза и его приверженцев? Они видят, что живое по своему поведению несравненно более сложно, чем неживая материя. Но они не хотят признать за этим фактом действие разумных, или, как они говорят, "сверхъестественных" сил. Вместо этого они предпочитают придать "сверхъестественные свойства" обычным материальным объектам, которыми и являются молекулярные гены.
Вот мнение еще одного ученого-биолога: "Жизнь сравнивали со "слепым часовщиком", который создает идеальные, прекрасно функционирующие часы. Образ часов не случаен, он возник во время заочной полемики Дарвина с епископом Пейли, который писал: "Если вы идете по улице и увидите валяющийся на дороге сложный механизм, часы, вы скажете: "их кто-то создал", в отличие от, например, камня, который не требует создателя". На самом деле, как ни странно, правильным является утверждение, что "никакого целеполагающего создателя не было, часовщик был слепой и делал он вовсе не часы; часы получились сами собой, а создатель играл в испорченный телефон, он просто делал ошибки" (лекция "Молекулярное разнообразие жизни", 2015, Константин Викторович Северинов, доктор биологических наук, заведующий лабораториями в Институте молекулярной генетики РАН и Институте биологии гена РАН). То есть опять видим ту же наивную веру во всемогущество случая. Любопытно, что "Слепой часовщик" это название одной из книг Р. Докинза.
Выше уже было отмечено, что тождественность молекулярных генов и "генов наследственности Менделя" никогда не была доказана. Это было просто принято на веру. Вот как об этой вере пишет А.В. Марков, рекомендуя новое издание книги Р. Докинза "Эгоистический ген" 2013 года: "Я бы порекомендовал эту книгу тем, кто серьезно пытается разобраться в эволюционной биологии. Она предлагает новый взгляд на эволюцию (новый по тем временам - книга написана в 70-х годах). Это геноцентрический подход к эволюции, который так и не успел прижиться среди российских биологов, хотя на западе получил широкое распространение, и большинство эволюционистов работают на основе этой модели. Он основан на простой и неопровержимой истине, что единственным материальным носителем наследственности является ген, ДНК, и закодированная в нем информация, и другого способа запомнить результаты эволюционных изменений, кроме как записать их в генах, у природы нет. Это то, что можно назвать эволюционной памятью". То есть вывод о передаче наследственности только через гены в ДНК основан на убежденности, что ничего другого "у природы нет". А мысль о том, что природа может быть устроена несколько сложнее, чем представляется ему сейчас, автором даже не рассматривается. Вселяет надежду здесь только фраза, что такой подход "не успел прижиться среди российских биологов".
Однако у какой-то части наших биологов этот подход все-таки прижился. Вот цитата из уже упомянутой раньше лекции К. Северинова: "Мы окончили тем, что нам необходима какая-то метрика, которая позволила бы нам сравнивать разнообразные жизненные формы, гораздо более различающиеся, чем те, которые я показывал вам в начале. Мы хотим сравнивать бактерий и людей. Как это делать? Где получить такую объективную метрику? На следующем слайде показаны два способа смотреть на жизнь. Слева - счастливый такой милый ребятенок, мы его видим, и это - один способ. А справа представлен другой способ. Нашего младенца можно рассматривать, как текст, как книгу, написанную на особом языке. Это язык ДНК, он очень простой, его алфавит состоит только из четырех букв - A, G, C и Т".
Здесь прямо проводится мысль, что человека "можно рассматривать как текст, как книгу", написанную на языке ДНК, алфавит которой состоит всего из четырех букв. И далее автор говорит: "Молекула ДНК несет в себе информацию в виде последовательности букв. В ДНК, как в рецепте, написано, что вы - это вы, а я - это я. Полный "рецепт" называется геномом. Длина генома, т.е., молекул ДНК у разных организмов разная. Вирусы - простые существа, и их геномы, как правило, состоят из нескольких тысяч или десятков тысяч букв. Бактерии устроены более сложно, чем вирусы, и последовательности их геномов состоят из нескольких миллионов букв. Мы с вами гораздо более сложные, чем вирусы и бактерии, и геном каждого из нас состоит из приблизительно трех миллиардов "букв". Это очень много".
А давайте проверим, действительно ли три миллиарда букв "это очень много". Мы уже видели на примере "случайного появления жизни", что у некоторых биологов манипуляции с числами получаются, мягко говоря, не очень хорошо. Здесь мы имеем пример уже не из теории вероятностей, а из информатики. Итак, считается, что "в ДНК, как в рецепте, написано, что вы - это вы, а я - это я". И этот рецепт содержит три миллиарда букв. А бактериям, как менее сложным созданиям, достаточно всего несколько миллионов букв. Выглядит логично, однако, как в эту логику вписывается, например, такое животное как саранча, у которого геном в три раз больше, чем у человека? А растение лук, у которого в шесть раз больше? А есть еще такое растение как папоротник со 160 миллиардами букв кода, не говоря уже об одноклеточных амебах (Amoeba dubia), у которых геном содержит 670 миллиардов букв. По такой "логике" получается, что все эти существа гораздо сложнее человека.
Теперь напрямую покажем, что генетический "рецепт" из трех миллиардов букв для человека - это не "очень много", а, совсем наоборот, очень мало. Человек развивается и растет из первоначальной яйцеклетки, геном которой сформирован из геномов родителей. Предполагается, что вся информация о росте тела должна быть записана в этом геноме, ибо больше негде. Далее первая клетка начинает делиться, и ее геном в точности копируется во все новые образующиеся клетки. В итоге вырастает человеческий организм, в котором, по современным оценкам, содержится до ста триллионов клеток. Ясно, что информация о каждой клетке тела: ее размере, форме, местоположении, выполняемых функциях - должна уже быть заложена в первой клетке. Предположим, что средняя информация о клетке равна некоему числу N бит. Тогда полная информация о всех клетках будет равна этому числу N, умноженному на число клеток. То есть, только информация, необходимая для построения из клеток именно человеческого тела, а не тела лошади или дельфина, должна быть не менее некоего целого числа N, умноженного на сто триллионов бит. А информация, содержащаяся в человеческом геноме не превышает трех миллиардов букв четырехбуквенного алфавита, что составляет всего шесть миллиардов бит. Таким образом, реальная генетическая информация, которая должна быть доступна яйцеклетке человека для правильного построения его тела, как минимум, в десятки тысяч раз больше информации, которая записана в геноме. Образно можно сравнить полную генетическую информацию человека с айсбергом, его малая часть, записанная в хромосомах, видна над поверхностью воды, а основная часть скрыта под водой, ее не видно. И если в реальных айсбергах скрытая часть больше видимой в десять раз, то в нашем случае она больше видимой в десятки тысяч раз.
Понятно, что эту скрытую, "подводную" часть генетической информации тоже можно и нужно исследовать. Например, известно, что однояйцовые близнецы очень похожи друг на друга. Это было принято связывать с полной одинаковостью их генома. Теперь же понятно, что только одинаковости генома здесь недостаточно, а похожесть близнецов обеспечивается идентичностью их скрытой генетической информации, по крайней мере, той ее части, которая отвечает за рост и формирование тела. Очевидно, что при делении первичной клетки на две яйцеклетки, из которых потом развиваются близнецы, происходит точное копирование не только генома, но и этой скрытой генетической информации. А существование в обществе двойников, то есть людей, очень похожих друг на друга, но не близких родственников, указывает на то, что геномы могут быть разными, а их скрытые части генетической информации очень близкими.
Таким образом понимать геном как "рецепт" можно, пожалуй, лишь в отношении вирусов. У них, как известно, в собственном ДНК или РНК зашифрованы белки, которые образуют его оболочку. А геном человека никоим образом нельзя рассматривать как некий рецепт, по которому человек "создается". И, действительно, клетки человека содержат один и тот же геном, и если создать для некоторых из них благоприятную среду, то они смогут жить и размножаться независимо, как просто колония одноклеточных организмов подобно бактериям. А геном у них останется тем же, то есть человеческим. Вот как описана подобная ситуация в книге Льюиса Уолперта "Чудесная жизнь клеток" (2014): "Большинство клеток, изъятых из живого организма и помещенных в искусственную питательную среду, растут там в течение ограниченного периода времени -- по причинам, которые будут объяснены позднее. Однако в процессе исследований выяснилось, что возможны практически "бессмертные" популяции клеток; они-то и оказались наиболее удобным объектом для изучения. Одна такая популяция клеток, которую называют "ГеЛа", возникла из тканей Генриетты Лакк, проходившей лечение по поводу рака шейки матки в 1951 году. Саму Генриетту Лакк раковая опухоль в конце концов убила. Популяция же клеток "ГеЛа", взятая из ее тела, оказалась весьма живучей. Благодаря наблюдениям за ней удалось изучить многие аспекты жизнедеятельности клеток -- такие, как, например, рост внутри клеток вирусов полиомиелита. Всего только за два года в различные лаборатории по всему миру для изучения было разослано 600 тысяч образцов клеточных культур "ГеЛа".
К термину "генетическая информация" все привыкли, он хорошо "стыкуется" со сложностью процессов, происходящих в живой клетке и организме в целом. А ведь понятие "информация" подразумевает, что ее воспринимает или сознание, или компьютер, который может трактоваться как некий упрощённый, рукотворный вариант сознания. В физике, которая имеет дело с неживыми материальными объектами, понятие "информация" не вводится, там есть просто взаимодействие объектов. На информацию можно реагировать по-разному, а взаимодействие объектов, практически всегда однозначно и предсказуемо, чем и сильна физика. Тогда возникает естественный вопрос: "А кто же воспринимает генетическую информацию в отдельной клетке?". Ведь априори предполагается, что там есть только сложные молекулы, никакого сознания или компьютера там быть не может. Для кого же идет информация и сигналы? Слово "сигнал" тоже довольно популярно при описании процессов в организме и клетке. Однако ясно, что понятие "сигнал" тоже подразумевает, что его кто-то принимает. Последовательность сигналов может трактоваться как некая информация.
Многие события и процессы, происходящие в клетке, уже хорошо изучены, точнее говоря, описаны. И они очень напоминают процессы на каком-нибудь сложном высокотехнологичном производстве. А в отсутствие человека такое производство немыслимо без мощной управляющей программы. Очевидно, что и в клетке, как минимум, должна быть программа управления, а, как максимум, свое сознание. Но так как понятие "сознание" довольно неопределенно и относится, скорее, к гуманитарным наукам, то будем использовать термин "программа управления" или "центр управления", который вполне конкретен, определен и относится к области точных наук.
Несмотря на то, что функционирование клетки может мыслиться только как очень сложное высокотехнологичное производство, среди ученых-биологов не принято считать, что у клетки есть какая-то программа или центр управления. Более того, как можно видеть из приведенных выше цитат, считается, что вся информационная составляющая процессов в клетке, да и организма в целом, находится в молекулярных генах. Такое упорное неприятие, вопреки множеству очевидных фактов, связано, конечно, с тем, что управляющий центр не наблюдается в теле клетки. То есть все процессы в клетке указывают на то, что управляющий центр есть, однако его не видно. Отсюда делается ложный вывод, что если не видно, значит его и нет совсем. Хотя уже и сами люди научились делать такие производства, которые управляются дистанционно. И если показать такое производство упомянутым выше "людям-дикарям", то они, не зная о возможности удаленного управления, будут считать, что "разумные процессы" на нем происходят сами собой.
Гораздо логичнее, все-таки, считать, что центр управления у клетки есть, но мы пока просто не знаем его местоположения. Таким "инженерно-информационным подходом" к процессам в клетке и организме снимается огромное число противоречий, и остается лишь одно - доказать реальное существование таких центров управления. И это вовсе не безнадежная задача, как может показаться на первый взгляд. Здесь на помощь приходит наше собственное сознание, реальность которого для человека в здравом уме является несомненной. Как совершенно правильно говорил Рене Декарт: "Я мыслю, а значит существую".
Если использовать "инженерно-информационный" подход к строению организма, то клетка является элементарной единицей жизни,следовательно, ее центр управления можно считать первым базовым уровнем. В то же время, сами клетки являются объектами управления в многоклеточном организме, то есть центр управления организма имеет более высокий, второй уровень иерархии. Центры управления клеток обязаны подчиняться центру управления организма, в противном случае организм как целое не смог бы существовать. Однако в самой клетке есть еще и управляющие центры нулевого уровня, которые могут работать автономно вне клетки, например, ДНК полимераза. Понятно, что внутри клетки такие центры управления нулевого уровня должны подчиняться центру управления клеткой.
Стоит отметить высокую сложность этих центров управления. Например, центр управления клеткой способен обеспечить копирование клетки путем ее деления. А человечество, несмотря на все свои достижения в технологиях, пока не способно построить фабрику, способную автономно сделать свою точную копию. Соответственно и центр управления организмом, подобным человеческому, тоже очень сложен, так как под его контролем находятся около ста триллионов клеток, то есть объектов которые, в свою очередь, очень непросты и разнообразны. Как минимум, этот центр управления существенно сложнее компьютерной системы для слежения и контроля за всеми людьми на планете, так как людей всего семь миллиардов, то есть в тысячи раз меньше, чем клеток в организме человека.
И растения, и животные относятся к многоклеточным организмам. Но у животных есть еще нервная система и различные дополнительные органы движения и чувств, которыми она управляет. То есть у животных дополнительно к двум уровням управления: клетки и организма - добавляется еще и третий уровень управления через нервную систему. И, соответственно, нервная система предназначена для быстрого обмена сигналами между этим новым центром управления и телом. В современной науке принято считать, что такой центр управления сосредоточен в самой нервной системе, а точнее, в той ее части, которую принято называть мозгом. Однако у простейших животных типа кольчатых червей, все тело содержит около одной тысячи клеток, и, конечно, ни о каком наличии мозга у них говорить не приходится. Тем не менее, у них есть какая-то, пусть не очень сложная, система управления, которая обрабатывает внешние раздражители и выдает соответствующие реакции на них, и все это происходит посредством передачи нервных импульсов. Получается, что система управления есть, а мозга нет, значит, как и в случае с клеткой и организмом она находится где-то вне тела.
У человека нервная система, включающая в себя и мозг, является одной из самых сложных в животном царстве. "Серая, мягкая, комковатая масса, которую представляет собой человеческий мозг, совершенно справедливо считается самым сложным образованием во Вселенной. В нашем мозгу содержится около 100 миллиардов нервных клеток, которые также называют нейронами, и еще большее число клеток, которые обеспечивают их деятельность. То, что вся эта масса клеток позволяет нам мыслить и чувствовать, представляется почти невероятным. Все, что мы делаем, определяется этим невообразимо сложным сообществом нервных клеток. Однако для нас по-прежнему во многом загадка то, как именно они сообщаются друг с другом, чтобы мы могли думать и испытывать ощущения, сознавать, что мы делаем, или хотя бы идти и одновременно думать о чем-то" (Льюис Уолперт, "Чудесная жизнь клеток").
Почему же "человеческий мозг считается самым сложным образованием во Вселенной"? Очевидно из-за качественно более высокого уровня умственных способностей человека в сравнении с любыми другими высшими животными. Однако мозг приматов вполне сопоставим по числу нейронов с мозгом человека, у некоторых из них нейронов всего в три-четыре раза меньше. Значит ли это, что когда человека еще не было на планете, мозг приматов был самым "сложным образованием во Вселенной"? Ответ должен быть отрицательным, потому что приматы по своему умственному развитию не сильно лучше многих других животных. Вызывает большие сомнения, что всего лишь утроение числа нейронов может дать такую существенную разницу в сознании, какую мы видим между приматами и человеком. Например, разница между мозгом обезьяны макаки (шесть и три десятых миллиарда нейронов) и крысой (двести миллионов нейронов) значительно более существенна (в тридцать раз), а умственные способности у них довольно близки.
А вот еще одно интересное высказывание о мозге: "Почти несомненно, что с постепенным развитием умственных способностей мозг должен был увеличиться. Никто, я думаю, не сомневается, что больший объем мозга у человека по отношению к его телу, в сравнении с мозгом гориллы или орангутанга, тесно связан с более высокими умственными способностями человека. Мы встречаем совершенно аналогичные примеры у насекомых, из которых, например, у муравьев мозговые узлы имеют чрезвычайно большие размеры. Вообще эти узлы развиты у всех перепончатокрылых гораздо больше, чем у менее разумных отрядов, например, у жуков. С другой стороны, никто не подумает, чтобы умственные способности двух каких-нибудь животных или двух каких-нибудь людей можно было точно измерить кубическим содержанием их черепов. Безусловно, что может существовать громадная умственная деятельность при крайне малой абсолютной величине нервного вещества: так, всем известны удивительно разнообразные инстинкты, умственные способности и склонности муравьев, и, однако, их нервные узлы не составляют и четверти маленькой булавочной головки. С этой точки зрения мозг муравья есть одна из самых удивительных в мире совокупностей атомов материи, может быть более удивительная, чем мозг человека" (Ч. Дарвин "Происхождение человека и половой отбор", 1871).
Видим, что у Ч. Дарвина мозг муравья вызывает не меньшее удивление, чем мозг человека, и это выглядит вполне обоснованно и по прошествии полутора веков. Действительно, поведение муравьёв впечатляет и сегодня. "Муравьи так сильно похожи на нас, людей, что даже как-то неловко. Они выращивают грибы, разводят тлей в качестве дойных коров, отправляют на войну армии солдат, распыляют химикаты, чтобы напугать и сбить с толку противника, берут в плен невольников, эксплуатируют детский труд и беспрерывно обмениваются информацией. Короче, делают все -- разве что телевизор не смотрят" (Льюис Томас, американский врач, эссеист). А число нейронов у муравьев по современным оценкам составляет всего четверть миллиона. Не будем сравнивать муравьев с человеком, так как поведение людей, все-таки, сложнее (они "смотрят телевизор"), но с поведением приматов и других высших животных они вполне сопоставимы, а по некоторым параметрам их поведение даже более организованно и разумно. В то время как число нейронов у муравьев в сто тысяч раз (!) меньше, чем у приматов. Из этого примера получается, что число нейронов может очень слабо влиять на способности к разумному поведению.
Такой вывод находится в противоречии с представлением большинства современных ученых о мозге как о некотором компьютере, в котором происходят все мыслительные процессы нашего сознания. Причем, именно нейроны являются базовыми элементами этого компьютера, обмениваясь импульсами тока, они обеспечивают его работу. Понятно, что в этой логике компьютеру с большим числом элементов (нейронов) должна соответствовать и большая мощность или эффективность мышления. У человека нейронов наибольшее количество, поэтому он самый умный среди животных, и его мозг является "самым сложным образованием во Вселенной". Однако тот факт, что существа, число нейронов у которых отличается в сто тысяч раз, имеют примерно одинаковый уровень разумности, не вписывается в эту схему.
Наше сознание, именно сознание, а не мозг, обладает памятью и способностью делать логические операции. Те же самые свойства необходимо присутствуют и у любого современного компьютера. Поэтому аналогия между сознанием и компьютером вполне уместна. А так как сознание существовало задолго до изобретения компьютеров, то именно оно и является в этой паре прототипом. Соответственно и память человека существовала задолго до изобретения всевозможных видов компьютерной памяти. Но вот что удивительно, про компьютерную память мызнаем уже очень много: какие виды памяти бывают, как она работает, как изготавливается, сколько служит и т.п. А вот про природу человеческой памяти мы как не знали ничего столетия назад, так практически ничего не знаем и сейчас. Мы не знаем ни на каком носителе наша память хранится, ни как она туда записывается, ни как считывается. Существовали некоторые гипотезы о природе нашей памяти, но они или были опровергнуты, или находятся на стадии опровержения, и не отказываются от них окончательно только потому, что нечего предложить взамен.
В середине 20-го века внутренняя структура клеток еще не была изучена достаточно подробно как в наши дни. И выдвигались предположения, что могут быть специальные молекулярные структуры для хранения памяти. Но с развитием молекулярной биологии эта версия хранения памяти постепенно отпала. Однако актуальными остаются гипотезы о хранении памяти в нейронных сетях или в синаптических связях. "Опыты с иссечением участков коры больших полушарий головного мозга и электрофизиологические исследования показывают, что "запись" каждого события распределена по более или менее обширным зонам мозга. Материальным носителем информации о разных событиях является не возбуждение разных нейронов, а различные комплексы совозбуждённых нейронов (нейронных сетей). Новые реакции вырабатываются и запоминаются нервной системой в основном либо на основе создания новых синаптических связей между имеющимися нейронами, либо на основе изменения эффективности уже имеющихся синаптических связей" ("Биологический энциклопедический словарь" Гл. ред. М. С. Гиляров, 1986).
Обе эти гипотезы о памяти выглядят весьма неубедительно, и если взглянуть на них достаточно критично, легко опровергаются. Например, если носителями информации являются "комплексы возбужденных нейронов", то при снятии возбуждений у нейронов информация должна пропадать. И многие это уже хорошо понимают: "Физиологические механизмы долговременной памяти не могут базироваться на циркуляции импульсов или изменениях электрофизиологических характеристик отдельных нейронов. При различных воздействиях на организм (гипоксия, наркоз, охлаждение, электрошок) разрушаются кольцевые реверберационные связи и снижается возбудимость нейронов. Но при этом огромное количество информации сохраняется в долговременной памяти в неизменном виде" (http://www.braintools.ru/article/9300). Более того, в медицине зафиксировано множество случаев, когда после клинической смерти у людей память не нарушается. А если бы она хранилась в "комплексах возбужденных нейронов", то должна была стереться, так как в состоянии клинической смерти нервные импульсы в мозге не фиксируются, то есть, возбужденных нейронов в нем нет.
Гипотезы о причастности синаптических связей к хранению памяти анализировать и критиковать нелегко, просто потому, что они пока так и не оформились во что-то конкретное, оставаясь на уровне предположений и догадок. Вот, например, как эти идеи изложены в работе "Нейрофизиология памяти", Д. Филдз (2005): "Мы, как и другие нейробиологи, изучающие развитие мозга, уже тогда подозревали, что личный опыт может играть определенную роль при отлаживании схемы связей мозга. Развивающийся мозг может вначале иметь лишь грубую приблизительную схему связей, запрограммированную генами. Затем молодой мозг сохраняет самые эффективные из них и уничтожает непригодные к использованию. Но как он определяет, какие связи следует сохранить?". Вот как, оказывается, в генах, помимо матриц для построения белков заложены еще и схемы связей в мозге (!). Знакомая "песня" от поклонников "сказок дядюшки Докинза" о волшебных свойствах генов.
Далее автор пишет: "Долговременная и кратковременная память сохраняются в связях между нейронами, в местах контакта между ними (синапсы), где отросток нейрона, передающий сигнал (аксон), встречается с одним из десятков выростов соседнего нейрона, принимающих сигнал и называемых дендритами. Когда возникает кратковременная память, стимуляции синапса оказывается достаточно для того, чтобы временно сенситизировать его, т.е. повысить эффективность прохождения последующих сигналов. При долговременной памяти повышение эффективности синапса становится постоянным". То есть, прямо указывается, что память сохраняется в синапсах - местах контакта между нейронами. А как сохраняется? Путем повышения "эффективности прохождения следующих сигналов" через синапс. Увы, такой способ хранения информации является всего лишь гипотезой. В принципе любые материальные объекты могут быть носителями информации. Например, можно утверждать, что в листьях вот этого конкретного леса зашифровано собрание сочинений Шекспира. Каждому листику можно поставить в соответствие слово или букву. Но для того, чтобы так утверждать, нужно указать способ записывания или, хотя бы, считывания этой информации. А пока этого нет, то такие утверждения ничего не стоят. То же можно сказать и в отношении хранения информации (памяти) в синапсах:"Пока не указаны способы ее записи и считывания, это утверждение остается только предположением и не больше".
Одна из причин, почему появился интерес к синаптическим связям, как хранителям памяти, вместо комплексов возбужденных нейронов, является их огромное количество, считается, что на один нейрон в среднем приходится тысячи синапсов. Но роль синапсов, как и всего нейрона, заключается лишь в передаче нервных импульсов. Для хранения информации они не предназначены. Если бы тем разумным силам, которые проектировали клетку или организм понадобились ячейки для хранения информации, они бы создали их без особых проблем. На это указывают множество других, гораздо более сложных молекулярных машин, созданных ими. Ведь элементарная ячейка памяти представляет собой простейший переключатель, который может находиться в двух положениях: включен, выключен или ноль, один. Любой фермент по своей функциональности существенно сложнее такого переключателя. Или взять те же молекулярные натрий-калиевые насосы, которые обеспечивают передачу нервного импульса вдоль поверхности дендритов и аксонов. Их число даже больше, чем синапсов, а функции, которые они выполняют уж точно сложнее, чем элементарная ячейка памяти. Ранее уже отмечалось, что для управления клеткой и организмом необходимы центры управления, которые очевидно должны содержать хранилища информации. Поэтому довольно естественно предположить, что при проектировании нервной системы для животного царства использовались уже существующие устройства для хранения информации вне тела, а нужды создавать множество новых ячеек памяти в самом теле не было.
Фактически получается, что к приведенному ранее определению памяти из "Биологического энциклопедического словаря" от 1986 года через прошедшие три десятилетия добавить по существу нечего. А ведь это определение далеко от конкретики, свойственной точным наукам, в нем просто делается намек, что память может храниться или в комплексах возбужденных нейронов или в синаптических связях. И это несмотря на то, что 90-е годы прошлого века были объявлены научным сообществом как "десятилетие мозга". Причем, для этого были серьезные основания, так как к тому времени появились совершенно новые методы исследования мозга. Были созданы устройства и разработаны методы, позволяющие проводить объемное сканирование состояния мозга: магнитоэнцефалография, магниторезонансная томография, позитронноэмиссионная томография и т. д. Активацию каких-либо процессов в мозге теперь можно было отслеживать с помощью мощных компьютеров во времени и в пространстве. Прошлые поколения исследователей могли только мечтать об этом. Стало возможно не только точно диагностировать больной участок мозга, но, практически, "читать мысли". То есть, если человек о чем-то думает, то соответствующая объемная картина сигналов в мозге могла быть записана и проанализирована.
И что же мы имеем в результате? Конечно, в отчетах можно встретить утверждения, что за это десятилетие человечество узнало о мозге больше, чем за предыдущие столетия. И в этом есть доля правды, однако, как видим, проблема хранения памяти в мозге так и не была решена. Соответственно остались загадкой и другие аспекты работы нашего сознания. В 2005 году журнал "Science", отмечая 125-летие, опросил ведущих ученых мира о главных проблемах, которые науке предстоит решить в ближайшие четверть века. Первые места заняли два вопроса: "Из чего состоит Вселенная?" и "Какова биологическая основа сознания?".
Теперь стоит обратить больше внимания на первую фразу описания памяти в приведенной ранее цитате из "Биологического энциклопедического словаря": "Опыты с иссечением участков коры больших полушарий головного мозга и электрофизиологические исследования показывают, что "запись" каждого события распределена по более или менее обширным зонам мозга". Эта фраза выглядит довольно странной, как запись события может быть распределена по "обширным зонам мозга"? Она продублирована несколько раз? Или что? Оказывается, в медицинской практике было зафиксировано множество случаев, когда повреждение или удаление различных частей мозга не приводило к каким-либо нарушениям памяти. И вот для объяснения всех этих случаев была придумана версия о некоем "чудесном" распределении памяти по "обширным зонам мозга", то есть, какая бы часть мозга не была удалена, память от этого не пострадает, она сохранится в оставшейся части. Хотя совершенно очевидно и логично объяснить этот эффект просто отсутствием памяти в мозге. Как пример абсурдности такой логики с "обширным" распределением памяти: можно утверждать, что вся память содержится в пальцах. А ампутация любого пальца не влияет на память только потому, что она "распределена по обширным зонам" объема пальцев.
Помимо медицинских случаев с потерей части мозга у человека проводились и специальные опыты с удалением участков мозга у животных. Пожалуй, наиболее известны опыты американского ученого Карла Лешли (1890-1958), проводившиеся в 20-х, 30-х годах прошлого века. Суть опытов состояла в попытке отыскать область памяти в мозге животных. Крыс обучали находить еду в лабиринте, а затем у них удаляли часть мозга, с целью проверить не в этой ли части хранилась информация о правильном пути к еде. Увы, результаты оказались отрицательными, какую-бы часть мозга не удаляли, память о правильном пути все-равно сохранялась. Получалось, что память хранится где-то еще, не в самом мозге. Но к такому кардинальному выводу ученые не были готовы, и предпочли сделать очень странный вывод, что память каким-то хитрым и необычным способом распределена по всему объему мозга, так что удаление любой его части не влияет на память.
Пожалуй, еще более кардинальные опыты проводились с насекомыми, им отсекали не часть мозга, а всю голову целиком. Для насекомого потеря головы часто всего лишь незначительное происшествие, которое вовсе не влечет за собой немедленных неприятных последствий. В одном эксперименте две отрезанные головы муравьев, взятых из разных колоний, поместили близко одна от другой в стеклянную баночку. С помощью усиков-антенн они ощупали друг друга, начали открывать и закрывать жвалы и, приблизившись благодаря этому друг к другу, вступили в ожесточенную схватку, которая при постоянном взаимном ощупывании усиками длилась 50 мин. А что делает туловище, оставшееся без головы и, следовательно, без своего управляющего центра, которым, вроде бы, должен быть головной мозг? Обезглавленные муравьи довольно долго, иногда несколько дней, выполняют то, что обычно делает нормальный муравей: ползают, выпрыскивают жидкость и т. д. По некоторым данным лесной рыжий муравей может обходиться без головы в течение 20-ти дней.
В совокупности все эти факты указывают на то, что сознание животных и человека, вместе с памятью, как своей необходимой частью, находится где-то вне мозга и, конечно, вне тела. Эти факты опровергают всегипотезы о нахождении памяти в объеме мозга, в том числе, конечно, и возможность хранения памяти в нейронных сетях (комплексах возбужденных нейронов), и в синаптических связях. В обычном нормальном состоянии сознание управляет телом через мозг. Однако, если часть мозга (или весь мозг у насекомых) удаляется, то сознание может перестроить свои связи с телом и продолжать управление через оставшуюся часть нервной системы.
Если вспомнить об управляющих центрах клетки и организма, то проблема была в том, что все факты указывали на их необходимость, но они могли существовать только вне тела, так как внутри тела их обнаружить не удается. И именно их локализация где-то вне тела ставила под сомнение само их существование. В случае с сознанием и памятью, как его составной частью, их существование не ставится под сомнение, так как каждый человек в здравом уме уверен, что у него есть и сознание, и память. Однако здесь проблема в том, что ни память, ни сознание не могут отыскать внутри тела. Несомненно только, что оно действует на тело через мозг (или нервную систему), но в самом мозге память найти не удалось, несмотря на значительные усилия, приложенные в этом направлении научным сообществом в последние десятилетия. А с учетом тех успехов, которые достигнуты в молекулярной биологии в описании функционирования нейронов и процессов внутри клеток, надежды найти хоть какие-то ячейки памяти в мозге уже не осталось. И если бы они там были, то их бы уже давно обнаружили. Отсутствие памяти в мозге означает, что она реально существует где-то еще, пока не будем уточнять, где конкретно. Принципиально важно только то, что она существует, и расположена вне тела. А это значит, что управляющие центры клетки и организма также могут располагаться вне тела по аналогии с памятью и являются вполне реальными объектами, как и человеческое сознание.
Собственно, сказанного здесь вполне достаточно, чтобы понять, что жизнь невозможно объяснить только из известных законов физики и химии, необходимо учитывать еще и постоянное действие разумных сил. И главным заблуждением современной науки является отказ признать этот факт. А из этого заблуждения следуют и многочисленные ошибки, наиболее существенные из них отмечены ранее в тексте. Таким образом, поставленная в начале статьи задача выполнена.
Другое дело, что для множества людей их вера в то, что у природы ничего больше нет, кроме известной нам сейчас физической материи, перевешивает любые научные аргументы. Такие люди не воспринимают факты и научные доказательства, противоречащие их вере, они "закрывают на них глаза". Но это уже их личные проблемы из области психологии, и разбор таких проблем лежит за рамками темы данной работы.