Об эволюционной "тенденции к усложнению"

[ellgree]

messala в одном обсуждении задал два интересных вопроса:

Вы не могли бы максимально коротко ответить на два моих вопроса?

Первый: не кажется ли Вам, что в целом вся биосистема Земли с момента своего зарождения до сегодняшнего дня показывает явную тенденцию к усложнению, которая тем более явная, чем большие периоды времени мы рассматриваем?

Второй: если Вам кажется, что такой тренд (=закономерность) существует, не могли бы Вы сказать, какими именно законами ТЭ он объясняется, если вообще?

Чем интересны эти вопросы? Тем, что из трёх эволюционных китов (наследование, изменчивость, отбор) вроде-бы никак не следует усложнение, а оно очевидно.
А раз очевидная тенденция имеется, то ее что-то (кто-то) задаёт.
Попробую объяснить на простом примере, не прибегая ни к СТЭ, ни к математике, каким образом возникает эта очевидная тенденция к усложнению, что бы мы под этим термином не понимали, морфологическое ли строение организмов, кол-во ли генетической информации в молекуле, отвечающей за репликацию, или что иное.

Представим себе поверхность пола в огромной комнате. Пометим любую точку на поверхности краской. Эту точку мы назовем "нулевой сложностью".
"Сложность" любой другой точки на поверхности примем за расстояние от начальной точки.
В начальную точку поместим таракана, который будет перемещаться по поверхности по предположительно случайной траектории.
В какой момент времени мы бы не производили измерение изменения "сложности" (расстояния от начальной точки), мы не заметим тенденции к усложнению или упрощению.
Но если мы поместим в начальную точку не одного, а сотни тараканов, общая картина изменится — несмотря на то, что каждый таракан в любой момент времени будет либо удаляться либо приближаться к начальной точке, мы увидим расширяющийся фронт тараканов с устойчивой тенденцией к удалению от начальной точки, причем увеличиваться (усложняться) будет как расстояние от границы фронта, так и среднее расстояние всех тараканов.
Вот таким образом и возникает тенденция к усложнению: если присутствует движение от простого к сложному и от сложного к простому, сложность будет возрастать.

Comments

[ellgree.livejournal.com]

В фидошной философской эхе лет 10 назад общался на схожую тему с одним интересным собеседником (Александр Пинкин), где он высказал довольно своеобразно сформулированный антропный принцип. К сожалению, точная формулировка на groups.google.com не сохранилась, но попробую напеть по памяти: Вселенной необходим человек не просто за наблюдением и осмыслением грандиозной многомиллиардолетней картины разлета галактик и последующего возможного схлопывания, а для опосредованной человеком передачи информации в следующий цикл, и тем самым обретением смысла бытия.
Идея красивая, даже жаль, что я ее не разделяю.
Что же касается преодоления эволюции, тут у меня никаких возражений нет — человек уже довольно давно совершил первый фазовый переход, когда научился передавать накопленные знания следующим поколениям. Это позволило человеку создать поражающие воображения технологические костыли и протезы, и сегодня человек шагает по поверхности Марса не вставая с кресла на Земле. Следующий фазовый переход, соизмеримый по последствиям с предыдущим ожидается в ближайшие лет 20, человек от познания собственной структуры будет вынужден перейти к ее модификации, поскольку прогресс ускорится и усложнится настолько, что окажется недоступным пониманию (т.н. "технологическая сингулярность") без принципиально новых костылей. К этому моменту можно будет уверенно сказать, что человек не только изъял себя из эволюционных процессов, полностью "преодолел эволюцию", но и "преодолел себя", т.к. базовые человеческие ценности обусловлены его животной составляющей, и они будут отброшены за ненадобностью, бессмысленностью.

> я бы обозначил границей окончание формирования млекопитающих, как таксона и с тех пор сложность особенно не возрастала
Да, качественных отличий человека от других теплокровных нет, только количественные характеристики. Более того, некоторые виды приматов просто не успели создать основательную культуру, но будучи с детства помещены в нее развиваются в людей (бонобо, шимпанзе, гориллы), и наоборот (Маугли), т.о. человек скорее субстрат культуры, нежели ее творец.

> о какой именно сложности мы говорим и какой "параметр" используем
Увы, не знаю. Ясно, что не размер генома, поскольку человек тут ничем особым не выделяется — 3,1 млрд пар оснований. Не выделяется и морфологической сложностью организма.
Т.ч. первый вопрос в этом посте вполне разумно поставить под сомнение.
Но это не было моей целью.

> а стабильность тут достигается сложностью
Не обязательно, чаще наоборот. Взять к примеру прион, в отличие от вирусов он вообще не несет генетической информации. Это просто молекула белка причудливой формы, чрезвычайно стабильна, неподвержена мутациям, устойчива к денатурации. Попадая в благоприятную среду (гомологичный белок) активно размножается.

[nekroz.livejournal.com]

>Что же касается преодоления эволюции, тут у меня никаких возражений нет — человек уже довольно давно совершил первый фазовый переход, когда научился передавать накопленные знания следующим поколениям.

с человеком все более-менее очевидно, мне было бы интересно попытаться распространить эту мысль на жизнь в целом, говорить о том, что такое "стремление" присуще жизни в принципе

>Т.ч. первый вопрос в этом посте вполне разумно поставить под сомнение.

я бы скорее поставил под сомнение второй, о законах
потому что таки да, мы видим рост сложности, просто неочевидно, ЧЕМ на самом деле является этот видимый нами рост

я так понимаю, что Мессала в какой-то момент сам начал говорить именно о сложности экосистем, а не о какой-то другой сложности

опять таки, под стабильностью я подразумеваю нечто большее, чем "неподверженость мутациям"
в этом смысле нет ничего стабильнее камня
я скорее говорил о стабильности экосистемы на значительном отрезке времени, для чего экосистема должна быть устойчива к внешним изменениям, начиная от "запаса прочности" и заканчивая переделкой среды под себя, превращением ее в более стабильную
все эти вещи требуют множества различных компонент, которые будут их обеспечивать

[ellgree.livejournal.com]

> такое "стремление" присуще жизни в принципе
Случайно или закономерно возникновение разума?
Я даже не знаю, как подступиться к такому вопросу.

> я бы скорее поставил под сомнение второй, о законах
А вот со вторым вопросом мне как раз понятнее. shultz_flory в самом начале написал, что "хаотически движущаяся частица удаляется от исходного положения пропорционально sqrt(t)", но тут мы имеем дело не с единственной частицей, а с частицей, которая при каждой итерации, например, удваивается, и каждая из новой пары устремляется случайным образом к "сложности" либо к "простоте", постепенно заполняя все доступное пространство "сложности".
Тот же "sqrt(t)" можно применить не только к таксонам по отдельности, но и к экосистеме в целом, поскольку простота ограничена нулевой точкой а сложность не имеет известных пределов.

> начиная от "запаса прочности" и заканчивая переделкой среды под себя
Понял. От приспособления к среде к приспособлению среды.

[nekroz.livejournal.com]

>Случайно или закономерно возникновение разума?
мне кажется, что разума в той форме, в которой мы его знаем - случайно, а разума, как определенного уровня развития в борьбе с эволюцией - закономерно

>А вот со вторым вопросом мне как раз понятнее.
но я бы не назвал это законом эволюции
мне вообще не кажется, что у эволюции есть "законы"

[ellgree.livejournal.com]

> а разума, как определенного уровня развития в борьбе с эволюцией - закономерно
Возможно. В принципе, у нас нет никаких причин считать что мы - аномалия.

> но я бы не назвал это законом эволюции
И я бы не назвал.

> мне вообще не кажется, что у эволюции есть "законы"
Тем не менее, они есть:
1 Закон необратимости эволюционных процессов
2 Закон ускорения темпов эволюции
3 Закон неравномерности эволюционного развития
4 Закон увеличения разнообразия организмов
5 Закон скачкообразного характера эволюции
6 Закон цефализации
7 Биогенетический закон
8 и 9 два биохимических закона

[nekroz.livejournal.com]

позор на мои седины, в таком случае, раз есть законы

но раз они есть, откуда у Мессалы взялся его второй вопрос, ведь, как по мне, закон необратимости исчерпывающе на него отвечает - возврата назад есть, поэтому сложность растет

[ellgree.livejournal.com]

Изначальная формулировка Долло, подчёркивающая невозможность даже частичного возвращения к исходной организации, излишне жестка; её развитие рядом учёных привело к формированию представления о том, что нельзя приостановить начавшуюся эволюционную перестройку, напр. редукцию или экстенсивное развитие органа. В современной трактовке необратимость эволюции — статистическая закономерность, вытекающая из невероятности полного возврата множества процессов, реализовавшихся в генотипе и фенотипе той или иной группы организмов. О Необратимости эволюции правильнее говорить лишь по отношению к целому организму, т. к. вторичное возникновение отдельных признаков, особенно сохраняющихся в той или иной форме на отдельных стадиях онтогенеза, иногда возможно.
.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

[nekroz.livejournal.com]

хм, возможно ли приравнять "первый вопрос Мессалы" (как звучит!) к закону необратимости?
в таком случае его второй вопрос будет звучать, как "какова причина существования закона необратимости, чем он обьясняется?"

[ellgree.livejournal.com]

Да. В законе не поясняется рост сложности. Наверное поэтому понадобился наглядный пример.
Если представить себе развитие организма как некую траекторию в многомерном пространстве критериев, по которым мы можем однозначно отнести организм к тому или иному виду, то необратимость не декларирует выделенного направления в этой траектории, утверждает лишь крайне малую (практически нулевую) вероятность того, что эта траектория может пересечься сама с собой. Особенно, если учесть, что эта траектория не является непрерывной кривой, поскольку изменения наступают скачкообразно (5й закон).

[nekroz.livejournal.com]

почему то на словах "выделенное направление" сразу вспомнилась проблема стрелы времени в физике
не одного ли поля эти ягоды?

[ellgree.livejournal.com]

Аналогий не вижу. Думаю, это я просто неосторожно использовал термин.

[nekroz.livejournal.com]

да, приглядевшись, я тоже перестал видеть
хотя по первости мне и хотелось подумать, нет ли тут места росту энтропии, как одному из обьяснений
но сейчас прокрутил всю цепочку в голове еще раз и да, получается, что иных ответов, кроме комбинаторных взрывов, пока не видно
единственно, у меня есть небольшое сомнение, что мы понимаем вопросы Мессалы так же, как и он сам, но оно маленькое и в любом случае не отменяет того, что комбинаторный взрыв решает вопрос в том виде, в котором мы его понимаем