TopList Яндекс цитирования
Русский переплет
Портал | Содержание | О нас | Авторам | Новости | Первая десятка | Дискуссионный клуб | Чат Научный форум
Первая десятка "Русского переплета"
Темы дня:

Мир собирается объявить бесполётную зону в нашей Vselennoy! | Президенту Путину о создании Института Истории Русского Народа. |Нас посетило 40 млн. человек | Чем занимались русские 4000 лет назад? | Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?


Проголосуйте
за это произведение

Русский переплет

 

Наука
Искания и размышления
7 декабря 2025 года

Александр Шнирельман

Случайность или Intelligent Design?

     Я хочу порассуждать об очень редких событиях - вернее, об одном таком событии, а именно – о зарождении на Земле жизни. Вообще, никто не доказал что это событие произошло. Может быть, жизнь пришла откуда-то извне, да и вообще может быть есть ещё какие-то возможности, потому что у Бога есть сколько угодно возможностей, которых мы не видим, а если не хватает, он их создает. Но все таки, давайте примем гипотезу, что жизнь зародилась на Земле в какой-то момент (кстати, довольно ранний по отношению к возрасту самой Земли, меньше чем через миллиард лет после ее возникновения). Те, кто пытаются рассмотреть этот вопрос более-менее серьезно и количественно, неизбежно приходят к выводу, что если это событие было случайным, то вероятность такого события ужасно мала (я даже не могу сказать сколько, потому что верить их оценкам это не серьезно). Придумываются всякие сценарии происхож- дения жизни, и каждый раз происхождение жизни – результат какого-то практически невероятного стечения обстоятельств. Так что не будем вникать в эти сценарии, важно что происхождение жизни из нежизни – очень маловероятное событие. Мы просто постулируем, что жизнь как-то возникла, и будем извлекать из этого предположения (может быть, все-таки факта?) следствия, пользуясь теорией вероятностей. Так вот, в теории вероятности, кроме приблизительного подсчёта всяких комбинаций (то, что обычно понимают под теорией вероятности – сколькими способами можно что-то сделать, и сколько есть из них способов, которые ведут к успеху, а остальные не ведут, и тд.), есть и более содержательные разделы. В частности, в теории вероятностей есть то, что можно назвать теорией очень маловероятных событий. Или, более распространенное сейчас название – теория больших уклонений. Интересно, что основания этой теории были заложены шведом Харальдом Крамером, который работал в страховой компании. Ясно, что для страховой компании вопрос, как оценить вероятность того или иного, может быть очень редкого, события, имеет первостепенное значение; от этой вероятноси зависит, прежде всего, страховая премия. Поэтому серьезные страховые компании приглашали на работу первоклассных математиков. Следующий типичный пример показывает, о чем идет речь в теории больших уклонений, и какие там получаются результаты.
     Рассмотрим процесс, который называется Броуновским движением. Во-первых, что это такое физически? Если в жидкости или в газе взвешенны пылинки микронных размеров, то глядя на них в микроскоп, мы видим, что они всё время движутся, как-то дёргаются во все стороны, вроде бы как танцуют. Это совершенно универсальное свойство было открыто ботаником Броуном, по-видимому, как только появился хороший микроскоп. Он посмотрел на пыльцу растений (пылинки очень маленькие, как раз микронного размера), и увидел, что эти пылинки беспорядочно мечутся во все стороны. Сначала он подумал, что это – проявление некоей жизненной силы, которая заставляет их так двигаться, но потом он же и обнаружил, что если вместо пыльцы растений туда поместить какие-нибудь совсем неорганические пылинки (он использовал мелкие частички красной краски – кармина), то они движутся точно так же, как частицы пыльцы.
     Я не буду рассматривать физическую природу Броуновского движения (хотя это крайне интересно), но скорее его математическое описание. Математическая модель Броуновского движения была создана Норбертом Винером. Смысл этой модели был такой: давайте мы будем следить в микроскоп за маленькой частичкой, и фиксировать ее положение, например, каждую секунду, отмечая, насколько она продвинулась. И вот, первое свойство которое было тщательно проверенно разными людьми, таково: во-первых, это перемещение за одну секунду случайно, оно может происходить в любом направлении, на разные расстояния, но самое главное, что перемещение за следующую секунду совершенно независимо от перемещения за предыдущую секунду. То есть, как говорят специалисты по вероятности, это процесс с независимыми приращениями. Как правило, если взять движение частицы за много секунд, то она в какие-то секунды передвигается, скажем, слева направо, в какие-то другие секунды справа налево, и поскольку все эти перемещения происходят случайно и независимо друг от друга, то частица примерно столько же раз переместится в одну сторону, сколько и в противоположную. Поэтому, в среднем, частичка весьма мало двигается, она толчется на месте, и в результате она за n секунд может переместиться, как правило, на расстояние порядка √n. Таким образом, чем больше n, тем меньше эффективная скорость ее движения. У нее нет никакого среднего движения, и если нарисовать траекторию этой частицы (что тоже делалось миллионы раз), то это будет какая-то крайне запутанная траектория, даже не кривая,
а крайне лохматая линия, даже трудно назвать ее кривой.

Так вот, тем не менее, если она за каждую следующую секунду перемещается на случайное расстояние в случайном направлении, которое не зависит от предыдущего, то ведь всётаки есть положительная вероятность, что она переместится приблизительно в том же направлении, и есть (существенно меньшая) вероятность, что она и в течении нескольких последовательных секунд будет перемещаться каждый раз в одном направлении. То есть, она вроде будет двигаться как-то целенаправленно в это время. Вероятность этого всё-таки отлична от нуля.
И вот теперь допустим, что за какое-то большое число n секунд частица переместится на расстояние порядка этого самого n. Вероятность этого, конечно, чудовищно мала, но тем не менее, строго говоря, она не равна нулю. И поэтому мы можем задать вопрос: каковы свойства траектории Броуновской частицы, если она случайным образом переместилась за n секунд на расстояние порядка n? Это типичный вопрос в теории больших уклонений, или в теории маловероятных событий. Если маловероятное событие происходит, как оно выглядит, есть ли в нем что-нибудь особенное? И вот совершенно замечательный ответ в данном случае: если в начале частичка была в точке A, а через n секунд оказалась в точке B, то она будет двигаться, с большой точностью, по прямой соединяющей A и B, с постоянной скоростью! Все остальные варианты ее движения, например чтобы она двигалась не по прямой, а по какой-то кривой, по ломанной, по окружности между A и B, имеют ещё неизмеримо меньшую вероятность. Значит, при условии что частичка попадает из точки A в точку B за n секунд, а расстояние между A и B порядка n, траектория, с вероятностью крайне близкой к 1, будет близка (я бы сказал, она может случайно отклоняться, но мало), просто к прямолинейному равномерному движению между точками A и B. Что это значит?
Если мы действительно наблюдаем такое событие (которое само по себе, ввиду своей малой вероятности, является настоящим чудом), то в этом чуде мы видим второе чудо: частица будет двигаться так, как будто бы она знает, куда ей надо двигаться! Если она и делает какой-то зигзаг, или задерживается, или уходит немножко назад, то она тут же "опоминается"и возвращается к своему прямолинейному движению, как будто в нее вставлен какой-то компас, который ей даёт направление, или какая-то сила, какой-то внешний контроль, который эту частицу намеренно двигает от A к B. Это совершенно, если подумать, фантастическая вещь. То есть, из случайного движения, если уже произошло такое
маловероятное событие, то опять же с очень большой вероятностью, очень близкой к 1, движение является уже не случайным, а уже в нем появляется как будто какой-то внешний, разумный контроль, который следит чтобы эта частица двигалась ровно туда, куда надо, как будто ее кто-то направляет.
Конечно, такое Броуновское движение (вернее, это то что называется Винеровский процесс, который есть математическая модель Броуновского движения - Броуновское движение наверное более сложное, а это упрощённое описание), этот Винеровский процесс, это все таки самое простое что можно при- думать, где мы видим это явление.      А явление это, опять же, это что при наблюдении очень ма- ловероятного события, мы видим в этом маловероятном событии какие-то новые черты, какую-то организованную структуру, которая выглядит так, как будто это событие уже не случайное, а определенное чьей-то волей. Теперь мы сделаем очень большой логический прыжок (я признаю, что ничего в этом особо убедительного нет, но попробую). А именно, рассмотрим переход от отсутствия жизни к ее существованию. У нас есть невероятно сложная смесь хи- мических веществ в очень агрессивной среде, где есть и вы- сокие температуры, и очень агрессивные химические компо- ненты, и сильная радиация, все эти удовольствия сразу. И в этой среде у нас происходят хаотические химические реакции, сопровождаемые, конечно, всякими физическими явлениями. Где-то что-то испаряется, где-то что-то ионизируется, где-то что-то кристаллизуется, в общем эти явления происходят, в крайне разнообразной среде. Это не стерильная пробирка, а, например, поры горных пород, которые состоят из разных химически активных минералов. И вся эта безумная сложность приводит в конце концов к такому странному результату – появлению высоко организованных структур, которые, кстати, не только высоко организованы, но ещё и достаточно устойчи- вы, чтобы защищать свою высокую организованность, чтобы не распасться тут же немедленно.      Теперь давайте назовем состоянием A исходное состояние, когда никакой жизни нет, а есть эта очень сложная среда. Назовем состоянием B состояние, когда уже существует жизнь, то есть какие-то структуры, из которых потом когда-нибудь возникнут живые организмы. С механизмами саморепликации, структурами обмена веществ (метаболизма), мембранами, и т.д., то есть с тем, что характеризует живое состояние материи. А что же произошло в промежутке между A и B? Мы должны вообразить (или, по крайней мере, попытаться вообразить) пространство всех возможных состояний той самой системы, в которой это все происходит, то есть, допустим, химический состав и физические состояния всех компо- нент, плюс очень разнообразные внешние условия. То есть у нас получается, что состояния нашей системы можно, с большим напряжением воображения, считать точками какого-то невероятно огромного пространства (пространства возможностей). И вот в этом гигантском, бесконечномерном пространстве, под влиянием непредсказуемых внешних воздействий, мы очень смело изобразим состояние нашей системы одной точкой. Благодаря внешним воздействиям эта точка более-менее хаотически движется без всякого определенного направления. Как её толкают – так она и движется, подобно Броуновской частице в обычном трехмерном пространстве. И я даже не спра- шиваю почему, и каким образом, эта случайно движущаяся точка доходит от состояния A до состояния B. Мы знаем, что до состояния B эта точка в конце кпнцов дошла. И что можно сказать о траектории от A к B, имея ещё дополнительное соображение, что система из состояния A в состояние B перешла довольно быстро (причём состояние A и состояние B достаточно удалены друг от друга в пространстве возможных состояний)? Попробуем всё-таки вообразить, что есть какая-то аналогия между простым случаем Броуновского движения и бесконечно более сложным случаем возник- новения жизни. Что же мы тогда получаем? Мы получаем не более, чем гипотезу. Гипотеза эта заключается в том, что переход из A в B, если бы мы присутствовали при этом, и могли следить в течении этих нескольких сот миллионов лет, не будет выглядеть уже как совсем случайное блуждание. Он будет выглядеть так, как будто его кто-то направляет, кто-то подставляет на каждом шагу нужные условия. Короче говоря, это будет выглядеть как то самое разумное творение, "intelligent design который собственно отвергается – не опровергается, а именно отвергается – современной "научной"наукой. И вдруг мы видим, что "Intelligent Design"возник сам собой, ходя бы в таком рассуждении по аналогии.
     Ещё раз: наши шаткие рассуждения приводят к тому, что хотя жизнь возникла в результате случайных процессов, которые находятся под сильным влиянием внешних условий, но траектория, сам процесс возникновения жизни, если уже жизнь возникла, с большой вероятностью будет выглядеть не случайно, а как будто ее какая-то внешняя сила, назовем ее тем самым "разумным творением направляла." Я не знаю, какие можно придумать ещё аналогии, поскольку здесь есть большое расстояние между теми проблемами и задачами, которые могут решаться строго в теории вероятности (для этого они должны быть поставлены точно, очень узко, чтобы можно было подогнать их под математическую схему, и, по возможности, количественно решить). Это одна сторона, один конец этой истории. А другой конец нечто сверхсложное, сверхдлинное, в котором никаких количественных оценок, наверное, дать нельзя, где мы можем только формулировать эвристические интуитивные соображения. Итак, краткое резюме: если предположить, что жизнь на Земле возникла в результате случайных физико-химических процессов в течение относительно короткого времени (несколько сотен миллионов лет), то для наблюдателя процесс возник- новения жизни с высокой вероятностью выглядел бы как целенаправленное творение.


Что говорят об этом на научном форуме:


Что говорят об этом в Дискуссионном Клубе:

Проголосуйте
за это произведение

Что говорят об этом в Дискуссионном клубе?
342645  2025-12-08 22:18:39
VM
- Жизнь во Вселенной.

Русский переплет

Copyright (c) "Русский переплет"

Rambler's Top100