Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной

Лично мне, сидящему в своем кабинете, никогда не бывавшему в Арктике, никогда не видевшему белого медведя в дикой природе и воспитанному на классической литературе и богословии, с ходу не приходит в голову, какую пользу могут извлечь белые медведи из своей окраски.

В данном конкретном случае было сделано допущение, что маскировка нужна только тем животным, на которых кто-то охотится. Что было при этом упущено из виду, так это то, что хищникам тоже полезно, когда добыча их не замечает. Белые медведи нападают на тюленей, отдыхающих на льду. Если тюлень заметит медведя на достаточно далеком расстоянии, он улизнет. Я подозреваю, что наш епископ мгновенно справится с возникшим затруднением, если представит себе, как бурый гризли на снегу пытается подкрасться к тюленю.

Опровергнуть доводы насчет белого медведя оказалось едва ли не слишком просто, но в некотором очень важном смысле не в этом суть. Даже если самый крупный в мире авторитет не может объяснить какое-то поразительное биологическое явление, это не значит, что оно необъяснимо. Многие тайны, остававшиеся неразрешимыми в течение веков, в конце концов получили объяснение. Если уж на то пошло, большинство современных биологов не найдут для себя затруднительным объяснить в терминах теории естественного отбора любой из 35 епископских примеров, хотя и не всегда это будет так же просто, как в случае с белым медведем. Но мы не собираемся состязаться в находчивости. Даже если найдется какой-то пример, который мы не сможем объяснить, не стоит сразу же делать грандиозные выводы только лишь на основании факта нашей личной неспособности. От этого еще Дарвин нас очень убедительно предостерегал.

У обращения к Личному Недоверию есть и более серьезные вариации – не те, что вытекают попросту из невежества и недостатка сообразительности. Одна разновидностей этого довода откровенно эксплуатирует то чувство крайнего удивления, которое мы все испытываем, когда сталкиваемся с чрезвычайно сложными устройствами наподобие навигационного оснащения у летучих мышей. В этом случае подразумевается как нечто не подлежащее сомнению, что такое чудо просто не могло возникнуть путем естественного отбора. С разрешения автора епископ цитирует высказывание Г. Беннетта о паутине:

Невозможно представить, чтобы человек, который в течение многих часов наблюдал за их работой, не уверился бы в том, что ни современные пауки, ни их предки не могли быть архитекторами этой сети, не счел бы абсурдным предположение, что она возникала шаг за шагом, посредством случайных изменений. Это все равно что предположить, будто сложные и точные пропорции Парфенона возникли путем сваливания в кучу кусочков мрамора.

Это вовсе не невозможно. Это именно то, во что я твердо верю – притом что и с пауками, и с паутинами немножко знаком.

Далее епископ переходит к человеческому глазу, задаваясь риторическим вопросом (подразумевающим отсутствие ответа): “Как мог столь сложный орган возникнуть в ходе эволюции?” Это не аргумент, а просто признание в собственном недоверии. По моему мнению, такое интуитивное недоверие, которое мы все склонны испытывать, когда речь заходит о том, что Дарвин называл органами исключительной сложности и совершенства, имеет двойную основу. Во-первых, нам не хватает интуитивного понимания того, какое необъятное время имеется в распоряжении у эволюции. Большинство из тех, кто сомневается в естественном отборе, готовы признать, что он может приводить к незначительным изменениям наподобие темной окраски, выработавшейся у многих бабочек после промышленной революции. Но, соглашаясь с этим, затем они указывают на то, сколь малы такие изменения. Епископ подчеркивает, что темная бабочка не является новым видом. Не спорю, изменение небольшое, никакого сравнения с эволюцией глаза или эхолокации. Но в то же время бабочкам понадобилась для этого всего лишь сотня лет. Срок в 100 лет кажется нам большим, потому что он длиннее нашей жизни. Но для геолога это примерно в тысячу раз меньше, чем отрезки, которыми он обычно оперирует!

Глаза не сохраняются в виде окаменелостей, и потому мы не знаем, сколько времени потребовалось нашему глазу на то, чтобы выработать свои нынешние сложность и совершенство из ничего, но на это у него было несколько сотен миллионов лет. Подумайте для сравнения об изменениях, произведенных человеком за куда более короткий срок при селекции собак. За какие-то сотни, самое большее тысячи, лет был проделан путь от волка до пекинеса, бульдога, чихуахуа и сенбернара. Ах, это все еще собаки? Они не стали новой “разновидностью”? Ну, если игры с подобными словами действуют на вас успокаивающе, то да, всех этих животных можно назвать собаками. Просто подумайте о сроках. Давайте все время, которое было потрачено на то, чтобы вывести эти породы собак от волка, представим как один-единственный шаг. Какое расстояние в этом масштабе нам нужно преодолеть, чтобы вернуться к Люси и ее сородичам – древнейшим ископаемым предкам человека, несомненно ходившим на двух ногах? Ответ будет – около 2 миль. А сколько нужно идти назад, чтобы добраться до самого начала эволюции на Земле? Для этого вам придется протопать все расстояние от Лондона до Багдада. Вообразите себе всю совокупность изменений, сопровождавших превращение волка в чихуахуа, а затем помножьте ее на количество шагов от Лондона до Багдада. Это даст вам некоторое наглядное представление о масштабе тех преобразований, которые мы можем ожидать от настоящей, естественной эволюции.

Вторая причина, почему нам кажется неправдоподобной эволюция таких сложных органов, как глаз человека или ухо летучей мыши, – это наше интуитивное обращение к теории вероятностей. Епископ Монтефиоре приводит цитату из К. И. Рейвена о кукушках. Кукушки откладывают свои яйца в гнезда к другим птицам, оказывающимся невольными приемными родителями. Подобно огромному количеству биологических адаптаций эта кукушечья адаптация является множественной. К паразитическому образу жизни кукушек приспосабливает сразу несколько их особых черт. Например, самкам кукушек свойственно откладывать яйца в чужие гнезда, а птенцам – выбрасывать из гнезда потомство хозяина. Обе эти повадки обеспечивают успех кукушечьему паразитизму. Рейвен продолжает:

Очевидно, что каждое отдельно взятое условие здесь крайне необходимо для успеха всего целого. Само по себе оно бесполезно. Весь opus perfectum должен был возникнуть одновременно. Но, как мы уже установили, вероятность такой последовательности случайных совпадений пренебрежимо, ничтожно мала.

В принципе подобные доводы вызывают большее уважение, чем те, что основаны на голых и ничем не подкрепленных сомнениях. Измерение статистической невероятности предположения – это правильный первый шаг при оценке его правдоподобия. Мы и сами будем неоднократно обращаться к этому подходу на страницах данной книги. Но надо уметь им пользоваться! В рассуждениях Рейвена имеется две ошибки. Во-первых, хорошо знакомое и изрядно поднадоевшее приравнивание естественного отбора к так называемой случайности. Мутации действительно случайны, а вот естественный отбор – совсем наоборот. Во-вторых, это попросту неправда, будто “каждое условие само по себе бесполезно”. Неправда, что все идеальное целое обязательно должно было быть завершено одномоментно. Неправда и то, что для успеха этого целого так уж необходима каждая составная часть. Простенькие, примитивные, недоработанные глаз, ухо, сонар, кукушечий паразитизм и т. п. – это лучше, чем полное их отсутствие. Совсем без глаз вы полностью слепы. А с наполовину готовым глазом вы, может, и не разглядите хищника как следует, но по меньшей мере сможете определить общее направление его движений. И эта разница может оказаться вопросом жизни и смерти. Подробнее на эту тему мы потолкуем в следующих двух главах.

Глава 3

Накопление небольших изменений

Итак, живые существа столь невероятны и столь превосходно “продуманны”, что не могли возникнуть случайно. Тогда каким же образом они возникли? Ответ, по Дарвину, таков: путем постепенного, пошагового преобразования простейших первопричин; из зачаточных элементов, которые были достаточно просты для того, чтобы возникнуть случайно. Каждое очередное изменение в ходе постепенного эволюционного процесса было достаточно простым по сравнению с непосредственным предшественником и потому могло произойти спонтанно. Однако, подумав о том, каким сложным по сравнению с примитивным исходным материалом оказался конечный результат, понимаешь, что вся совокупность последовательных шагов была процессом далеко не случайным. Двигателем накопления изменений является неслучайное выживание. Задача этой главы показать, на что способен накапливающий отбор – явление, не имеющее со случайностью ничего общего.

Прогуливаясь по галечному пляжу, вы можете заметить, что галька лежит не беспорядочно. Мелкие камешки обычно группируются в виде обособленных полос, тянущихся вдоль пляжа, а более крупные – отдельно от них. Они сортировались, распределялись, отбирались. Какое-нибудь прибрежное племя могло бы удивиться такому свидетельству продуманности и упорядоченности мира и сложить миф, который объяснял бы этот феномен, скажем, волей Великого Духа, живущего на небесах, чей разум склонен к аккуратности и порядку. Мы снисходительно улыбнулись бы на такое суеверие и объяснили бы, что на самом деле порядок здесь навели слепые силы физики – в данном случае морские волны. Волнам несвойственно иметь цели и намерения, их разум не склонен к аккуратности – у них вообще нет разума. Они просто приносят энергию, которая разбрасывает гальку по пляжу, а мелкие и крупные камни по-разному реагируют на такое воздействие и потому оказываются на разном расстоянии от воды. Из беспорядка возникла малая толика порядка, и ничей разум этого не планировал.

Волны и галька образуют простую систему, автоматически генерирующую неслучайность. Таких систем в мире полным-полно. Наипростейший пример, приходящий мне в голову, – это дыра. Через дыру проходят только те предметы, которые меньше ее. Это значит, что если изначально вы располагаете неким случайным набором объектов над дырой, а также некоей силой, которая перетряхивает эти объекты случайным образом, то через некоторое время объекты выше и ниже дыры будут рассортированы отнюдь не бессистемно. Пространство под дырой будет иметь тенденцию содержать в себе объекты меньше дыры, а пространство над дырой – те объекты, которые превосходят ее по размерам. Конечно же, люди давным-давно научились извлекать выгоду из этого простого принципа генерирования неслучайности, лежащего в основе такого полезного приспособления, как сито.

Наша Солнечная система представляет собой стабильное и организованное объединение планет, комет и всяческих обломков, вращающихся вокруг Солнца, и предположительно является одной из многих подобных систем во Вселенной. Чем ближе к Солнцу находится космическое тело, тем с большей скоростью оно должно двигаться, чтобы противостоять силе гравитации и оставаться на устойчивой орбите. Для любой отдельно взятой орбиты существует только одна скорость, с которой можно лететь, не сходя с этой орбиты. Двигаясь с любой другой скоростью, тело либо умчится далеко в космос, либо перейдет на другую орбиту, либо рухнет на Солнце. Взглянув на планеты Солнечной системы, мы с вами увидим, что – ну надо же! – каждая из них перемещается вокруг Солнца с той самой скоростью, которая необходима, чтобы оставаться на орбите. Благословенное чудо дальновидного замысла? Нет, просто еще одно природное “сито”. Очевидно, что все вращающиеся вокруг Солнца планеты, которые мы наблюдаем, должны двигаться по своим орбитам именно с нужной скоростью, иначе бы мы их там не видели, поскольку их бы там не было! Но точно так же очевидно и то, что в этом нет никакого доказательства сознательного замысла. Перед нами просто еще одна разновидность сита.

Подобное примитивное отсеивание само по себе ни в коей мере не является достаточным для объяснения той высочайшей степени упорядоченности, какую мы видим в живых организмах. Давайте вспомним аналогию с кодовым замком. Тот уровень неслучайности, который может быть достигнут простым отсеиванием, можно с натяжкой приравнять к открытию кодового замка с кодом из одной цифры – такой легко может быть открыт исключительно наудачу. То же, что мы можем наблюдать в живых системах, аналогично громадному кодовому замку с практически бесконечным числом угадываемых цифр. Произвести биологическую молекулу типа гемоглобина (красного кровяного пигмента) путем простого “просеивания” – это было бы равносильно тому, чтобы взять все аминокислотные “строительные блоки” для гемоглобина, встряхнуть их и надеяться, что молекула гемоглобина соберется сама собой. Везение, которое тут потребуется, долж но быть просто невообразимым – вот почему Айзек Азимов и прочие так любят приводить этот пример в качестве убойного аргумента.

Молекула гемоглобина состоит из четырех аминокислотных цепочек, переплетенных между собой. Возьмем только одну из них. Она образована 146 аминокислотами. В живых организмах обычно встречается 20 разных типов аминокислот. Число способов, которыми можно соединить 20 различных элементов в цепь длиной в 146 звеньев, невероятно велико; Азимов назвал его “гемоглобиновым числом”. Его несложно подсчитать, но вот вообразить затруднительно. Первым звеном из 146 может оказаться любая из 20 допустимых аминокислот. Вторым тоже. Следовательно, для цепочек, состоящих из двух звеньев, количество возможных вариантов равняется 20 ? 20, то есть 400. Число возможных типов цепочки из трех звеньев будет 20 ? 20 ? 20, что равняется 8000. Чтобы узнать, сколько может быть построено различных цепочек из 146 звеньев, надо 146 раз помножить двадцатку саму на себя. Полученное число будет ошеломляюще громадным. Миллион – это единица с шестью нулями. Миллиард (1000 миллионов) – это единица с девятью нулями. А искомое нами число – “гемоглобиновое число” – это (приблизительно) единица со 190 нулями после нее! И только один из этого множества вариантов – наш гемоглобин. Вот сколь ничтожен шанс получить его благодаря удачному стечению обстоятельств. А ведь молекула гемоглобина – это лишь крохотная частица сложнейшего устройства. Совершенно очевидно, что само по себе простое отсеивание даже близко не в состоянии порождать ту степень упорядоченности, какую мы видим в живых организмах. Отсеивание – важный фактор при формировании сложной организации живого, но это далеко не все, что требуется. Нужно что-то еще. Чтобы объяснить, что же именно, мне необходимо провести разграничение между “одноступенчатым” и “накапливающим” отбором. Все те примитивные разновидности сита, которые мы пока что рассматривали в этой главе, представляют собой примеры одноступенчатого отбора. А живые организмы являются результатом накапливающего отбора.

Принципиальное различие между двумя этими видами отбора состоит в следующем. При одноступенчатом отборе отбираемые или сортируемые объекты – будь то камешки на пляже или что-то другое – отбираются раз и навсегда. А при отборе накапливающем они “размножаются” – ну или каким-то иным способом результаты одного отсеивания оказываются материалом для другого, следующего отсеивания, результаты которого опять “проходят через сито”, и так далее до бесконечности. Объекты подвергаются отбору или систематизации в течение многих следующих друг за другом “поколений”. Итоги отбора в одном поколении являются отправной точкой для отбора в следующем поколении, и так много поколений подряд. Использовать тут слова “размножаться” и “поколение”, обычно применимые к живым организмам, вполне естественно, ведь живые организмы – это самый типичный пример объектов, участвующих в процессе накапливающего отбора. В реальности они могут оказаться даже единственным таким примером, но пока я предпочел бы воздержаться от категоричных заявлений.

Порой игра ветра придает облакам форму легкоузнаваемых предметов. Много раз публиковалась фотография, сделанная одним пилотом-любителем: нечто похожее на глядящий с неба лик Иисуса. Все мы видели облака, которые были на что-нибудь похожи, например на морского конька или на улыбающуюся рожицу. Эти изображения возникают путем одноступенчатого отбора – другими словами, благодаря однократному совпадению, – и потому большого впечатления они не производят. Сходство знаков зодиака с животными, в честь которых они были названы, – Скорпион, Лев и т. п. – не более интересно, чем предсказания астрологов. Оно не ошеломляет нас в той же степени, что и биологические адаптации, возникающие в результате накапливающего отбора. Увидев, сколь схожа листовидка с листом, или встретив богомола, выглядящего как соцветие из розовых цветочков, мы описываем эти явления как необычайные, поразительные и захватывающие дух. А если облако похоже на хорька, то для нас это разве что слегка занятно и едва ли стоит того, чтобы обращать внимание собеседника. Более того, мы вполне можем изменить свое мнение насчет того, на что это облако больше всего похоже.

ГАМЛЕТ. Видите вы вон то облако в форме верблюда?

ПОЛОНИЙ. Ей-богу, вижу, и действительно, ни дать ни взять верблюд.

ГАМЛЕТ. По-моему, оно смахивает на хорька.

ПОЛОНИЙ. Правильно: спинка хорьковая.

ГАМЛЕТ. Или как у кита.

ПОЛОНИЙ. Совершенно как у кита[1 - Шекспир У. Гамлет, принц датский. Акт 3, сцена 2. Перевод Б. Л. Пастернака. – Прим. перев.].

Не знаю, кто именно первым обратил наше внимание на то, что обезьяна, бессмысленно лупящая по пишущей машинке, смогла бы, имей она достаточно времени, напечатать полное собрание сочинений Шекспира. Ключевая фраза тут, разумеется, “имей она достаточно времени”.

Давайте слегка облегчим задачу нашей обезьяне. Пусть ей надо будет напечатать не полное собрание сочинений, а всего лишь коротенькое предложение Methinks it is like a weasel (“По-моему, оно смахивает на хорька”), и, чтобы облегчить задачу еще больше, мы дадим ей для этого упрощенную клавиатуру, содержащую только 26 букв (заглавных) и клавишу пробела. Сколько же времени на это потребуется?

В выбранном предложении 28 знаков. Давайте будем считать, что обезьяна как бы делает серию дискретных “попыток”, каждая из которых состоит из 28 ударов по клавиатуре. Если она правильно набирает нужную фразу – эксперимент окончен. Если нет – мы даем ей новую “попытку” 28 раз нажать на клавиши. Я не знаком ни с одной обезьяной, но, к счастью, моя 11-месячная дочь представляет собой хорошо зарекомендовавший себя в деле генератор беспорядка, и она с готовностью (даже, может быть, излишней) согласилась взять на себя роль обезьянки-машинистки. Вот что она набрала на компьютере:

UMMK JK CDZZ F ZD DSDSKSM

S SS FMCV PU I DDRGLKDXRRDO

RDTE QDWFDVIOY UDSKZWDCCVYT

H CHVY NMGNBAYTDFCCVD D

RCDFYYYRM N DFSKD LD K WDWK

JJKAUIZMZI UXDKIDISFUMDKUDXI

Однако у нее много дел и без того, так что я был вынужден запрограммировать компьютер так, чтобы он сам имитировал печатающего младенца или обезьяну:

WDLDMNLTDTJBKWIRZREZLMQCO P

Y YVMQKZPGJXWVHGLAWFVCHQYOPY

MWR SWTNUXMLCDLEUBXTQHNZVJQF

FU OVAODVIKDGXDEKYVMOGGS VT

HZQZDSFZIHIVPHZPETPWVOVPMZGF

GEWRGZRPBCTPGQMCKHFDBGW ZCCF

И так далее, и тому подобное. Вычислить, через какое время имеет смысл ожидать, что компьютер (или младенец, или обезьяна) случайно наберет METHINKS IT IS LIKE A WEASEL, нетрудно. Давайте прикинем общее число возможных фраз нужной нам длины, которые обезьяна, или младенец, или компьютер могли бы случайно набрать. Принцип расчета будет тот же самый, что и для гемоглобина, и результат получится таким же огромным. На месте первой буквы может оказаться любая из имеющихся 27 (давайте считать пробел тоже “буквой”). Таким образом, шансы, что обезьяна в качестве первой буквы поставит нужную нам M, составляют 1 из 27. Вероятность того, что правильными окажутся первые две буквы ME, будет равна вероятности правильного попадания на вторую букву E (1 из 27) при условии, что первая буква, M, уже оказалась верной – то есть 1/27 ? 1/27 или 1/729. Вероятность получить первое слово, METHINKS, соответствует 1/27 для каждой из восьми составляющих его букв, иначе говоря, 1/27 ? 1/27 ? 1/27 … и т. д., всего восемь раз, то есть 1/27 в 8-й степени. Вероятность же написать правильно всю фразу из 28 знаков составляет 1/27 в 28-й степени, что означает число 1/27, помноженное само на себя 28 раз. Это очень маленькие шансы, где-то 1 к 10 000 миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов. Ждать нужной фразы придется, мягко выражаясь, очень-очень долго. Что уж говорить о полном собрании сочинений.

Вот и все, на что способен одноступенчатый отбор случайных изменений. А как насчет накапливающего отбора, намного ли он будет эффективнее? Очень намного – возможно, больше, чем мы в состоянии вообразить, хотя если подумать, то это покажется почти что очевидным. Мы снова воспользуемся нашей компьютерной обезьянкой, но внесем в программу одно существенное изменение. Как и в предыдущий раз, компьютер начинает со случайной 28-буквенной последовательности:

WDLDMNLTDTJBKWIRZREZLMQCOP

А затем приступает к “селекции”. Он воспроизводит эту бессмысленную фразу несколько раз подряд, но с определенной вероятностью случайной ошибки – “мутации” – при копировании. Далее компьютер изучает получившиеся бессмысленные фразы – “потомство” исходной – и выбирает среди них ту, которая хоть сколько-нибудь больше других походит на искомое METHINKS IT IS LIKE A WEASEL. В данном случае среди следующего “поколения” победительницей оказалась такая фраза:

WDLTMNLTDTJBSWIRZREZLMQCO P

Не то чтобы явное улучшение! Но алгоритм продолжает выполняться, теперь уже эта фраза “производит” мутантное “потомство”, из которого выбирается новый “победитель”. Десять поколений спустя фраза, оставляемая “на племя”, выглядела так:

MDLDMNLS ITJISWHRZREZ MECS P