Первые, вторые и третьи репликаторы по Сьюзен Блэкмор, происхождение жизни и общая схема фазовых переходов в эволюции. Колонка для Компьютерры #99

 

Дмитрий Шабанов
Ошибка Геснера или Защита от морского черта: как функционирует механизм науки Первые, вторые и третьи репликаторы по Сьюзен Блэкмор, происхождение жизни и общая схема фазовых переходов в эволюции Сотая колонка: попытка перевести дух, осмотреться и понять, что и зачем я делаю
Колонка для Компьютерры #98 Колонка для Компьютерры #99 Колонка для Компьютерры #100

 

Наэлектризовавшую читателей тему двух предыдущих колонок не затрагиваю; поговорю здесь о меметике — то ли науке, то ли просто исследовательской программе, о которой и сам чуть-чуть подробнее узнал лишь недавно. В качестве введения в проблему меметики предлагаю соответствующую страницу Википедии — написано толково.

Заинтересовался я меметикой, посмотрев лекцию Сьюзен Блэкмор на TED`е. Очень рекомендую; для тех, кто как я, плохо воспринимает английский на слух (увы…), есть там и русские субтитры.

Сьюзен Блэкмор — личность, конечно, экстраординарная. Как можно понять по ее сайту, в круге ее интересов — дзен-буддизм, парапсихология, атеизм, легализация легких наркотиков, исполнение самбы и еще много чего, в том числе — эволюционная теория и миметика. Она — независимый журналист и приглашенный профессор в университете Плимута. Она один из лидеров натурализма — по-настоящему интересного мировоззрения, которое, согласно взглядам его сторонников, должно прийти на смену гуманизму.

Для начала — минимальный ликбез. Основы меметики заложил Ричард Докинз в «Эгоистичном гене» (1976). Докинз рассматривал репликаторы — единицы, способные к копированию. Копирующейся единицей наследственной информации принято считать, как известно, ген. Однако на развитие и поведение человека влияет как минимум две системы передачи информации — генетическая и культурная (культурное наследование — передача поведенческих признаков посредством обучения). Рассматривая аналогию между генетическим и культурным наследованием, Докинз предложил название для единицы культурного наследования — мем (от греч. μίμημα — подобие). Мем — это информация, которая копируется, передается от человека к человеку.

Я процитирую Википедию, то место, где упомянутая статья ссылается на книгу Сьюзен Блэкмор.

«Чтобы признать, что культура подчиняется законам дарвинизма, достаточно обнаружить, что ее единицы проявляют три ключевых для дарвинистской модели качества — наследственность, изменчивость и воспроизводство с различной частотой. Именно это приводит к тому, что со временем самые приспособленные единицы культуры широко распространяются, а плохо приспособленные — исчезают. Чтобы успешно воспроизводиться, единицы культурной информации должны стремиться к другим трем целям — максимальной точности своей передачи (чтобы избежать мутаций), широчайшему распространению и как можно более долгому по времени воспроизводству. Те из них, которые наилучшим образом решают эти три задачи, являются триумфаторами в процессе эволюции культуры».

Я бы, конечно, сказал, что для оценки воспроизводства репликаторов достаточно всего двух параметров: точности репликации и его эффективности (среднее количество «зараженных» на одного носителя). Длительное по времени воспроизводство — следствие этих двух параметров.

И еще одно замечание: «дарвинизм» в данном рассуждении — не устарелое название эволюционной биологии, а именно дарвиновский механизм изменений. Блэкмор называет его «универсальным дарвинизмом».

Как оказывается, идеи меметики в России продвигает сейчас историк Илья Носырев, автор недавно вышедшей книги «Мастера иллюзий. Как идеи превращают нас в рабов». Увы, книги его я еще не нашел, но, по крайней мере, понял, что главная тема, которая его интересует — механизм распространения религии. Носырев в этом отношении развивает идеи Докинза, выраженные в «Боге, как иллюзии». Интересна мысль Носырева, прозвучавшая в выступлении на презентации его книги — что современные религии в силу отбора на эффективность распространения становятся все более тоталитарными. Увы, точность и эффективность воспроизводства жесткого, подавляющего индивидуальность мировоззрения выше, чем либерального. С ростом нашего мира, с ростом количества и эффективности коммуникаций между носителями мемов в рост пойдут именно те из них, которые покажутся самыми пугающими постороннему наблюдателю. Видите ли, тут проявляется тот самый конфликт между целым и частью, о котором я писал во многих недавних колонках. Рассмотрим пример. Распространение жесткого, тоталитарного мема (в качестве примера Носырев приводит секту скопцов) вредит той группе людей, в которой происходит. Увы, это может не останавливать распространение самого мема: лишь бы он передавался эффективно и его носителям удавалось распространять его дальше.

Но наш разговор не об этом, а об идеях Блэкмор. Она выделила три типа репликаторов.

Первые репликаторы, по Блэкмор, — это гены.

Вторые репликаторы — это мемы: структуры, передающиеся из сознания одного человека в сознание другого.

Третьи репликаторы — это информационные структуры, которые распространяются в среде, созданной без непосредственного участия человека, в пространстве взаимодействующих технических устройств. Блэкмор называет их «темами» (в русском аналоге, вероятно т-мемы).

Чем может быть полезна такая классификация? Блэкмор обсуждает один пример. Помните уравнение Дрейка? Формулу, которая позволяет оценить число потенциально открытых для контакта цивилизаций в галактике? Она оперирует такими величинами, как доля подходящих планет, вероятность возникновения жизни, вероятность возникновения разума, время жизни открытой для контакта цивилизации…

Блэкмор предлагает иную формулу. Доля планет, где возникнет первый репликатор, где возникнет второй и где возникнет третий (и, естественно, время существования третьих репликаторов на планете). Дело в том, что каждый следующий переход опасен и может привести к вымиранию. Вы можете послушать, что говорит по этому поводу Блэкмор, а я обращу внимание на иные аспекты.

Как происходит переход к следующему уровню репликаторов — назовем его фазовым переходом в эволюции?

Совокупность взаимодействующих (=конкурирующих и сотрудничающих) репликаторов создает среду, в которой начинают воспроизводиться взаимодействующие репликаторы иного типа.

Возникает ситуация, которую можно рассматривать двумя дополнительными (в смысле принципа дополнительности Нильса Бора) способами. Например, организмы, которые передают друг другу мемы, можно описать двояко.

С одной стороны, мы видим адаптирующиеся к среде организмы, которые развили способность передавать друг другу адаптивные поведенческие признаки; так, конечно, могут передаваться и неадаптивные или даже вредные признаки, но такую ситуацию мы будем рассматривать как аномальную.

С другой стороны, мы видим среду, в которой распространяются и взаимодействуют мемы; с этой точки зрения не столь важно, полезны они или нет для организмов, важно то, насколько они эффективно распространяются.

Полезность и эффективность распространения — связанные (не ортогональные) признаки мемов. Совсем вредный мем будет распространяться плохо, потому что его носители будут исчезать; полезный получит поддержку в распространении от своих носителей, но, тем не менее, будет существовать категория не очень вредных, но зато весьма эффективно передающихся мемов. Если таких мемов окажется много, они могут привести к гибели популяцию своих носителей…

Не вдаваясь в обсуждение разновидностей вредных мемов, приведу один пример.

«— Как, ты до сих пор пользуешься этой устаревшей моделью?! Разве ты не знаешь, что модно сейчас?».

Попытайтесь оценить, насколько такой подход усиливает истощающее влияние человечества на среду его обитания. Феномен моды весь построен на быстро сменяющих друг друга мемах. Если бы можно было выключить этот мощный двигатель потреблятства, емкость среды для человечества (количество людей, которые может обеспечить всем необходимым наша планета) существенно бы увеличилась.

Вернемся к описанию фазового перехода. Он работает не только в отношении ряда репликаторов, который рассматривает Блэкмор. Он работает также при переходе от уровня популяций к уровню сообщества. Организмы, размножаясь, создают среду, в которой могут существовать паразиты и симбионты. В некотором смысле, все эксплуататоры (хищники в широком смысле слова, включая и паразитов) и мутуалисты существуют в среде, создаваемой их жертвами/хозяевами/партнерами. И их совместную популяционную динамику можно рассматривать с двух сторон, глядя со стороны как одного, так и другого вида! Причем в случае эксплуататоров ситуация несимметрична (есть жертвы, создающие среду, и есть эксплуататоры, которые ей пользуются), а в случае мутуалистов есть даже некоторая симметрия: каждая популяция создает среду для другой.

Оцените, какое поле для моделирования открывается в случае изучения таких систем! Кроме прочего, там будет возникать масса коллизий, соответствующих архетипу конфликта интересов на разных уровнях оптимизации (с проявлением действия как Невидимой Руки, так и Невидимой Ноги)!

А сейчас я предлагаю вам задуматься, полон ли перечень репликаторов, который предлагает Блэкмор. Действительно ли гены — первые репликаторы в истории Земли? Нет, конечно.

Начнем с того, что репликаторами все-таки являются и организмы. Докинз совершенно справедливо обращает внимание на то, что не все свойства организмов передаются их копиям, но отрицать такую передачу невозможно. Кстати, думаю, что от родителей потомкам передается не только генетическая информация, но и иная (вплоть до позиционной — в каком месте и в каком местообитании находится организм). Организмы — это те репликаторы, на примере которых Дарвин и открыл естественный отбор!

Докинз (судя, по крайней мере, по «Расширенному фенотипу») отлично понимает, что организм — это не просто проекция его генов. Сторонники Докинза, сколько я могу понять, осознают это далеко не всегда. Организмы — тоже репликаторы, причем их предшественники — старше, чем гены! Неверно ставить вопрос, что является единицами отбора, что эволюционирует: с одной стороны, организмы, меняющие гены, с другой — гены, меняющие организмы.

Мне уже приходилось писать об эпигенетической теории эволюции, ЭТЭ. Одно из ее отличий от синтетической теории, СТЭ, состоит в том, что возникновение генетического наследования — вполне объяснимый для ЭТЭ феномен. СТЭ сосредоточена на наследственности как способности генов передавать себя из поколения в поколение. Как эта способность возникла, с помощью логики СТЭ не объяснить — ну не может СТЭ рассматривать эволюцию, в которой нет генов! Для ЭТЭ ключевая идея — устойчивость воспроизводства репликаторов; наследственность — результат отбора. То, что наследственность обеспечивается не только генами, для ЭТЭ — естественное следствие основных принципов, а для СТЭ — потрясение основ.

А что же было до генов? Взаимодействующие автокаталитические реакции — я объяснял это в колонке о добиологическом отборе. И отбирались эти реакции на эффективность и на устойчивость!

Итак, формулирую гипотезу (придумал я ее сам, но у меня нет никаких оснований утверждать, что я сделал это впервые — мне не раз приходилось «открывать велосипеды»; может, кому-то эта идея известна давным-давно).

Возникновение жизни связано с фазовым переходом № 1, когда в среде периодически сдвигаемого равновесия обратимых химических реакций распространяются репликаторы — автокаталитические реакции. Взаимодействие (конкуренция и «сотрудничество») этих реакций приводит к возникновению их коадаптированных комплексов — протоклеток (вероятно, отграниченных мембранами или иными разделами фаз).

Фазовый переход № 2 состоит в том, что в этой среде протоклеток распространяются репликаторы иного типа — РНКовые. Они заражают протоорганизмы, как сейчас клетку заражают вирусы! И, как это и бывает с паразитами, отбор на устойчивость их передачи приводит к тому, что некоторые из них становятся не вредными, а полезными.

Фазовым переходом № 3 является симбиогенез, в ходе которого в среде одних клеток поселяются иные — паразитические, а потом и эндосимбиотические, формирующие, в конце концов, эукариотическую клетку — клетку с гибкой программой развития.

В ином направлении направлен переход № 3′, приводящий к существованию биотических сообществ, с разнообразием типов отношений между популяциями. Этот, третий-бис, переход происходит и до, и после того, который мы обозначили как третий. Не будем включать его в общий счет эволюционных фазовых переходов, отнесем его к экологическим фазовым переходам.

Возникновение мемов в этой логике — переход № 4, т-мемов — № 5. Дело в том, что т-мемы могут возникнуть, только осваивая среду, основанную на весьма сложном мемофонде.

Кстати, думаю, что взаимодействие между разнопланетными цивилизациями потребует еще одного фазового перехода. Передающиеся между планетами мемы и т-мемы должны быть очень специфичными информационными конструкциями, хотя бы потому, что они адресуются информационным системам с иными (вначале неизвестными) свойствами, которые поддерживаются неизвестным мемофондом.

…я буду думать об этом и дальше. А какие мысли возникают по этому поводу у вас?

 

Дмитрий Шабанов
Ошибка Геснера или Защита от морского черта: как функционирует механизм науки Первые, вторые и третьи репликаторы по Сьюзен Блэкмор, происхождение жизни и общая схема фазовых переходов в эволюции Сотая колонка: попытка перевести дух, осмотреться и понять, что и зачем я делаю
Колонка для Компьютерры #98 Колонка для Компьютерры #99 Колонка для Компьютерры #100

 

Комментарии

До фазового перехода №1, распространения репликаторов в среде химических реакций, был фазовый переход № 0, распространение репликаторов в среде физических реакций, когда химических веществ еще не существовало. Возможно, до этого были еще.
 А в будущем таких переходов может быть столько, что сложно представить.

Можно ли считать любую химическую реакцию репликатором? По-моему, нет - только автокаталитическую.

Собирание вещества под действием гравитации тоже можно назвать автокаталитическим процессом. Он сам себя подхлестывает. Чем больше вещества, тем больше гравитация, тем больше притягивается вещества. В таком случае переход №0 - формирование звезд.

"Универсальный дарвинизм" требует размножения...

Если она в том числе прекрасно описывает кристализацию (к примеру, перенасыщеного раствора),  и так много иных процесов, то у меня возникает что нового даст нам (какой прогноз), это "мировоззрение"?

 

Есть ряд феноменов, связанных с распространением мемов, которые невозможно (или почти невозможно) обхяснить, "глядя со стороны" организмов. Надо смотреть со стороны мемов, рассматривая их не как средства приспособления организмов, а как некие изменчивые структуры, которые конкурируют за возможность распространения.

Вы считаете, что мемы конкурируют?
Вы считаете, что у мемов есть наследственность? (а каков ее механизм?!!). Идея мемов может и заманчивая, но мне видится (а может, я туплю) совсем непроработанной !
И отчего сложные кристаллы не репликаторы ?! доказано сушествование повторяющихся структур, асимметричный (хиральный) синтез на их поверхностях и т.п.
И вообще, рассмотрение человеческой психики как среды заманчиво (а именно сознания), ну а если так расматривать социум как сумму психик, то задача, как мне кажется, порядком усложняеться... 
И совсем не ясно, какую задачу мы решаем ?