Одна формула и весь мир - Евгений Седов

Среди всех участников сессии, пожалуй, только два человека — академики И. И. Шмальгаузен и В. С. Немчинов — понимали, что спор о механизме наследственности есть, в сущности, спор об «энтропийных свойствах» живого.

Согласно генетической теории по наследству могут передаваться только те новые признаки организма, которые возникли в результате случайной изменчивости генов. Лишь спустя 20 лет после описанных событий, после того как была разработана теория информации и разгадан принцип генетического кода, стало ясно, что мутации — это и есть та самая недетерминированная, непредсказуемая энтропийная составляющая, которую заключает в себе ген. Слово «мутации» было повторено тысячекратно и сторонниками и противниками генетической теории наследственности, выступившими на сессии ВАСХНИЛ. Таким образом, главным предметом разгоревшейся на этой сессии дискуссии была скрывавшаяся под именем мутации энтропия.

Присутствовавшие на сессии биологи представляли собой два лагеря, стоявших на противоположных идейных позициях: одни из них отстаивали принципиальную роль мутаций в механизме наследственности, другие же полностью отрицали эту роль.

Противники генетики считали, что, изменяя условия в нужную сторону, можно довольно легко получить, передать по наследству и закрепить в потомстве именно те полезные признаки, которые мы хотим получить. Стоит лишь вырастить несколько поколений пшеницы в условиях пониженной температуры, и сам собой образуется морозоустойчивый сорт. Или: уменьшая от поколения к поколению количество потребляемой растениями влаги, можно воспитывать засухоустойчивые сорта.

Изложенная доктрина — это не что иное, как возрождение отвергнутой Дарвином теории Ламарка, считавшего, что длинная шея жирафа образовалась потому, что многим поколениям жирафов приходилось тянуться к висящим высоко над землей плодам. Дарвин доказал, что приобретенные подобным образом признаки не передаются потомству. По наследству передаются только случайно возникшие признаки — вот в чем «гвоздь» теории Дарвина. Развивая и углубляя эту теорию, генетики пришли к выводу, что источником неопределенной изменчивости (так называл это явление Дарвин) являются случайные мутации генов.

Отрицая существование носителей наследственности — генов и в то же самое время провозглашая себя последовательными дарвинистами, противники генетики впадали в явное противоречие: на место дарвинизма они пытались поставить неоламаркизм.

В своей книге «Факторы эволюции» И. И. Шмальгаузен утверждал: «Возникновение отдельных мутаций имеет все признаки случайных явлений. Мы не можем ни предсказать, ни вызвать произвольно ту или иную мутацию». Сейчас под этими утверждениями подпишется каждый генетик. Они полностью подтверждаются достижениями генетики и кибернетики, точно соответствуют выводам, вытекающим из энтропийно-информационного анализа всех эволюционирующих систем.

Спустя много лет после выхода в свет упомянутой книги И. И. Шмальгаузена начала развиваться генная инженерия. Расшифровав генетический код, человек приобретает возможность вносить в него коррективы, путем сложных биохимических процессов изменять по своему усмотрению какую-то часть содержащихся в хромосомах молекулярных цепочек ДНК. В замененной части может содержаться новый наследственный признак, развитием которого человек решил управлять. Мы опускаем огромные трудности, связанные и с расшифровкой и с коррекциями «записей», содержащихся в гене. Вопрос ставится в принципе: можно ли наследственностью управлять? Да, можно: либо путем отбора мутаций генов, либо с помощью генной инженерии. В первом случае мы предоставляем «творческую инициативу» природе, во втором берем ее на себя. Эта разница принципиальна. Если мы хотим управлять предсказуемо, тогда мы должны сначала спроектировать в воображении будущий новый признак или будущий организм. Тем самым мы исключаем роль мутации генов — все «мутации» происходят в нашем воображении, в процессе «вынашивания проекта», по которому мы хотим создать новый видовой признак или новый биологический вид. Но в любом случае не обойтись без мутаций, так как именно они позволяют методом проб и ошибок найти наиболее соответствующий условиям (оптимальный) вариант.

Все сказанное пока звучит как фантастика. И это естественно: ведь и в расшифровке наследственных кодов и в генной инженерии сделаны лишь самые первые шаги. Но шаги для науки принципиальные — они доказывают возможность решения этих проблем.

Надо заметить, что ни в ближайшем, ни в далеком будущем генная инженерия, по-видимому, не исключит влияния непредсказуемых мутаций генов, потому что, вводя новые «записи» в хромосому, нельзя предвидеть, как среагирует на это новшество ген.

Но все это — проблемы будущего. А на сегодняшний день мы не можем еще вносить любые коррекции в гены, поэтому нам приходится пользоваться результатами случайных мутаций. А тут уж волей-неволей надо мириться с тем, что мы не можем заранее их предсказать.

На начальном этапе развития квантовой физики сознание многих ученых бунтовало против необходимости отказаться от наглядных и привычных классических представлений и признать двуединую природу элементарных частиц, которые ведут себя то как частицы, то как волны. Этот период развития физики был подлинной «драмой идей». История энтропии еще в большей степени драматична. «Драма идей» здесь зачастую переходила в «драму людей». Именно таким поистине драматическим моментом было выступление детерминистской биологической школы против генетиков, отстаивавших открытую Дарвином энтропийную природу случайной (неопределенной) изменчивости, на которой зиждется любой созидательный эволюционный процесс.

Противники генетики попытались этот закон отменить.

Он показался им неудобным, поскольку признание факта непредсказуемости мутаций, по их мнению, равносильно признанию невозможности планомерной селекции новых сельскохозяйственных сортов.

Единственный способ «поладить» с природой — это терпеливое ее изучение. На основе скрупулезно добытых учеными фактов можно, конечно, строить планы последующих исследований, постепенного отбора и накапливания признаков полезных для сельского хозяйства или других хозяйственных областей. Но все подобные планы должны быть основаны на глубоком научном познании объективных законов природы, в них ни в коем случае не должен присутствовать какой бы то ни было волюнтаризм.

Глава 4.

ПЕТУХ С КОНСКИМ хвостом

БРИТВА О ДВУХ ОСТРИЯХ. САМАЯ МУДРАЯ КНИГА. ТРАГЕДИЯ ДАРВИНА. ИСТОРИЧЕСКИЕ НОСЫ. ЯЗЫК, ВОЗНИКШИЙ САМ ПО СЕБЕ. КНИГИ НА КАМНЕ. ОЖИВШАЯ ИНФОРМАЦИЯ. МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ

В предыдущих главах я старался убедить читателя в том, что именно энтропия не позволяет нашему миру уподобиться раз и навсегда заведенному механизму, а нам с вами стать винтиками этого механизма, не вольными изменить что-либо ни в мире, ни в собственной предначертанной неумолимым роком судьбе.

И вместе с тем, отдавая вполне заслуженную дань энтропии, нельзя забывать о том, что мир, в котором энтропия приобрела бы неограниченную свободу, был бы ничуть не лучше, чем детерминированный лапласовский мир. В таком «энтропийном» мире постепенно перемешались бы все признаки видов: конь с петушиным гребнем мог бы родиться с такой же степенью вероятности, как и петух с конским хвостом. А если бы этот процесс продолжался и дальше, то в конце концов стало бы невозможным существование не только живых организмов, но и вообще каких-либо упорядоченных систем.

Энтропия необходима природе, но если превысить необходимые «дозы», она «перепутает» тот порядок, который миллиарды лет копил и сохранял наш мир. Энтропию можно сравнить с лезвием «безопасной» бритвы: оно, как известно, безопасно только в оправе, в станочке, а вне его одинаково опасны оба острия.

Одно «острие» энтропии — это чрезмерная детерминация. Мы уже знаем что в крайнем своем проявлении она приводит к тому, что системы лишаются возможности адаптироваться в изменяющихся условиях.

Другое острие—«перебор» энтропии, перемешивание букв или признаков, бессмысленные тексты, общий хаос и ералаш. Чтобы «обуздать» энтропию, природа научилась копить информацию, вырабатывать правила формирования структуры разнообразных систем. Чтобы ограничить «своеволие» элементарных частиц, природа «предусмотрела» множество детерминирующих их движение правил, названных физиками «спинами», «странностями», «четностями» и т. п.

Правила, направляющие развитие биологических видов и запрещающие появление жеребят с петушиными гребнями и цыплят с лисьими или беличьими хвостами природа зашифровала сложным генетическим кодом, расшифровка которого стала одним из главных научных достижений нашего века. Но, отдавая должное успехам генетики, нельзя забывать о том, что в той мудрейшей из книг, в которую природа записывает все свои достижения, все свойства живого, наука пока освоила только азбуку и научилась читать лишь первые самые простые слова...