Опасная идея Дарвина: Эволюция и смысл жизни

Любое приемлемое объяснение закономерностей, наблюдаемых нами на Древе Жизни, предполагает сопоставление: почему мы видим именно эту закономерность, а не другую – или их полное отсутствие? Какие неосуществившиеся альтернативы следует принять во внимание и как они организованы? Чтобы ответить на эти вопросы, нам нужно уметь говорить не только о действительном, но и о возможном.

ГЛАВА 4: У Древа Жизни, с невообразимой подробностью отражающего историю жизни на Земле, есть закономерности строения, высвечивающие ключевые события, сделавшие возможным его дальнейшее процветание. Самыми важными являются революции эукариот и многоклеточных организмов, за которыми последовало множество случаев видообразования, незаметных в момент свершения, но позднее проявляющихся даже в таких важных событиях, как разделение царств растений и животных. Если цель науки – объяснить видимые закономерности во всей их полноте, ей следует рассматривать их на макро-, а не микроуровне и, где нужно, прибегать к схематизации, чтобы за деревьями можно было рассмотреть лес.

ГЛАВА 5: Противопоставление действительного и возможного – основа любого объяснения в области биологии. Представляется, что нам нужно различать разные степени возможности, и Дарвин создает систему, позволяющую использовать одинаковый подход ко всем случаям биологической возможности с точки зрения их доступности в «Библиотеке Менделя» – пространстве, содержащем все геномы. Чтобы сконструировать эту полезную схему, нам придется признать, а затем вывести за скобки определенные сложности, связанные с отношениями между геномом и жизнеспособным организмом.

Глава пятая

ВОЗМОЖНОЕ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ

1. Степени возможности?

Как бы ни были многообразны способы быть живым, на свете, безусловно, неизмеримо больше способов быть мертвым.

Ричард Докинз 132

Любая конкретная несуществующая форма жизни может быть лишена существования по двум причинам. Во-первых, из‐за отрицательного отбора. Во-вторых, из‐за того, что так и не произошли необходимые мутации.

Марк Ридли 133

Вообразите, например, стоящего в дверях толстяка; теперь вообразите стоящего там же, в дверях, лысого человека. Будет ли то один человек или два разных? Как нам ответить на этот вопрос? Сколько человек может стоять в дверях? Будет ли худощавых людей, возможно, стоящих в дверях, больше, чем, возможно, стоящих там толстяков? Многие ли из них совершенно схожи меж собой? Не значит ли их сходство, что это – один и тот же человек? Возможно ли вообще существование двух совершенно схожих меж собой вещей? Значит ли это то же самое, что и утверждение, что абсолютное сходство двух вещей невозможно? Или, наконец, не окажется ли понятие тождества попросту неприменимо к неактуализированным возможностям?

Уиллард Ван Орман Куайн 134

Складывается впечатление, что существует по меньшей мере четыре разных вида или степени возможности: логическая, физическая, биологическая и историческая, следующие именно в таком порядке. Наибольшую свободу допускает простая логическая возможность, которая, согласно философской традиции, означает лишь, что нечто может быть описано без противоречий. Летящий со скоростью выше скорости света Супермен логически возможен, но Гипермен, летящий со скоростью, превышающей скорость света, но не перемещающийся в пространстве, невозможен даже логически. Однако Супермен невозможен физически, поскольку, согласно законам физики, ничто не движется со скоростью, превышающей скорость света. Такое поверхностное и простое определение порождает целое море сложностей. Как нам отличить фундаментальные физические законы от логических? Например, физически или логически невозможно путешествие в прошлое? Как можно с уверенностью сказать, содержит ли кажущееся непротиворечивым описание – например, история, изложенная в фильме «Назад в будущее», – неуловимое противоречие или просто отрицает фундаментальные (но логически не необходимые) законы физики? Примеров философского анализа подобных сложностей тоже море разливанное, так что мы просто отметим факт их существования и перейдем на следующий уровень.

Супермен взлетает, просто оттолкнувшись от земли и приняв в воздухе эффектную позу – способность, совершенно очевидно, физически невозможная. Является ли физически возможной крылатая лошадь? Стандартная мифологическая модель никогда бы не оторвалась от земли – факт физический (аэродинамический), а не биологический, – но, вероятно, лошадь с достаточным размахом крыльев могла бы воспарить. Вероятно, то была бы крошечная лошадь, размеры которой инженеры-авиаконструкторы могли бы рассчитать, приняв во внимание соотношение веса и силы, необходимой для подъема, плотности воздуха и т. д. Но тут мы переходим к следующей степени возможности – биологической возможности, – и здесь надо учитывать силу костей и грузоподъемность, потребную для того, чтобы можно было продолжить взмахи крыльями. Наше внимание привлекут рост и развитие, метаболизм и другие чисто биологические явления. Тем не менее мы все еще можем заключить, что крылатая лошадь биологически возможна – разве не существуют летучие мыши? Может быть, возможна даже крылатая лошадь привычных нам размеров, поскольку некогда существовали птеранодоны и другие крылатые существа сходной величины. В пользу возможности нет довода сильнее, чем реальность объекта – в настоящем или прошлом. Все являющееся или бывшее актуальным, несомненно, возможно135. Или нет?

Трудно усвоить уроки актуальности. В самом ли деле такие крылатые лошади были бы жизнеспособны? Возможно, они должны бы были быть хищными, чтобы накопить достаточно энергии и удерживаться в воздухе? Возможно – несмотря на летучих мышей, питающихся фруктами, – от земли смогла бы оторваться лишь лошадь-хищница. Возможна ли хищная лошадь? Вероятно, она была бы возможна биологически, если бы к ней мог привести ход эволюции, но могли ли так сильно измениться пищевые предпочтения в момент видообразования? И смогут ли потомки таких лошадей одновременно иметь крылья и передние ноги (если мы воздержимся от радикального хирургического вмешательства)? В конце концов, крылья летучих мышей сформировались на основе передних конечностей. Возможен ли такой ход эволюционной истории формирования скелета, который приведет к появлению млекопитающего с шестью конечностями?

Это подводит нас к четвертой степени возможности – возможности исторической. Возможно, в очень отдаленном прошлом был момент, когда на Земле еще могли появиться млекопитающие с шестью конечностями, но также может быть верно, что, как только нашим предкам – рыбам с четырьмя плавниками – выпало выбраться на сушу, модель с четырьмя конечностями легла в основание дальнейшего развития так прочно, что ее больше невозможно пересмотреть. Но даже это различие может быть неотчетливым. Является ли подобный пересмотр фундаментальных шаблонов совершенно невозможным или всего лишь в высшей степени маловероятным, а положение вещей столь сопротивляющимся переменам, что лишь совершенно немыслимая последовательность случаев отбора может привести к переменам? Кажется, что возможны два вида или степени биологической невозможности: нарушение биологического закона природы (если таковые существуют) и «просто» биоисторическое предание забвению.

Историческая невозможность – всего лишь вопрос упущенных возможностей. Был момент, когда многих из нас беспокоила возможность того, что Барри Голдуотер станет президентом, но этого не случилось, и после 1964 года вероятность такого события обнадеживающе снижалась. Когда в продажу поступают лотерейные билеты, у вас появляется шанс: вы можете решить купить такой билет – при условии что сделаете это в определенные сроки. Если вы купили билет, у вас появляется новая возможность – шанс выиграть, – но он вскоре станет достоянием прошлого, и вы уже не сможете выиграть те миллионы долларов. Является ли наше повседневное представление о возможностях – реальных возможностях – иллюзией? В каком смысле вы могли бы выиграть? Есть ли разница между ситуацией, когда выигрышный номер выбран после того, как вы купили свой билет, или у вас есть возможность – реальная возможность – выиграть, если выигрышный номер был спрятан в сейфе до того, как билеты поступили в продажу?136 Существуют ли вообще хоть какие-нибудь возможности? Могло ли случиться нечто иное, отличное от того, что и в самом деле произошло? Эта чудовищная гипотеза – идея, будто возможно лишь реально существующее, была названа актуализмом137. Обычно ею с полным основанием пренебрегают, но основание это редко становится предметом обсуждения138.

Ил. 9

Эти знакомые и, на первый взгляд, заслуживающие доверия представления о возможности можно представить с помощью диаграммы, но каждая линия на такой диаграмме окажется спорной. Как предполагают вопросы Куайна, в бессистемных перечнях просто возможных объектов есть нечто сомнительное, но поскольку наука неспособна даже дать объяснения, в которых мы нуждаемся, – не говоря уж о том, чтобы их подтвердить, – не прибегая к подобной дистинкции, мы вряд ли сможем просто отмести все подобные рассуждения. Когда биологи задаются вопросом, возможны ли рогатые птицы (или хотя бы полосатые, а не пятнистые жирафы), рассматриваемые ими проблемы являются отражением того, каких открытий мы ждем от биологии. Несмотря на предупреждение Куайна, нас могут поразить двусмысленные метафизические выводы из громкого заявления Ричарда Докинза, что способов быть мертвым гораздо больше, чем способов быть живым. Но Докинз явно заметил нечто важное. Нам следует постараться найти способ придать таким заявлениям более скромный и менее спорный с метафизической точки зрения вид, и то, что Дарвин начинает с середины, как раз обеспечивает необходимую нам точку опоры. Для начала нужно разобраться с отношением между исторической и биологической возможностями, а потом, вероятно, нам будет проще понять характер степеней более высокого порядка139.

2. Библиотека Менделя

Аргентинского поэта Хорхе Луиса Борхеса обычно не причисляют к философам, но его рассказы, большинство из которых входит в бесподобный сборник «Лабиринты» (1962), представляют собой исключительно важные философские мысленные эксперименты. Среди лучших из них – описание (по сути дела, это скорее философское размышление, чем повествование) Вавилонской библиотеки. Для нас Вавилонская библиотека станет моделью, позволяющей ответить на очень сложные вопросы о границах биологической возможности, так что поговорим об этом образе подробней. Борхес рассказывает о забытых исследованиях и размышлениях неких людей, обитающих в огромном книгохранилище, устроенном подобно сотам: оно образуется тысячами (или миллионами, или миллиардами) шестигранных вентиляционных колодцев, окруженных галереями, на стенах которых – книжные полки. Сколько бы ни глядел вниз или вверх подошедший к перилам галереи человек, он не увидит ни дна колодца, ни неба над ним. Никто еще не встречал колодца, который не был бы окружен шестью другими. Обитатели библиотеки задаются вопросом: бесконечно ли хранилище? В конце концов они решают, что у него есть границы, но это не так уж важно, ибо кажется, что на полках – увы, без всякого порядка – расставлены все возможные книги.

Предположим, что в каждой книге 500 страниц, и на каждой странице – 40 строк в 50 знаков длиной, всего две тысячи знаков на странице. Каждую из пятидесяти составляющих строку «ячеек» может занимать либо пробел, либо один из сотни возможных печатных знаков (строчные и прописные буквы английского и других европейских алфавитов и знаки препинания)140. Где-то в Вавилонской библиотеке есть книга, чьи страницы совершенно пусты, и другая – состоящая лишь из вопросительных знаков, но подавляющее большинство книг представляют собой абракадабру; книга будет существовать, несмотря на нарушение орфографических или грамматических правил, не говоря уже об отсутствии смысла. В пятисотстраничной книге, на каждой странице которой 2000 знаков, будет всего 1 000 000 знаков (с пробелами), а следовательно, в Вавилонской библиотеке – 1001 000 000 книг. Поскольку считается141, что наблюдаемая нами часть Вселенной состоит всего лишь из 10040 частиц – протонов, нейтронов и электронов (может, немного больше или меньше), существование Вавилонской библиотеки физически совершенно невозможно. Однако благодаря установленным Борхесом строгим правилам мы легко можем себе ее вообразить.

Действительно ли в этой библиотеке собраны все возможные книги? Очевидно, что нет: ведь эти книги набраны «лишь» сотней разных печатных знаков, и можно предположить, что в список не входят буквы греческого, русского, арабского алфавитов или китайские и японские иероглифы, а значит, в хранилище отсутствуют многие сокровища мировой литературы. Разумеется, там будут превосходные переводы всех этих произведений на английский, французский, немецкий, итальянский… а также бессчетное множество переводов посредственных. А книги, чей объем превышает 500 страниц, в библиотеке есть: начало их содержится в одном томе и продолжается в другом – или других.

Забавно представлять себе некоторые произведения, скрывающиеся в Вавилонской библиотеке. Одно из них – ваша пятисотстраничная биография, превосходно написанная и исключительно точно описывающая вашу жизнь с рождения и до самой смерти. Однако найти ее будет практически невозможно (о, это лукавое выражение!), ибо в Библиотеке также есть тьма-тьмущая книг, в которых аккуратнейшим образом описаны первые десять, двадцать, тридцать, сорок лет вашей жизни… и нет ни одного слова правды о том, что произошло потом, причем эта ложь невероятно многолика и разнообразна. Но найти в этом огромном книгохранилище хотя бы один осмысленный том крайне маловероятно.

Нам понадобится ввести новые термины для того, чтобы понять, о каких числах идет речь. Вавилонская библиотека не является бесконечной, а потому вероятность наткнуться на что-нибудь любопытное не будет бесконечно малой величиной142. Эти слова – привычное преувеличение: мы видели, как в предисловии к своей книге к ним прибегает Дарвин, без всякого стеснения злоупотребляющий понятием «бесконечно», – но их следует избегать. К сожалению, все банальные метафоры («космические масштабы», «иголка в стоге сена», «капля в море») до смешного неверны. Любая реальная астрономическая величина (скажем, число элементарных частиц во Вселенной или наносекунд, прошедших с момента Большого взрыва) не будет даже заметна на фоне этих громадных, но конечных чисел. Если бы найти осмысленную книгу в Библиотеке было так же легко, как отыскать в океане конкретную каплю, игра бы стоила свеч! Если бы вас забросили в случайную галерею Библиотеки, шанс обнаружить книгу, содержащую хотя бы одно грамматически верное предложение, был бы столь исчезающе мал, что, пожалуй, стоит написать это слово с заглавной буквы – «Исчезающе» мал; противопоставить ему можно «Чрезвычайно» (то есть «Намного-больше-нежели-астрономически» велик)143.

В Вавилонской библиотеке, разумеется, есть «Моби Дик», но также и 100 000 000 его неточных копий, чье отличие от подлинного «Моби Дика» составляет единственная опечатка. Это не Чрезвычайно большое число, но оно быстро вырастет, если мы добавим все копии, отличающиеся двумя, десятью или тысячью опечаток. Даже в книге с тысячью опечаток (в среднем по две на страницу) легко будет опознать «Моби Дика», и таких книг Чрезвычайно много. Неважно, какую из них найдете вы (если вам это удастся), любая будет прочитана с практически тем же удовольствием, в любой – рассказана та же история. Различия будут практически нераспознаваемы, и ими легко пренебречь. Однако не всеми. Иногда единственной опечатки в ключевом месте достаточно, чтобы все погубить. Питер де Врис, еще один писатель, чьи книги доставляют подлинное философское наслаждение, однажды издал роман144, начинавшийся словами: «Зовите меня, Исмаил».

На что только не способна одна-единственная запятая! Или представьте другие искаженные копии, где стоит: «Ловите меня Исмаил…»

В рассказе Борхеса книги расставлены на полках бессистемно, но даже если бы в Библиотеке неукоснительно соблюдался алфавитный порядок, тот, кто попытался бы найти конкретную книгу (например, «подлинного» «Моби Дика»), столкнулся бы с непреодолимыми сложностями. Вообразите, что вы летите на космическом корабле сквозь галактику «Моби Дик» Вавилонской библиотеки. Эта галактика сама по себе Чрезвычайно превышает нашу Вселенную, так что в каком бы направлении вы ни двигались столетия напролет (даже путешествуя со скоростью света), вокруг вы видели бы лишь практически неотличимые друг от друга копии «Моби Дика», и никогда бы не достигли чего-нибудь от них отличного. В этом пространстве «Дэвид Копперфильд» невообразимо далек, хотя мы и знаем, что существует путь – кратчайший из мириадов путей, – на котором изменения отдельных типографских символов ведут от одной великой книги к другой. (Встав на этот путь, вы обнаружите, что, изучив конкретные копии книги, собранные в определенном месте, почти что невозможно сказать, в каком направлении двигаться, чтобы в конце концов набрести на «Дэвида Копперфильда» – даже если у вас под рукой оба романа.)

Иными словами, это логическое пространство так Чрезвычайно огромно, что множество привычных нам идей о размещении, поисках, находках и тому подобных практических и повседневных действиях напрямую к нему неприменимо. Борхес расставил книги на полках хаотически – милая деталь, сделавшая возможными несколько упоительных концепций, – но поглядите, с какими бы он столкнулся проблемами, попытавшись расставить их в своей библиотеке-сотах по алфавиту. Поскольку в нашей версии алфавита лишь 100 знаков, некоторую особую их последовательность можно принять за Алфавитный порядок, например: a, A, b, B, c, C… z, Z, ?, ;, „ ., !, ), (, %, … a, a, e, e, e, … Затем все книги, начинающиеся с одного и того же знака, можно расставить на одном этаже. Теперь у нашей библиотеки будет лишь 100 этажей – меньше, чем в башне Мирового торгового центра. Каждый из этажей можно разделить на 100 коридоров, каждый из которых уставлен книгами, в которых совпадает второй печатный знак: один коридор для каждого знака, все в алфавитном порядке. В каждом коридоре разместим 100 полок: по одной на каждый третий знак. Таким образом, все книги, начинающиеся со слов «аардониксы любят Моцарта» – а их огромное множество! – стоят на одной полке (полке «р») в первом коридоре первого этажа. Но полка эта очень длинна, а потому нам, возможно, стоит расставить книги по отделениям – по одному на каждый четвертый печатный знак. Таким образом, каждая полка может быть, скажем, лишь 100 футов длиной. Однако отделения окажутся ужасно глубокими, и заднюю стенку полки придется отодвигать, пока она не окажется в соседнем коридоре, а потому… однако у нас закончились измерения, в которых можно бы было разместить книги. Чтобы аккуратно расставить все книги, потребовалось бы пространство с миллионом измерений, а у нас есть лишь три: вертикаль, горизонталь и глубина. Так что придется притвориться, что мы можем вообразить многомерное пространство, каждое из измерений которого «перпендикулярно» другому. Можно вообразить такие гиперпространства (так это называется), даже если их и невозможно визуализировать. Ученые все время прибегают к ним для систематизации изложения теорий. Геометрия подобных пространств (считаем ли мы их лишь воображаемыми или нет) вполне исчислима и хорошо известна математикам. Мы можем с уверенностью говорить о расположении, перемещениях, траекториях, объемах (гиперобъемах), расстояниях и направлениях в этих логических пространствах.

Теперь мы готовы рассмотреть вариацию на борхесовскую тему, которую я назову Библиотекой Менделя. В этой библиотеке хранятся «все возможные геномы» – последовательности ДНК. Сходное место описывает Ричард Докинз. В «Слепом часовщике»145 он называет его «Страной биоморф». Его рассуждения вдохновили мои собственные, и наши размышления на эту тему полностью совместимы, однако я хочу подчеркнуть несколько моментов, о которых он лишь вскользь упомянул.

Если вообразить, что Библиотека Менделя состоит из описаний геномов, то она уже окажется частью Вавилонской библиотеки. Для описания ДНК используют четыре условных буквенных обозначения: A, C, G и Т (для обозначения аденина, цитозина, гуанина и тимина – четырех видов нуклеотидов, представляющих собой знаки алфавита ДНК). Все пятисотстраничные сочетания этих четырех букв уже содержатся в Вавилонской библиотеке. Однако обычно геномы гораздо длиннее средней книги. Сегодня считается, что в человеческом геноме – 3×109 нуклеотидов, а значит, для исчерпывающего описания одного-единственного человеческого генома (например, вашего) потребуется приблизительно 3000 пятисотстраничных книг из Вавилонской библиотеки (если их формат останется прежним)146. Описание генома лошади (летающей или нет), или капусты, или осьминога будет состоять из тех же букв – A, C, G и Т – и, несомненно, окажется не намного длиннее, так что можно достаточно произвольно предположить, что Библиотека Менделя состоит из всех последовательностей ДНК, описываемых в собраниях, состоящих из 3000 томов, содержащих лишь эти четыре буквы. В таком хранилище «возможных» геномов будет достаточно для любых серьезных теоретических целей.

Разумеется, описывая Библиотеку Менделя как хранилище «всех возможных» геномов, я преувеличил. Подобно Вавилонской библиотеке, игнорирующей русский и китайский языки, Библиотека Менделя не принимает в расчет (гипотетическую) возможность альтернативных генетических алфавитов – например, основанных на иных химических составляющих. Мы все еще начинаем с середины: прежде чем забрасывать сети подальше, нужно убедиться, что нам ясно, как обстоят дела на сегодняшний день. Так что любые выводы, которые мы сделаем, рассматривая возможное применительно к этой Библиотеке Менделя, могут потребовать переоценки, когда мы попробуем применить их к более широкому понятию возможности. На деле это не недостаток, а преимущество нашей тактики, поскольку мы можем внимательно отслеживать, о каком именно виде условной, ограниченной возможности идет речь.

Одна из важных особенностей ДНК – то, что любые изменения последовательности аденина, цитозина, гуанина и тимина являются практически одинаково стабильными с точки зрения химии. В принципе, в лаборатории генной инженерии можно сконструировать что угодно, и, раз созданная, последовательность будет существовать неопределенно долго – как книга на полке в библиотеке. Но не любая подобная последовательность из Библиотеки Менделя соответствует жизнеспособному существу. Большинство последовательностей ДНК – их Чрезвычайно великое множество – несомненно, представляет собой абракадабру – рецепт, по которому совершенно невозможно изготовить живой организм. Конечно же, именно об этом говорит Докинз, когда заявляет, что способов быть мертвым (или неживым) гораздо больше, чем живым. Но к какому разряду принадлежит этот факт и почему должно быть именно так?

3. Сложные отношения генома и организма

Если мы попытаемся двинуться дальше, прибегнув к смелому упрощению, то следует, по крайней мере, отметить, обсуждение каких именно сложностей мы на время откладываем. Я вижу три основных вида затруднений, о которых следует сказать, – и не забывать далее, даже если мы снова оставляем их подробное обсуждение на будущее.

Первый касается «чтения рецепта». Вавилонская библиотека предполагает существование читателей: людей, обитающих в ней. Без читателей сама идея собрания книг не имела бы смысла; страницы с тем же успехом могли быть вымазаны вареньем или чем похуже. Чтобы Библиотека Менделя имела смысл, нам тоже нужно предположить существование чего-то, подобного читателям, – ведь без читателей последовательности ДНК не означают ничего: ни голубых глаз, ни крыльев, ни чего-либо еще. Деконструктивисты скажут вам, что у каждого читателя текста будет своя уникальная интерпретация, и нечто подобное, несомненно, верно, когда мы рассматриваем отношения генома и эмбрионального окружения (химической микросреды, а также условий, способствующих дальнейшему развитию эмбриона), которое оказывает на него информационное воздействие. Непосредственный результат «чтения» ДНК при создании нового организма – выработка из аминокислот (которые, разумеется, должны быть под рукой и готовы к синтезу) множества различных белков. Существует Чрезвычайно много возможных белков, но то, какие именно будут синтезированы, зависит от текста ДНК. Эти белки возникают в строгой последовательности и в количестве, предопределенном «словами» (тройками нуклеотидов) по мере того, как те «прочитываются». Итак, чтобы последовательность ДНК предопределяла то, что она должна предопределять, необходим сложный механизм ее чтения, снабженный большим запасом аминокислот, играющих роль строительного материала147. Но это – лишь малая часть процесса. После синтеза белки должны вступить друг с другом в определенные отношения. Процесс начинается с одной оплодотворенной клетки, которая затем делится на две дочерние, которые снова делятся и так далее (в каждой новой клетке, разумеется, содержится дубликат прочитанной ДНК). Эти вновь сформированные клетки множества разных видов (в зависимости от того, где, какие и в какой последовательности белки соединялись), должны, в свою очередь, переместиться в нужные участки тела эмбриона, растущего за счет процессов нового и нового деления, формирования, переустройства, модификации, расширения, повторения и т. п.