Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции

Вопрос в заголовке раздела может выглядеть абсурдным, но, хотя в конце этой книги он может быть задан только в шутку, в принципе это законный и важный вопрос, который заслуживает честного, серьезного размышления. Дадим для начала тривиальный, но необходимый ответ: изучение эволюции жизненно важно для биологии хотя бы только потому, что такие эволюционные концепции, как переменные ограничения и очищающий отбор, лежат в основании огромной части экспериментов в современной биологии. В самом деле, каждый эксперимент по направленному мутагенезу основан на эволюционном мышлении: только эволюционный анализ может подсказать экспериментатору, какие позиции в гене нужно мутировать, чтобы повлиять на его активность каким-то конкретным образом, даже если исследователь не думает при этом в терминах эволюции. Еще более тонкий эволюционный анализ необходим, скажем, в изучении эволюции вирусов или развития рака, так что знание определенных аспектов эволюции буквально спасает тысячи жизней и экономит миллионы долларов (например, благодаря предсказанию эпидемий гриппа и улучшению вакцин).

Однако, несмотря на всю его биологическую разумность, это поверхностный ответ. Во всех этих исследованиях модели эволюции могут использоваться, а зачастую и используются, как любой другой инструмент или метод, безотносительно «эволюционной реальности». Итак, интересно ли нам, как шла эволюция «на самом деле» и что в действительности происходило в глубоком прошлом с жизнью на Земле? Задавая эти вопросы, мы касаемся глубочайших проблем природы и целей всей науки. По-видимому, самый распространенный взгляд состоит в том, что наука стремится понять, как «работает» мир, в котором мы живем. Однако сам смысл «понимания реальности» не слишком ясен. Все, что может сделать наука, – это разработать модели, часто (но не обязательно) в форме уравнений, и посмотреть, опровергают ли наблюдения эти модели, – или, другими словами, оценить их предсказательную силу. Научный процесс не говорит нам о мире ничего прямо; он говорит лишь о совместимости конкретных наблюдений с принятыми моделями. Все аспекты любого мировоззрения («картины реальности») могут рассматриваться как метафизические следствия моделей и в этом качестве могут считаться несущественными.

В случае эволюционной биологии можно использовать математическую теорию, описывающую связь между данными (в первую очередь это результат секвенирования, но также, например, сравнительная экспрессия или данные протеомики), для предсказания фенотипического результата мутаций или появления новых вирусных штаммов с конкретными свойствами, не обращаясь к какой-либо «реалистической» картине процесса эволюции. Это не шутка – я пытаюсь честно изобразить, как видят природу научного процесса и научную картину мира многие, если не большинство физиков и философов науки, включая неоспоримо выдающиеся фигуры. Стивен Хокинг и Леонард Млодинов в своей последней популярной книге о физике и космологии (Hawking and Mlodinow, 2010) очень удачно назвали эту позицию «модельно-зависимый реализм». Согласно этой точке зрения, ученые конструируют модели и конкурирующие модели сравниваются по своей способности объяснять данные и предсказывать результаты экспериментов. Модель, которая точнее всех объясняет наибольший массив наблюдений и делает это с максимально возможной простотой (но не проще), становится победителем (обычно до тех пор, пока не проиграет новой, еще более точной и элегантной модели). Хокинг и Млодинов отчеканили броский термин «модельно-зависимый реализм» в 2010 году, но эта точка зрения, конечно, гораздо старше и общепринята среди физиков. Нильса Бора, например, цитируют так: «Нет квантового мира. Есть лишь абстрактное квантово-физическое описание. Неправильно думать, что задачей физики является ответить на вопрос, откуда взялась природа… физику беспокоит вопрос, что мы можем сказать о природе» (Pais, 1994).