Спроектированная адаптивность: принятие основанной на проектировании структуре адаптивности

Карта крайне важна для всех путешественников, от любителей веселого отдыха до серьезных научных исследователей. Эта статья представляет собой карту серии «Спроектированная адаптивность» и показывает места, где будущие статьи будут останавливаться по пути к цели – основанной на проектировании структуре, объясняющей адаптивность. Чтобы все путешествовали вместе, в статьях будет расшифровываться информация с рецензируемых форумов и даваться ориентиры, чтобы читатели знали, куда они направляются.

Куда идет приспособляемость, туда следует эволюционная теория

Адаптивность – это свойство всех живых существ. Если бы организмы не могли приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды, то эволюционной теории не с чем было бы работать. Эволюционисты пытаются объяснить, как могла появиться приспособляемость, поскольку существо не может приспособиться, пока оно уже не приспособлено. Эволюция предполагает, что приспособляемость таинственным образом возникла в результате случайных генетических мутаций, которые каким-то образом оказались выгодными. Эволюционная теория предлагает натуралистическое объяснение происхождения разнообразия жизни. Согласно ей, изменяющаяся окружающая среда – через циклы смерти и выживания, «действующие» на адаптирующиеся организмы, – достаточна для медленного превращения организмов в совершенно другие виды существ.

В стремлении эволюции объяснить выживание сильнейших, у нее, как говорится, нет жизнеспособного объяснения прихода сильнейших. Таким образом, понимание приспособляемости важно не только для развенчания эволюции, но и для обоснования креационной модели, которая предполагает, что организмы созданы с множеством сложных механизмов, позволяющих им адаптироваться. Но как креационисты должны проводить исследования приспособляемости?

Научная деятельность происходит в рамках структуры идей и предположений, которые определяют область исследования. Стивен Джей Гулд написал свой опус «Структура эволюционной теории» не для того, чтобы предоставить доказательства эволюции. Напротив, его целью было изложить историю научных обменов, в ходе которых были одобрены определенные идеи и утверждены конкретные предположения, ставшие эволюционным контекстом, используемым для интерпретации природных явлений. Гулд также отметил, как структура теории устанавливает и определяет приоритеты исследовательских программ, о чем он сказал: «Лучшая стратегия, по утверждению Дарвина, заключается в изучении адаптации. Поэтому адаптации организмов составляют хлеб и масло для изучения в эволюционной биологии».¹

В научных исследованиях структура и концепция – это конфигурации идей, объясняющих сложные явления при разработке теории. Но не менее важно описать теорию как карту, которая задает отправную точку и направление движения к пункту назначения под названием «правдивые объяснения» в сфере природных явлений. Важность подкрепления теории обоснованными фундаментальными идеями очевидна. Если идеи и предположения неверны, то исследователи начинают двигаться в неверном направлении и вряд ли доберутся до правдивых объяснений.

Те, кто выступает против эволюционной теории, часто указывают на ее ошибочные идеи и предположения, но не предлагают другой структуры для исследований. Поэтому было бы полезно разработать альтернативную схему подхода к биологии, которая в корне отличалась бы от эволюционных механизмов. Начиная с той, которая основана на инженерных принципах, можно направить исследования на получение правдивых объяснений. Для этого в серии «Спроектированная адаптивность» предлагается новая концепция:

Инженерные принципы, лежащие в основе того, как созданные человеком вещи самонастраиваются на изменяющиеся условия окружающей среды, являются наиболее целесообразным способом объяснить, как организмы адаптируются.

Теория адаптивности на основе дизайна

У нас нет книги «Структура теории дизайна» как аналога работы Гулда. Концепции, способствующие развитию дизайна, продвинулись вперед, прежде всего, благодаря: 1) детальному описанию полной недостаточности дарвиновского механизма; 2) раскрытию колоссальных препятствий для эволюции, таких как Кембрийский взрыв; 3) выделению многих характеристик организмов, особенно их информационного содержания, которые указывают на работу разумного агента; и 4) разработке рационального подхода, позволяющего сделать правдоподобное заключение о дизайне. Но при всей своей ценности, эта работа не является четко сфокусированной структурой, основанной на замысле, для объяснения приспособляемости.

Доктор Дэвид Сноук из Питтсбургского университета заложил важную основу для сторонников Разумного замысла, чтобы использовать инженерные принципы для проведения исследований в системной биологии.² Его работа является частью фундамента теории замысла.

Одна из целей этой серии статей «Спроектированная адаптивность» – заложить дополнительный фундамент. Несколько статей начинаются с замены устаревшего основного механизма эволюции на свежий, инженерный подход к адаптивности, который включает в себя последние биологические открытия. Одна из предпосылок заключается в том, что инженерная парадигма в современной биологии является фундаментальной, и поэтому инженерные принципы должны направлять биологические исследования.³ Люди проектируют адаптируемые механизмы и системы, неизменно включая внутренние особенности, которые контролируют отношения объекта с окружающей средой. Следовательно, структура теории дизайна может использовать инженерные принципы для более точной интерпретации выводов о биологических функциях в контексте врожденных систем живого существа.

Исследования, интерпретации, причины: Почему исходные точки имеют значение

Сейчас самое подходящее время для разработки новой теории, основанной на инженерных знаниях. В следующих статьях будет показано, как эволюционные биологи все больше расходятся во мнениях относительно теории. В недавной конференции – «Новые тенденции в эволюционной биологии: Биологические, философские и социальные научные перспективы» – обсуждалось, нужно ли расширять или даже обновлять эволюционную теорию, чтобы учесть новые открытия, подчеркивающие невероятную сложность живых систем и серьезные проблемы, которые они создают для эволюции. Один из ключевых организаторов, Кевин Лаланд из Университета Сент-Эндрюса, отметил, что «дискуссия стала свидетелем небольшой встречи умов».⁴ Ранее в статье в научном журнале Nature были представлены противоположные мнения по вопросу «Нуждается ли эволюционная теория в переосмыслении?». В статье отмечалось, что «исследователи расходятся во мнениях относительно того, какие процессы следует считать фундаментальными».⁵ Почему эволюционисты так резко разошлись во мнениях? Ответ кроется в том, являются ли идеи и предположения эволюционной теории правильной отправной точкой и направлением для исследований.

Недавние дебаты возвратились назад через всю эволюционную литературу к тому, как Дарвин первоначально принял доминирующий взгляд на адаптацию со стороны окружающей среды. Он решил объяснить адаптацию с точки зрения «экстернализма». Согласно взглядам Дарвина, организмы воспринимаются как пассивная глина для лепки, основная форма которой со временем формируется под воздействием окружающей среды.⁶ Форма навязывается организмам извне. Окружающая среда лепит из них разнообразные природные формы. Предположение «организм как модельная глина» – это предположение статус-кво. Оно формирует интерпретацию результатов исследований, сосредоточенных на том, где происходит ключевое действие – взаимоотношения между организмом и окружающей средой.

Недавняя борьба в эволюционном лагере за фундаментальные процессы разворачивается вокруг открытий широко распространенных и сложных внутренних механизмов, которые организмы используют для самонастройки к изменяющимся условиям.⁷ По мнению одного из участников конференции «Новые тенденции», несоответствие между наблюдениями и теорией приводит к «глубоко запутанным» причинно-следственным объяснениям.⁸ Биохимик Майкл Дентон отмечает, что напряженность возрастает из-за того, что «для большинства англоязычных биологов немыслимо, что живые существа могут содержать значительную степень порядка, возникающего в рамках основных внутренних физических функций», – идея, которая многим кажется «очень чуждой» для их образа мышления.⁹

Нынешняя неуверенность эволюционистов в том, насколько новые открытия соответствуют их теории, дает редкую возможность неэволюционистам оформить эти данные в новую теорию, не включающую эволюционные объяснения.

Теория, объединяющая инженерную причину и принципы

В научной литературе описаны десятки удивительных систем внутри существ, которые выявляют контроль гибкого решения проблем. В следующей части этой серии мы расскажем о возрождающемся интересе к модели под названием структурализм (разновидность интернализма) для объяснения новых открытий.

Однако возобновленный интерес к структурализму сам по себе все еще не достигает цели. Лучше организовать исследования в теории приспособляемости, ориентированную на организмы и основанную на дизайне. Исследователи, которые готовы допустить, что организмы могут быть спроектированы, могли бы сформулировать теорию, которая позволила бы им предположить, что разнообразные системы организмов имеют какую-то обнаруживаемую цель (цели) и что эти системы работают в соответствии с инженерными принципами.

Например, если запустить программу исследований на основе дизайна, чтобы выяснить действуют ли те же принципы, которые регулируют функции в транспортных средствах, созданных человеком, также и в существах, путешествующих в различных средах? В транспортных средствах, созданных человеком, внутренний контроль конструкции обнаруживает сложные воздействия и диктует конкретные меры по их устранению. Согласно теории, основанной на дизайне, аналогичная врожденная способность к самонастройке должна быть предсказана и в организмах. То есть организмы на протяжении нескольких поколений могут активно определять условия окружающей среды, а врожденные системы могут контролировать выражение спектра признаков (фенотипов) на основе относительно стабильного набора инструкций в геноме. Теория, основанная на дизайне, могла бы помочь уточнить всю степень внутреннего контроля.

В этой серии статей мы сосредоточимся на инженерной причинности. Она отличается от философской, психологической, теологической или другой причинности. Объективность является ее отличительной характеристикой. В причинно-следственные цепочки включаются только проверяемые элементы. В наших сериях статей эти цепочки обычно связывают генетическую или эпигенетическую информацию через конкретные клеточные системы с измененными признаками, а затем с конкретными условиями окружающей среды, с которыми они связаны.

Непрерывное отслеживание состояния окружающей среды: Инженерное средство для заполнения ниш

Если бы ученые с инженерными взглядами выдвинули гипотезу о том, как существа распространяются по различным нишам (и, возможно, подвергаются видообразованию), они могли бы написать трактат под названием «О происхождении видов с помощью непрерывного отслеживания окружающей среды». Недостаточно просто определить конструктивные особенности систем. Эти особенности должны быть вписаны в некую концептуальную схему. Таким образом, основная часть этой серии статей будет посвящена механизмам, с помощью которых организмы проявляют черты, позволяющие им внимательно следить за изменяющимися условиями и соответствующим образом адаптироваться. Это объяснение адаптивности получило описательное название Continuous Environmental Tracking (CET) [Непрерывное отслеживание состояния окружающей среды] и было представлено на нескольких научных конференциях в 2016 году.¹⁰

Адаптивность – это спроектированная система управления внутри организмов, которая поддерживает отношения между организмом и окружающей средой путем соответствующей самокоррекции. Врожденные системы организма определяют его реакцию.¹¹ Инженеры знают, что они должны создавать динамические машины, чтобы соответствовать динамическим условиям окружающей среды. Если инженеры могут использовать систему слежения для обнаружения и поддержания наблюдения за движущейся целью, то могут ли существа использовать аналогичную общую стратегию, использующую различные типы механизмов для отслеживания изменяющихся условий?

Основными, хорошо подобранными элементами, лежащими в основе самонастраивающегося свойства систем слежения, являются 1) входные датчики для сбора данных о внешних условиях; 2) внутреннее программирование, задающее эталонные значения, и логические сегменты, сравнивающие входные данные с эталоном и выбирающие подходящую реакцию; и 3) выходные исполнительные механизмы для выполнения реакции. Путь от основного состояния к адаптации проходит через эти компоненты, и удаление любого из них останавливает самокоррекцию. Исследования показывают, что организмы имеют такие же элементы и используют их для отслеживания изменяющихся условий и получения конкретных результатов.

Эти недавно описанные внутренние механизмы имеют некоторые удивительные характеристики. Такие врожденные механизмы дают результаты, которые регулярно описываются как «регулируемые», «быстрые», очень часто «повторяемые» и, что удивительно, иногда даже «обратимые» – слова, которые подходят к результатам инженерных систем.

Большинство захватывающих событий, очевидно, происходит там, где организмы взаимодействуют с окружающей средой. В нескольких следующих статьях мы обсудим ключевые особенности дизайна, обнаруженные на границах окружающей среды, которые обеспечивают инженерную адаптацию.

Все организмы имеют интерфейсы с окружающей средой. Для адаптивности интерфейсы можно рассматривать как шлюзы. Если найти аналогию в современном компьютерном мире – то они действуют как брандмауэр в целях контроля и безопасности. С этим связано то, что ни одно условие само по себе не является стимулом для организма. Внутреннее программирование должно определить его как стимул. Затем организм должен быть оснащен сенсором для обнаружения указанного условия. Другой принцип проектирования заключается в том, что для совместной работы двух автономных сущностей они должны быть связаны системой интерфейса, позволяющей осуществлять «деловые операции».¹²

Спроектированные, активные, решающие проблемы существа...НЕ пассивная глина для лепки 

Когда исследователи видят повторяющиеся, похожие категории изменений, которые описываются как регулируемые, быстрые и повторяющиеся, они должны признать их соответствующими отличительным ожиданиям дизайна. Система, постулирующая, что существа были спроектированы, является разумной. У созданных человеком вещей внутренние особенности регулируют их отношения с окружающей средой, и кажется, что это должно быть верно и для организмов. Это означает, что и внутренняя форма, и приспособляемость регулируются внутренними системами. Таким образом, реальность разумного замысла ставит под сомнение всю обоснованность самой теории экстернализма Дарвина, а не только ее достаточность.

Если модель адаптации на основе дизайна, постулирующая, что организмы постоянно отслеживают изменения окружающей среды, верна, то она подчеркивает, что организмы являются активными, решающими проблемы существами, а не пассивной глиной для лепки. Именно самонастраивающиеся врожденные механизмы существа производят подходящие для изменений решения, которые предшествуют изменениям условий, а не вызываются ими. Возможно ли, что существа активно отслеживают изменяющиеся условия, а не пассивно изменяются со временем под «давлением», чтобы заполнить новые ниши?