Информация

Почему жизнь эволюционировала не для использования радио?

Почему жизнь эволюционировала не для использования радио?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

В наши дни мы повсеместно используем электромагнитную связь. Сотовые телефоны, Wi-Fi, радиопередачи старой школы, телевидение, связь в дальнем космосе и т. Д.

Мне интересно узнать о некоторых возможных причинах, по которым мы никогда не видели, чтобы биологические системы эволюционировали, чтобы использовать электромагнитные поля, то есть радио, для связи. Единственным очевидным исключением из этого правила являются организмы, которые генерируют свой собственный свет, то есть биолюминесценцию. Каракатицы мастера этого, а также многих других видов.

Похоже, что биорадио могло предложить все виды эволюционных преимуществ животным, способным его использовать.

Являются ли их основные физические ограничения в химии, или избыточные потребности в энергии, или что-то, что в принципе сделало бы это невозможным? Или это, возможно, просто то, что жизнь никогда не могла использовать, но в противном случае это было бы возможно в эволюции?


Существует совершенно другой механизм генерации (и обнаружения) ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света по сравнению с радиоволнами.

Во-первых, его можно генерировать с помощью химических реакций (то есть хемилюминесценции, биолюминесценции) с типичной энергией порядка 2 эВ (электроновольт). Кроме того, его легко обнаружить с помощью аналогичных средств - связывания со связью (например, с помощью опсинов).

Для гораздо более длинных электромагнитных волн и гораздо более низких энергий на фотон такой механизм не работает. Причин две:

  • типичные уровни энергии для молекул (но это можно обойти),
  • тепловой шум имеет энергию (0,025 эВ), которая выше энергии фотонов радиоволн (<0,001 эВ) (это исключает как контролируемое создание, так и обнаружение с использованием молекул).

Другими словами, излучение, которое менее энергично, чем тепловое излучение (дальняя инфракрасная область), не подходит для связи с использованием молекулярных механизмов, поскольку тепловой шум препятствует передаче (заставляя отправителя стрелять случайным образом и делая приемник слепым из-за шума, намного сильнее, чем сигнал ).

Однако по проводам его можно как передавать, так и обнаруживать. В принципе возможно; однако без хороших проводников (например, металлов, а не солевых растворов) это непростая задача (хотя и не невозможная).


Потому что промежуточные стадии эволюционно не одобряются. Вот почему.

Восприятие звука и света полезно без какой-либо генеративной способности. Организм с крошечной степенью восприятия любой из этих вещей имеет преимущество перед теми, у кого нет; и организм, у которого немного больше, имеет преимущество перед теми, у кого немного меньше. Это преимущество формирует основу для отбора и, таким образом, улучшенных сенсорных возможностей (уравновешенных, конечно, стоимостью этих способностей).

С другой стороны, способность воспринимать радио не дает никакой полезной информации о мире на низком уровне восприятия, поэтому, даже если бы организм произвольно мутировал, чтобы обнаруживать радиоволны *, не было бы отбора для этой способности, и, следовательно, не было бы никакого механизма для управления. эволюция передового радиоприема. Без способности воспринимать радиоволны нет возможности развить способность генерировать радиосигналы контролируемым образом.

* Фактически, поскольку радиоволны обычно очень мало взаимодействуют с органическими материалами, в отличие от тепла, света и звука, даже этот первый шаг случайной мутации гораздо менее вероятен, чем для чувств, которые развились.


На самом деле, электромагнитная связь используется некоторыми рыбами, мормиридами и гимнотидами. Импульсная модуляция в первом и амплитудно-модулированная во втором.

Однако используемые частоты не намного превышают 1 кГц, что не является тем, что мы обычно считаем в радиочастотном спектре.

Есть также еще один биологический вид, у которого развилось использование всего радиочастотного спектра. Его деятельность распространяется даже на использование частот УФ и рентгеновского излучения.

Этот вид - наш собственный. Я здесь не легкомыслен. Мы не должны попадаться в ловушку, считая себя отдельными от природы. Вопреки нашей обычной интуиции, технологии развивались автономно в коллективном воображении нашего вида.

Более широкая эволюционная модель, которая поддерживает это утверждение, очень неформально изложена в книге «Эффект Златовласки: что для нас сделала интуиция?» , бесплатная загрузка в формате электронных книг с сайта «Необычные перспективы».


Я только что нашел исследование о возможности организма с петлевой ДНК (в основном бактерий) использовать эту ДНК в качестве антенны для передачи и приема радиоволн около 1 кГц.

http://www.wired.com/2011/04/bacterial-radio/

Но как говорили другие. Общение в основном происходит от органов чувств. Таким образом, радиоволна имеет слишком много шума и не может дать полезную информацию о ситуации. Они не развиваются выборочно до такой степени, что их можно было бы использовать для общения.

Но бактерии изначально имеют возможность. Так что они действительно могут общаться


Быстрое сравнение света и звука с радио

  • Свет: длина волны 380-740 нм
  • Звук: 17 мм - 17 м
  • Радио: 1мм - 10e5 км

Из соотношения Планка энергия волны обратно пропорциональна длине волны. В результате свет сильнее звука, который сильнее, чем FM-радио, которое сильнее AM-радио. Скорее всего, плотность энергии, обеспечиваемая радио, слишком мала для полноценной обработки сигнала.

Однако у радиочастоты есть некоторые применения. Эхолокация летучих мышей происходит на частоте от 14 000 до 100 000 Гц, что вполне соответствует радиочастоте.


Деволюция (биология)

Деволюция, деэволюция, или обратная эволюция это представление о том, что виды могут со временем вернуться к якобы более примитивным формам. Эта концепция связана с идеей, что эволюция имеет цель (телеология) и является прогрессивной (ортогенез), например, что ноги могут быть лучше копыт или легких, чем жабры. Однако эволюционная биология не делает таких предположений, а естественный отбор формирует адаптации без какого-либо предвидения. Небольшие изменения (например, в частоте одного гена) могут быть обращены вспять случайно или отбором, но это не отличается от нормального хода эволюции, и как такая деэволюция несовместима с правильным пониманием эволюция в результате естественного отбора.

В 19 веке, когда вера в ортогенез была широко распространена, зоологи (такие как Рэй Ланкестер и Антон Дорн) и палеонтологи Алфей Хаятт и Карл Х. Эйгенманн отстаивали идею деволюции. Концепция появляется в романе Курта Воннегута 1985 года. Галапагосские острова, который изображает общество, которое эволюционировало в обратном направлении и стало обладать маленьким мозгом.

Закон необратимости Долло, впервые сформулированный в 1893 году палеонтологом Луи Долло, отрицает возможность деволюции. Биолог-эволюционист Ричард Докинз объясняет закон Долло просто утверждением о невероятности того, что эволюция дважды пойдет по одному и тому же пути.


Как эволюционировал человеческий язык? Ученые до сих пор ничего не знают

У людей есть язык, а у животных - нет. Это очевидно, но как это произошло - нет. Со времен Дарвина ученые ломали голову над эволюцией языка. Они могут наблюдать современный продукт: люди сегодня обладают способностями к языку, будь то устная речь, подписи или письмо. И они могут сделать вывод о начальном состоянии: коммуникационные системы других обезьян предполагают способности, присущие нашему общему предку.

Но вопрос на миллион долларов в том, что произошло между ними. Как мы перешли от обезьяньего общения к полноценному человеческому языку?

Большинство ученых думают, что это происходило поэтапно, поскольку наши предки развили приспособления, необходимые для языка. На более ранних стадиях человеческие предки использовали своего рода протоязык - более сложный, чем общение обезьян, но без элементов современного языка.

Но каков был этот протоязык? Вот где мы вступили в серьезные дебаты. Некоторые исследователи утверждают, что наши предки пели, прежде чем заговорили. Другие утверждают, что в протоязыке преобладали жесты, изображающие пантомимы - общество, построенное на шарадах.

Здесь я сделаю все возможное, чтобы обобщить преобладающие модели происхождения языка, опираясь в основном на академический обзор 2017 года биолога-эволюциониста У. Текумсе Фитча.

Что делает язык, язык

Прежде чем пытаться объяснить, как эволюционировал язык, нам нужно уточнить, что именно эволюционировало. Мы должны определить, что такое язык и чем он отличается от коммуникативных способностей наших скрытых эволюционных родственников, человекообразных обезьян.

В человеческом языке произвольные звуки и знаки представляют собой определенные слова, которые можно выучить, придумывать и бесконечно комбинировать в грамматических структурах. Мы можем говорить о чем угодно - о планах, блинах, политике - в том числе о том, что не так: «У меня нет планов готовить блины или заниматься политикой». И многие утверждения имеют конкретное значение, зависящее от контекста. Например, «Как дела?» может быть приветствием, а не искренним вопросом. Язык позволяет нам сблизиться с другими или обмануть их. И хотя наш родной язык не является врожденным, малыши усваивают его без сознательных усилий.

Эти качества делают язык необычной системой общения, присущей исключительно людям. Но систему можно разделить на компоненты или черты, необходимые для языка. И они возникли в разное время в нашем эволюционном прошлом. Черты, общие с другими обезьянами, вероятно, существовали миллионы лет назад у нашего общего предка. Черты, которых мы не видим у других обезьян, вероятно, проявились только у гомининов, эволюционной ветви, которая включает людей и наших вымерших родственников.

Только у гомининов есть по крайней мере три элемента языка:

Во-первых, это точный контроль над нашими голосовыми трактами. Другие обезьяны, вероятно, рождаются с более ограниченным репертуаром вокализаций. Разница заключается в том, как устроен наш мозг: у людей есть прямые связи между нейронами, контролирующими наш голосовой ящик, и моторной корой, областью нашего мозга, отвечающей за произвольные движения. Сканирование мозга показывает, что у других приматов эти связи отсутствуют.

Следующее - наша склонность общаться ради общения. Чтобы выразить это, биолог Fitch использовал немецкое слово Mitteilungsbedürfnis, «стремление делиться мыслями». В то время как шимпанзе используют ограниченный набор призывов и жестов, чтобы передать самое главное - еду, секс и опасность, - люди общаются, обмениваются идеями и стремятся быть понятыми. Большинство исследователей объясняют это различие идеей, называемой «теорией разума», пониманием того, что у других есть мысли. Шимпанзе демонстрируют более ограниченную теорию разума, тогда как люди знают, что другие люди думают, и мы постоянно используем язык, чтобы раскрыть эти мысли и повлиять на них.

Последнее отличие - иерархический синтаксис. Фразы и предложения имеют вложенную структуру, и они обеспечивают значение, выходящее за рамки простой последовательности слов. Например, возьмем предложение: «Чад, который отсутствовал на обеде с Тони, опоздал на встречу». Иерархическая обработка синтаксиса позволяет нам правильно интерпретировать, что Чад опоздал на встречу, хотя «Тони» ближе к глаголу «опоздал». Более 60 лет назад и до сих пор лингвист Ноам Хомски предложил иерархический синтаксис как ключ к языку.

Таким образом, гипотезы происхождения языка должны объяснять (по крайней мере) эти три характеристики: точное обучение и контроль голоса, открытое социальное общение и иерархический синтаксис.

Ведущие взгляды на эволюцию языка

Теперь самое интересное: как эти компоненты возникли и в конечном итоге слились воедино, чтобы составить язык?

Существует несколько преобладающих взглядов, которые различаются с точки зрения эволюционного давления в пользу языковых адаптаций, порядка возникновения этих адаптаций и характера протоязыка на этом пути.

Некоторые считают, что точный контроль голоса и обучение были первой языковой чертой, проявившейся у гомининов - и не для речи, а для пения. Идея музыкального протоязыка исходит от самого Дарвина и с годами видоизменяется различными исследователями. Во время этой гипотетической певческой стадии эволюции человека выживание и / или репродуктивный успех наших предков зависели от серенады в контексте поддержания социальных связей, привлечения партнеров или успокаивания младенцев. (Учитывая мое отвращение к acapella, я был бы эволюционно непригоден для этой фазы).

Альтернативный взгляд предполагает протоязык, характеризуемый жестами и пантомимой. В этом случае синтаксис и социальная коммуникация должны были предшествовать вокальному мастерству. Сила жестовой гипотезы заключается в том, что наши ближайшие родственники, шимпанзе, демонстрируют более контролируемые и изменчивые жесты (более 70 и их количество), чем крики (4 типа и более трудно различимые подтипы). Слабость этого взгляда в том, что непонятно, почему и как язык стал настолько доминирующим в речи.

Другие, убежденные, что иерархический синтаксис появился последним, предлагают протоязык с символическими словами, но без сложных вложенных предложений. Согласно этой точке зрения, наши доязыковые предки говорили больше как младенцы: «Вода! Жаждущий!" - или образ пещерных людей в поп-культуре: «Я охотюсь на мамонта. Я хочу секса ».

Эти модели не исключают друг друга. Некоторые исследователи объединяют их в последовательные стадии, связанные с разными видами гомининов. Возможно, между 2 и 4 миллионами лет назад такие австралопиты, как Люси, были одаренными певцами. К 1,9 миллионам лет назад Homo erectus объединил жесты и выразительные вокализации в групповые ритуалы. И иерархический синтаксис появился только 200–300 000 лет назад с появлением нашего вида, Homo sapiens.


Почему эволюция имеет значение?

Зерновые, такие как пшеница и кукуруза, составляют 75% продуктов питания, потребляемых миром. Сегодня кукурузный завод производит в два раза больше зерна, чем 30 лет назад, и, вероятно, в 10 раз больше, чем он мог стоить сто лет назад. Почему? Потому что мы знаем - мы выяснили - что живые существа изменчивы. На протяжении многих поколений мы можем превратить их в вещи, которые лучше служат нам. Сейчас мы делаем это очень планомерно и целенаправленно. Тысячи лет мы делали это бессистемно. Где-то в нашем смутном прошлом мы обнаружили, что, если мы скрестим наши лучшие растения и животных или сохраним лучшие семена и уничтожим или съедим менее совершенные, каждое поколение станет немного лучше - больше соответствовать, по нашим меркам. Но кукуруза, например, все еще улучшается, и у нее все еще есть враги. Один из способов улучшить его - найти его дикого предка, местную траву, которую начали выращивать наши предки. Проблема в том, что мы так сильно изменили кукурузу, что теперь она сильно отличается от любых диких трав. Но понимание того, что кукуруза эволюционировала, позволило исследователям в области сельского хозяйства найти ее дикого собрата. Теперь, используя науку генетики, мы можем «позаимствовать» гены у этого родственника, чтобы улучшить кукурузу. Мы делаем его более устойчивым к болезням и насекомым, а также к соли и засухе.


Это единственное, что мы можем сделать со знанием эволюции и генетики: накормить голодный мир. Исследования по улучшению животных - домашнего скота - также зависят от современной эволюционной биологии. Как мы могли даже представить себе использование генов предков для улучшения пород, если мы думали, что все растения и животные были просто созданы в их нынешних формах?

Если вы хотите увидеть эволюцию в действии, все, что вам нужно сделать, это искать вещи с очень коротким промежутком времени между поколениями: например, насекомых. Основная проблема с ошибками (с нашей точки зрения) заключается в том, что их поколения настолько короткие, что они могут развиваться. быстро. И что? Таким образом, каждый фермер должен болезненно осознавать, что он должен быть очень осторожен в использовании пестицидов. Если он использует слишком много, слишком часто, он может заставить насекомых быстро развиваться и стать устойчивыми, так что яд больше не убивает их. Это не & quotпросто теория& quot - такое бывает.

Есть много пестицидов, которые сейчас бесполезны, потому что насекомые, с которыми они использовались, превратились во что-то, что эти яды больше не беспокоят. Возможно, это еще не новый вид, но и уже не те насекомые. Министерство сельского хозяйства США и многонациональные многомиллиардные агробизнеса очень серьезно относятся к эволюции.

Взгляните на этих других "насекомых": микробы. Современные больницы на собственном горьком опыте узнали, насколько быстро могут развиваться бактерии. Они случайно «создали», используя слишком много антибиотиков, новые виды супербактерий, у которых выработалась устойчивость к антибиотикам. Теперь это гонка: сможем ли мы найти новые антибиотики достаточно быстро, чтобы не отставать от скорости мутаций и естественного отбора таких убийц, как устойчивый стафилококк? И если мы действительно найдем что-то, что его убивает, рискуем ли мы заставить его просто эволюционировать снова в еще более неудержимую форму?

Нашим первым шагом в понимании СПИДа было выяснить, чем он вызван. развился из - это появилось не просто волшебным образом. Мы также обнаружили, что сделать вакцину против СПИДа будет очень сложно, потому что вирус ВИЧ разработал тактику эволюции. быстро, то, что мешает этому в этом году, вероятно, не будет в следующем году. Еще одна его уловка - мутировать (развиваться) во множество различных штаммов в теле каждой жертвы, так что иммунная система никогда не сможет найти и уничтожить все вирусы. Если бы исследователи не знали, что жизнь всегда менялась и продолжает меняться ... если бы они не верили в эволюцию - как они могли справиться с быстрыми темпами эволюции этих мельчайших и смертоносных форм жизни?

Наконец, (правдивая) история ужасов. Несколько лет назад одной маленькой девочке, известной обеспокоенной публике как «Малышка Фэй», потребовалась пересадка сердца. Человека-донора трудно найти, особенно для младенцев, поэтому смелый хирург убедил родителей позволить ему имплантировать сердце бабуина. Полон надежд мир затаил дыхание, а скептически настроенные биологи почесали затылки ( бабуина сердце?), но все надеялись на лучшее. К сожалению, Малышка Фэй умерла через несколько недель. Среди факторов, способствующих этому, могло быть то, что ее иммунная система распознала сердце как нечто чужеродное и атаковала его. После того, как сенсационные новости утихли, сообщалось, что биолог спросил хирурга, почему он выбрал донора бабуина, который является гораздо более дальним родственником (с точки зрения эволюции), чем шимпанзе, который является нашим ближайшим родственником. Разве не было бы меньшей опасности получить сердечный отказ от более близкого родственника? Ответ хирурга: он даже не учел это, потому что не верил в эволюцию! Для него никакие существа не были связаны друг с другом, поскольку все они были созданы одновременно в их нынешних формах.Возможно, сердце шимпанзе тоже не спасло бы Малыша Фэй, но шансы были бы лучше. Можно подумать, что врач или ученый захотят использовать наилучшие доступные знания, например, то, что мы понимаем в эволюционной биологии и взаимоотношениях организмов.

1. В чем суть статьи?
а. эволюция - важная и полезная теория
б. эволюция - это теория, которая не была доказана
c. мы должны улучшить урожай, чтобы накормить больше людей
d. мы не должны вмешиваться в природу

2. Почему фермеры должны быть осторожны с пестицидами, которые они используют?
а. они могли отравить землю и нанести вред другим организмам
б. посевы могут погибнуть
c. насекомые могут стать устойчивыми
d. чтобы они могли производить лучшие урожаи

3. Почему сложно создать вакцину от СПИДа?
а. вирус слишком хорошо спрятан в организме
б. вирус постоянно меняется
c. вакцины действуют только на бактериальные инфекции
d. недостаточно денег на исследования

4. Много лет назад врачи прописывали антибиотики при многих симптомах простуды. Сегодня получить рецепт намного сложнее. Почему медицинская промышленность изменила свои процедуры?
а. слишком много антибиотиков может создать устойчивые бактерии
б. фармацевтические компании возражали против количества рецептов
c. антибиотики могут вызвать заболевание
d. врачи против прописывания лекарств

5. Чтобы увидеть эволюцию в действии, вам следует взглянуть на организмы с:
а. короткая продолжительность жизни
б. сложные системы организма
c. большие популяции
d. короткий промежуток времени между поколениями

Короткий ответ (используйте полные предложения!)

1. Опишите два способа, которыми эволюция организмов может оказывать вредное воздействие на человека.

2. Назовите два способа, которыми Теория эволюции в настоящее время используется для улучшения качества жизни человека?

3. Почему доктор НЕ выбрал сердце шимпанзе для пожертвования Малышу Фэй? Как вы думаете, были бы шансы у ребенка больше, если бы он был?

4. Как вы думаете, что является основным посланием, которое автор хотел донести в этой статье?


102 Определение эволюционных отношений

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Сравните гомологичные и аналогичные признаки
  • Обсудите цель кладистики
  • Опишите максимальную экономию

Ученые должны собирать точную информацию, которая позволяет им устанавливать эволюционные связи между организмами. Подобно детективной работе, ученые должны использовать доказательства, чтобы раскрыть факты. В случае филогении эволюционные исследования сосредоточены на двух типах свидетельств: морфологических (форма и функция) и генетических.

Два варианта сходства

В общем, организмы, которые имеют схожие физические характеристики и геномы, более тесно связаны между собой, чем те, у которых их нет. Мы называем такие особенности, которые пересекаются как морфологически (по форме), так и генетически, как гомологичные структуры. Они проистекают из сходства в развитии, основанного на эволюции. Например, кости крыльев летучих мышей и птиц имеют гомологичное строение ((Рисунок)).


Обратите внимание, что это не просто одна кость, а скорее группа из нескольких костей, расположенных аналогичным образом. Чем сложнее характеристика, тем больше вероятность какого-либо совпадения из-за общего эволюционного прошлого. Представьте, что два человека из разных стран изобретают автомобиль со всеми одинаковыми деталями и в одной и той же компоновке без каких-либо предварительных или общих знаний. Такой исход был бы маловероятным. Однако, если два человека изобрели молоток, мы можем сделать разумный вывод, что у обоих могла быть первоначальная идея без помощи друг друга. Такая же взаимосвязь между сложностью и общей историей эволюции верна для гомологичных структур организмов.

Вводящие в заблуждение выступления

Некоторые организмы могут быть очень близкими родственниками, даже если небольшое генетическое изменение вызвало серьезное морфологическое различие, заставившее их выглядеть совершенно иначе. Точно так же неродственные организмы могут иметь отдаленное родство, но внешне очень похожи. Обычно это происходит потому, что у обоих организмов были общие приспособления, которые развивались в одинаковых условиях окружающей среды. Когда подобные характеристики возникают из-за ограничений окружающей среды, а не из-за тесного эволюционного родства, это аналогия или гомоплазия. Например, насекомые используют крылья, чтобы летать, как летучие мыши и птицы, но строение крыльев и эмбриональное происхождение совершенно разные. Это аналогичные конструкции ((рисунок)).

Подобные признаки могут быть как гомологичными, так и аналогичными. Гомологические структуры имеют аналогичное эмбриональное происхождение. Аналогичные органы выполняют аналогичную функцию. Например, кости переднего ласта кита гомологичны костям руки человека. Эти структуры не имеют аналогов. Крылья бабочки или птицы аналогичны, но не гомологичны. Некоторые структуры одновременно и аналогичны, и гомологичны: крылья птиц и летучих мышей гомологичны и аналогичны. Ученые должны определить, какой тип сходства проявляет признак, чтобы расшифровать филогению организмов.


На этом веб-сайте есть несколько примеров, показывающих, как внешность может вводить в заблуждение в понимании филогенетических взаимоотношений организмов.

Молекулярные сравнения

Развитие технологии ДНК привело к молекулярной систематике, то есть использованию молекулярных данных в таксономии и биологической географии (биогеографии). Новые компьютерные программы не только подтверждают многие ранее классифицированные организмы, но и обнаруживают ранее сделанные ошибки. Как и в случае с физическими характеристиками, в некоторых случаях бывает сложно прочитать даже последовательность ДНК. В некоторых ситуациях два очень тесно связанных организма могут показаться несвязанными, если произошла мутация, вызвавшая сдвиг в генетическом коде. Вставка или удаление мутации переместит каждую нуклеотидную основу в одно место, в результате чего два похожих кода будут казаться несвязанными.

Иногда два сегмента кода ДНК у отдаленно связанных организмов случайным образом разделяют высокий процент оснований в одних и тех же местах, в результате чего эти организмы кажутся тесно связанными, когда это не так. Для обеих этих ситуаций компьютерные технологии помогают идентифицировать фактические отношения, и, в конечном итоге, совместное использование как морфологической, так и молекулярной информации более эффективно для определения филогении.

Почему филогения имеет значение? Эволюционные биологи могут перечислить множество причин, почему понимание филогении важно для повседневной жизни в человеческом обществе. Для ботаников филогения служит руководством к открытию новых растений, которые можно использовать на благо людей. Подумайте обо всех способах использования растений людьми - например, о еде, лекарствах и одежде. Если растение содержит соединение, эффективное при лечении рака, ученые могут захотеть изучить все соединения на предмет других полезных лекарств.

Исследовательская группа в Китае определила сегмент ДНК, который, по их мнению, является общим для некоторых лекарственных растений семейства Fabaceae (семейство бобовых). Они работали, чтобы определить, у каких видов был этот сегмент ((Рисунок)). После тестирования видов растений этого семейства команда обнаружила присутствующий ДНК-маркер (известное место на хромосоме, которое позволило им идентифицировать вид). Затем, используя ДНК для выявления филогенетических взаимосвязей, команда смогла определить, принадлежит ли недавно обнаруженное растение к этому семейству, и оценить его потенциальные лечебные свойства.


Построение филогенетических деревьев

Как ученые строят филогенетические деревья? После сортировки гомологичных и аналогичных признаков ученые часто организуют гомологические признаки с помощью кладистики. Эта система разделяет организмы на клады: группы организмов, которые произошли от одного предка. Например, на (Рисунок) все организмы в оранжевой области произошли от одного предка, у которого были амниотические яйца. Следовательно, эти организмы также имеют амниотические яйца и составляют единую кладу или монофилетическую группу. Клады должны включать всех потомков от точки ветвления.


Какие животные на этом рисунке принадлежат к кладе, в которую входят животные с шерстью? Что появилось раньше - волосы или амниотическое яйцо?

Клады могут различаться по размеру в зависимости от того, на какую точку ветвления ссылается один. Важным фактором является то, что все организмы клады или монофилетической группы происходят из одной точки на дереве. Вы можете запомнить это, потому что монофилетический разбивается на «моно», что означает единичный, и «филетический», что означает эволюционные отношения. (Рисунок) показывает различные примеры клады. Обратите внимание на то, что каждая клада исходит из одной точки, тогда как группы без клады показывают ветви, которые не имеют общей точки.


Какая клада на этой диаграмме самая большая?

Общие характеристики

Организмы эволюционируют от общих предков, а затем диверсифицируются. Ученые используют фразу «происхождение с модификацией», потому что, несмотря на то, что родственные организмы имеют многие из одинаковых характеристик и генетических кодов, происходят изменения. Эта закономерность повторяется по мере прохождения филогенетического древа жизни:

  1. Изменение генетической структуры организма приводит к появлению нового признака, который становится преобладающим в группе.
  2. Многие организмы произошли от этого места и обладают этой чертой.
  3. Продолжают появляться новые вариации: некоторые из них адаптивны и сохраняются, что приводит к появлению новых черт.
  4. С новыми чертами определяется новая точка ветвления (вернитесь к шагу 1 и повторите).

Если признак обнаружен у предка группы, он считается общим предковым признаком, потому что все организмы в таксоне или кладе обладают этим признаком. Позвоночное животное на (рис.) Является общим предковым персонажем. Теперь рассмотрим характеристику амниотического яйца на том же рисунке. Только некоторые из организмов на (рис.) Имеют эту черту, и для тех, у кого она есть, она называется общим производным символом, потому что эта черта унаследована в какой-то момент, но не включает всех предков в дереве.

Сложность общих предков и общих производных символов заключается в том, что эти термины относительны. Мы можем рассматривать одну и ту же черту, ту или другую, в зависимости от конкретной диаграммы, которую мы используем. Возвращаясь к (рисунок), обратите внимание, что амниотическое яйцо является общим наследственным признаком клады амниот, в то время как наличие волос является общим производным признаком для некоторых организмов этой группы. Эти термины помогают ученым различать клады при построении филогенетических деревьев.

Выбор правильных отношений

Представьте себе, что вы человек, ответственный за правильную организацию всех товаров в универмаге - непосильная задача. Организовать эволюционные отношения всего живого на Земле оказывается намного труднее: ученым приходится охватывать огромные отрезки времени и работать с информацией, полученной от давно вымерших организмов. Попытки расшифровать правильные связи, особенно с учетом наличия гомологий и аналогий, чрезвычайно затрудняют задачу построения точного древа жизни. Добавьте к этому прогрессивную технологию ДНК, которая теперь предоставляет исследователям большое количество генетических последовательностей, которые они могут использовать и анализировать. Таксономия - это субъективная дисциплина: многие организмы имеют более одной связи друг с другом, поэтому каждый систематик будет определять порядок связей.

Чтобы помочь в грандиозной задаче точного описания филогении, ученые часто используют концепцию максимальной экономии, которая означает, что события происходили самым простым и очевидным образом. Например, если группа людей вошла в лесной заповедник для пеших прогулок, исходя из принципа максимальной экономии, можно было предсказать, что большинство из них пойдет пешком по уже установленным тропам, а не прокладывает новые.

Для ученых, разбирающих эволюционные пути, используется та же идея: путь эволюции, вероятно, включает наименьшее количество важных событий, которые совпадают с имеющимися доказательствами. Начиная со всех гомологичных признаков в группе организмов, ученые ищут наиболее очевидный и простой порядок эволюционных событий, которые привели к появлению этих признаков.

Посетите этот веб-сайт, чтобы узнать, как исследователи используют максимальную экономию для создания филогенетических деревьев.

Эти инструменты и концепции - всего лишь несколько стратегий, которые ученые используют для решения задачи раскрытия эволюционной истории жизни на Земле. Недавно с помощью новейших технологий были сделаны удивительные открытия с неожиданными взаимосвязями, например, тот факт, что люди, похоже, более тесно связаны с грибами, чем грибы с растениями. Звучит невероятно? По мере роста объема информации о последовательностях ДНК ученые будут приближаться к картированию эволюционной истории всего живого на Земле.

Резюме раздела

Чтобы построить филогенетические деревья, ученые должны собирать точную информацию, которая позволяет им устанавливать эволюционные связи между организмами. Используя морфологические и молекулярные данные, ученые работают над выявлением гомологичных характеристик и генов. Сходства между организмами могут происходить либо из общей эволюционной истории (гомологии), либо из отдельных эволюционных путей (аналогии). Ученые могут использовать новые технологии, чтобы отличать гомологии от аналогий. После определения гомологической информации ученые используют кладистику для организации этих событий как средства определения эволюционной временной шкалы. Затем они применяют концепцию максимальной экономии, которая гласит, что порядок событий, вероятно, произошел наиболее очевидным и простым способом с наименьшим количеством шагов. Для эволюционных событий это будет путь с наименьшим количеством серьезных расхождений, которые коррелируют с доказательствами.

Вопросы о визуальном подключении

(Рисунок) Какие животные на этом рисунке принадлежат к кладе, в которую входят животные с шерстью? Что появилось раньше - волосы или амниотическое яйцо?

(Рисунок) Кролики и люди принадлежат к кладе, в которую входят животные с шерстью. Амниотическое яйцо развилось до появления волос, потому что клады Amniota больше, чем клады животных с шерстью.

(Рисунок) Какая самая большая клада на этой диаграмме?

(Рисунок) Самая большая клада охватывает все дерево.

Обзорные вопросы

Какое утверждение об аналогиях верно?

  1. Они возникают только как ошибки.
  2. Они синонимичны гомологичным признакам.
  3. Они возникают из-за аналогичных ограничений окружающей среды.
  4. Это форма мутации.

Что используют ученые для применения кладистики?

Что верно в отношении организмов, входящих в одну кладу?

  1. Все они обладают одинаковыми основными характеристиками.
  2. Они произошли от общего предка.
  3. Обычно они попадают в одни и те же классификационные таксоны.
  4. У них одинаковые филогении.

Почему ученые применяют концепцию максимальной экономии?

  1. расшифровать точные филогении
  2. устранить аналогичные черты
  3. для выявления мутаций в кодах ДНК
  4. найти гомоплазии

Вопросы о критическом мышлении

У дельфинов и рыб похожие формы тела. Это признак, скорее, гомологичный или аналогичный?

Дельфины - млекопитающие, а рыбы - нет, а это значит, что их эволюционные пути (филогении) совершенно разные. Дельфины, вероятно, адаптировались к подобному строению тела после возвращения к водному образу жизни, и, следовательно, эта черта, вероятно, аналогична.

Почему для ученых так важно различать гомологические и аналогичные характеристики перед построением филогенетических деревьев?

Филогенетические деревья основаны на эволюционных связях. Если бы аналогичное подобие было использовано на дереве, это было бы ошибочным и, кроме того, привело бы к неточности последующих ветвей.

Опишите максимальную экономию.

Максимальная экономия предполагает, что события произошли наиболее простым и очевидным образом, а путь эволюции, вероятно, включает наименьшее количество крупных событий, совпадающих с имеющимися доказательствами.

Глоссарий


То, что мы видим в слоях земной коры, лучше объясняется катастрофой глобального наводнения, чем медленными униформистскими теориями эволюционистов.

Ученые-эволюционисты говорят нам, что то, что мы видим на земной поверхности и ее коре, является результатом миллионов (миллиардов) лет медленных, устойчивых отложений материала. Слои внешней оболочки нашей планеты - это результат длительного процесса, на который потребовалось очень много времени. Однако есть много черт, которые просто не могли быть сформированы таким образом и на самом деле имеют гораздо больший смысл, если их отнести к всемирному потопу времен Ноя. Были проведены исследования последствий извержения вулкана Святой Елены 18 мая 1980 года, которые показывают, что ландшафты, подобные тем, что мы видим в Гранд-Каньоне, могли быть сформированы за считанные минуты, а не за тысячи, миллионы или миллиарды. лет. Другими словами, нет никаких оснований сомневаться в библейском повествовании о сотворении мира и всемирном потопе Ноя.


Дарвин в Америке

Спустя почти 160 лет после того, как Чарльз Дарвин опубликовал свою новаторскую теорию развития жизни, американцы все еще спорят об эволюции. Несмотря на то, что эволюционную теорию принимают все, кроме небольшого числа ученых, многие американцы продолжают ее отвергать. Фактически, примерно каждый пятый взрослый человек в США отвергает основную идею о том, что жизнь на Земле вообще эволюционировала. И примерно половина взрослого населения США принимает теорию эволюции, но только как инструмент воли Бога.

Большинство биологов и других ученых утверждают, что теория эволюции убедительно объясняет происхождение и развитие жизни на Земле. Более того, они говорят, что научная теория - это не догадка или предположение, а установленное объяснение природного явления, такого как гравитация, которое неоднократно проверялось и уточнялось посредством наблюдений и экспериментов.

Итак, если эволюция так же укоренилась в научном сообществе, как теория гравитации, почему люди до сих пор спорят о ней спустя более полутора веков после того, как ее предложил Дарвин? Ответ по большей части кроется в богословских последствиях эволюционного мышления. Для многих религиозных людей дарвиновский взгляд на жизнь - панорама жестокой борьбы и постоянных изменений - вступает в противоречие как с библейской историей сотворения мира, так и с иудео-христианской концепцией активного, любящего Бога, вмешивающегося в человеческие события. (См. «Взгляды религиозных групп на эволюцию».)

Эта фундаментальная озабоченность эволюционной теорией помогла разогнать многолетнее сопротивление преподаванию ее в государственных школах. Даже за последние 15 лет педагоги, ученые, родители, религиозные лидеры и другие люди в более чем дюжине штатов участвовали в публичных битвах в школьных советах, законодательных органах и судах за то, как школьные программы должны учитывать эволюцию. Этот вопрос даже обсуждался и обсуждался в преддверии президентских выборов 2000 и 2008 годов. В последние годы эта битва пошла на убыль, но до конца не угасла.

За пределами классной комнаты большая часть оппозиции эволюции связана с ее более широкими социальными последствиями и убеждением в том, что ее можно понять способами, которые являются социально и политически опасными. Например, некоторые социальные консерваторы заявляют, что теория эволюции служит для усиления более широких аргументов, оправдывающих практики, против которых они яростно выступают, такие как аборты и эвтаназия.Эволюционная теория также играет роль в аргументах в пользу трансгуманизма и других усилий по усилению человеческих способностей и увеличению продолжительности жизни. Другие противники эволюции говорят, что известные сторонники атеизма, такие как Ричард Докинз, рассматривают теорию эволюции не только как доказательство глупости религиозной веры, но и как оправдание различных типов дискриминации религии и религиозных людей.

Взгляд на американскую историю показывает, что во многих отношениях вопросы эволюции долгое время служили доводами в более широких дискуссиях о религиозных, этических и социальных нормах. От попыток некоторых церквей в 19-м и начале 20-го веков продвигать более либеральную форму христианства до недавнего подталкивания и сдерживания роли религии и науки в общественной жизни часто использовалось отношение к эволюции. в качестве точки опоры для одной или другой стороны, чтобы попытаться продвинуть свое дело.

Дарвин приезжает в Америку

Формулируя свою теорию эволюции посредством естественного отбора, Чарльз Дарвин не стремился вызвать общественное противоречие. Фактически, его опасения по поводу того, как его идеи будут восприняты широкой общественностью, заставили его ждать более 20 лет, чтобы их опубликовать. Он мог бы никогда не сделать этого, если бы другой британский естествоиспытатель, Альфред Рассел Уоллес, в 1858 году независимо не выдвинул очень похожую теорию. В этот момент Дарвин, который уже поделился своими выводами с небольшим количеством коллег-ученых, наконец, раскрыл свои давние идеи об эволюции и естественном отборе более широкой аудитории.

Дарвин построил свою теорию на четырех основных предпосылках. Во-первых, утверждал он, каждое животное не является точной копией своих родителей, но отличается в некоторых тонкостях. Во-вторых, сказал он, хотя эти различия в каждом поколении случайны, некоторые из них дают животному явные преимущества, давая ему гораздо больше шансов на выживание и размножение. Со временем эта полезная вариация распространяется на остальные виды, потому что те, у кого есть преимущество, с большей вероятностью, чем те, у кого его нет, выживут и начнут воспроизводиться. И, наконец, в течение более длительных периодов времени кумулятивные изменения приводят к появлению новых видов, все из которых имеют общего предка. (Подробнее об этом см. «Дарвин и его теория эволюции».)

В ноябре 1859 года Дарвин опубликовал «О происхождении видов путем естественного отбора», в котором подробно изложил свою теорию. Книга мгновенно стала бестселлером и, как и опасался Дарвин, вызвала бурю споров в его родной Британии. В то время как многие ученые защищали Дарвина, религиозные лидеры и другие сразу же отвергли его теорию не только потому, что она прямо противоречила истории сотворения в библейской книге Бытия, но также потому, что - на более широком уровне - она ​​подразумевала, что жизнь возникла в результате естественных процессов. а не как творение любящего Бога.

В США, которые были на пороге гражданской войны, публикация «Происхождения» осталась практически незамеченной. К 1870-м годам американские религиозные лидеры и мыслители начали рассматривать теологические последствия теории Дарвина. Тем не менее, проблема не доходила до широкой американской общественности до конца XIX века, когда многие популярные христианские авторы и ораторы, в том числе знаменитый чикагский евангелист и миссионер Дуайт Л. Муди, начали возмущаться дарвинизмом как угрозой. к библейской истине и общественной морали.

В то же время в религиозном ландшафте страны происходили и другие драматические изменения. С 1890-х по 1930-е годы основные протестантские деноминации Америки постепенно разделились на два лагеря: модернистский или теологически либеральный протестантизм (который впоследствии стал основным протестантизмом) и евангелический, или иначе теологически консервативный протестантизм.

Этот раскол возник благодаря многочисленным культурным и интеллектуальным достижениям той эпохи, включая, помимо прочего, появление нового научного мышления. Теологи и другие исследователи также столкнулись с новыми вопросами об исторической точности библейских рассказов, а также с множеством провокационных и противоречивых новых идей таких мыслителей, как Карл Маркс и Зигмунд Фрейд, как об индивидууме, так и об обществе. Протестанты-модернисты стремились интегрировать эти новые теории и идеи, включая эволюцию, в свои религиозные доктрины, в то время как более консервативные протестанты сопротивлялись им.

К началу 1920-х годов эволюция стала, пожалуй, самой важной проблемой в этом протестантском расколе, отчасти потому, что дебаты приобрели педагогический характер: студенты по всей стране теперь изучают идеи Дарвина на уроках биологии. Этот вопрос стал основным для протестантских евангелистов, включая Билли Сандей, самого популярного проповедника того времени. «Я не верю в старую ублюдочную теорию эволюции», - воскликнул он, как известно, во время собрания возрождения в 1925 году. Но именно Уильям Дженнингс Брайан, человек политики, а не тряпки, в конечном итоге стал лидером полноценного национального крестового похода против эволюции.

Брайан, оратор-популист и набожный протестант-евангелист, который трижды безуспешно баллотировался на пост президента, считал, что преподавание теории эволюции в национальных школах гарантирует, что целые поколения вырастут с верой в то, что Библия - не более чем «собрание мифов», и подорвет христианскую веру страны в пользу доктрины «выживания сильнейшего».

Страх Брайана перед социальным дарвинизмом не был полностью беспочвенным. Эволюционное мышление помогло зародиться движению евгеники, которое утверждало, что можно разводить улучшенных людей так же, как фермеры разводят лучших овец и крупный рогатый скот. Евгеника привела к дискредитируемым в настоящее время теориям расового и классового превосходства, которые помогли вдохновить нацистскую идеологию в Америке, некоторые использовали социальный дарвинизм для аргументов в пользу ограничения иммиграции (особенно из Южной и Восточной Европы) или принятия государственных законов, требующих стерилизации, чтобы остановить «психическое здоровье». дефицитные »от рождения детей.

Многие, кто выступал за преподавание эволюции в государственных школах, не поддерживали евгенику, а просто хотели, чтобы ученики познакомились с самыми современными научными идеями. Для других, таких как сторонники недавно сформированного Американского союза гражданских свобод, обучение эволюции было вопросом свободы слова, а также вопросом разделения церкви и государства. А третьи, такие как знаменитый юрист Кларенс Дэрроу, рассматривали битву за эволюцию как прокси для более широкого культурного конфликта между тем, что они считали прогрессом и современностью, с одной стороны, и религиозными суевериями и отсталостью, с другой.

Объемы и их последствия

По настоянию Брайана и лидеров евангельских христиан противники теории эволюции пытались запретить преподавание теории Дарвина в ряде штатов. Хотя первые законодательные усилия потерпели неудачу, противники эволюции одержали победу в 1925 году, когда законодательное собрание Теннесси подавляющим большинством голосов одобрило закон, объявляющий преступлением преподавать «любую теорию, отрицающую историю Божественного сотворения человека в том виде, как она преподается в Библии». Вскоре после того, как был принят закон Теннесси, ACLU предложила защитить любого учителя естественных наук в штате, который пожелает его нарушить. Джон Скоупс, учитель из небольшого сельского городка Дейтон, штат Теннесси, согласился принять предложение ACLU.

Последующее судебное разбирательство, в народе называемое «обезьяньим» процессом Скоупса, было одним из первых настоящих судебных процессов в средствах массовой информации современной эпохи, которое освещалось в сотнях газет и транслировалось в прямом эфире по радио. Защищать Скоупса был Дэрроу, тогда самый известный адвокат в стране. К государственным обвинителям присоединился Брайан. С самого начала казалось, что обе стороны согласны с тем, что дело рассматривается скорее в суде общественного мнения, чем в суде общей юрисдикции.

По мере продвижения судебного процесса становилось все более очевидным, что надежды Дэрроу на подстегивание общественных дебатов о достоинствах преподавания эволюции были заблокированы прокурорами штата. Но затем Дэрроу обратился с весьма неортодоксальной просьбой вызвать Брайана в качестве свидетеля. Хотя политик не был обязан давать показания, он принял приглашение Дэрроу.

С Брайаном на стенде Дэрроу задал серию подробных вопросов о библейских событиях, которые можно было рассматривать как противоречивые, нереальные или и то, и другое. Например, Дэрроу спросил, как могли быть утро и вечер в течение первых трех дней библейского творения, если солнце не сформировалось до четвертого? Брайан по-разному ответил на этот и аналогичные вопросы. Часто он защищал библейское повествование как буквальную истину. Однако в других случаях он признавал, что некоторые части Библии, возможно, необходимо интерпретировать, чтобы их можно было полностью понять.

Скоупса признали виновным в нарушении закона против эволюции и оштрафовали, хотя позже его приговор был отменен Верховным судом Теннесси по формальным причинам. Но вердикт не имел отношения к более широким дебатам. Суд, особенно допрос Брайана Дэрроу, вызвал огромный резонанс в лагере сторонников эволюции, особенно в северных городских районах, где средства массовой информации и культурная элита сочувствовали Скоупсу и его защите.

В то же время этот импульс пост-Scopes не разрушил антиэволюционное движение. Действительно, в годы, последовавшие сразу за Скоупсом, законодательные собрания штатов Миссисипи и Арканзас приняли законопроекты, аналогичные законопроектам Теннесси. Другие штаты, особенно на Юге и Среднем Западе, приняли резолюции, осуждающие включение материалов по эволюции в учебники биологии. Эти действия, наряду с набором ограничений со стороны местных школьных советов, побудили большинство издателей удалить ссылки на Дарвина из своих учебников естествознания.

Попытки сделать эволюцию стандартом на всех курсах биологии застопорились, в основном из-за того, что правительственный запрет на религиозное учреждение или фаворитизм, содержащийся в пункте об учреждении Первой поправки к Конституции США, применялся в то время только к федеральным, а не к федеральным законам. государственные действия. Правительства штатов могли устанавливать свою собственную политику по церковно-государственным вопросам. Только в 1947 году, когда Верховный суд вынес решение по делу Эверсон против Совета по образованию, конституционный запрет на религиозное учреждение начал применяться как к действиям штатов, так и к федеральным действиям. Сторонники эволюции также получили поддержку через десять лет после Эверсона, в 1957 году, когда советский запуск первого спутника, Спутник I, побудил Соединенные Штаты сделать научное образование национальным приоритетом.

Между тем, начиная с конца 1960-х годов, Верховный суд США принял ряд важных решений, наложивших жесткие ограничения на правительства штатов, выступающие против преподавания теории эволюции. В 1968 году в деле Эпперсон против Арканзаса Верховный суд единогласно признал неконституционным закон штата Арканзас, запрещающий преподавание эволюции в государственных школах. В частности, как заявили судьи, закон нарушил положение о создании Первой поправки, поскольку он был направлен на то, чтобы помешать учащимся изучать определенную точку зрения, противоположную консервативному христианству, и, таким образом, продвигал религию.

Спустя почти 20 лет после Эпперсона суд вынес еще одно ключевое постановление, на этот раз касающееся преподавания «науки о сотворении» в государственных школах. Сторонники науки о сотворении утверждают, что масса научных доказательств поддерживает историю сотворения, описанную в библейской книге Бытия, с формированием Земли и развитием жизни за шесть 24-часовых дней. Присутствие окаменелостей и свидетельства значительных геологических изменений объясняются катастрофическим наводнением, описанным в восьмой главе Книги Бытия.

В деле «Эдвардс против Агийярда» (1987 г.) Верховный суд отменил закон Луизианы, обязывающий государственные школы преподавать «науку о сотворении» наряду с эволюцией, постановив (как и в случае с Эпперсоном), что этот статут нарушил положение о создании, поскольку его целью было продвижение религии. (Подробнее о юридических аспектах дебатов об эволюции см. «Социальные и правовые аспекты дебатов об эволюции в США»)

Частично из-за этих и других судебных решений возникла оппозиция преподаванию эволюции как таковая, и противники изменили свои цели и тактику. В первом десятилетии 21 века, например, некоторые местные и государственные школьные советы санкционировали преподавание того, что, по их мнению, было научными альтернативами эволюции, в частности концепции «разумного замысла», которая утверждает, что жизнь слишком сложна, чтобы ее можно было развить. без вмешательства внешней, возможно, божественной силы. Хотя большинство ученых отвергает креационизм, замаскированный научным языком, сторонники разумного замысла цитируют то, что они называют «неснижаемо сложными» системами (такими как глаз или процесс образования тромбов), как доказательство того, что дарвиновская эволюция не является адекватным объяснением этого явления. развитие жизни.

Но попытки внедрить разумный замысел в учебные программы государственных школ по естествознанию постигла та же участь, что и наука о сотворении десятилетиями ранее. И снова суды постановили, что разумный замысел - это религиозный аргумент, а не наука, и поэтому его нельзя преподавать в государственных школах. Другие попытки потребовать от школ преподавания критики эволюции или обязать учеников слушать или читать заявления об эволюции также были отвергнуты.

За годы, прошедшие после этих судебных решений, в Техасе, Теннесси, Канзасе и других штатах были предприняты новые попытки оспорить присутствие теории эволюции в учебных программах государственных школ по естествознанию. Например, в 2017 году сенат Южной Дакоты принял закон, позволяющий учителям государственных школ штата знакомить учащихся с сильными и слабыми сторонами научной информации. Эта мера, которая, по утверждениям критиков, была явно направлена ​​на критику эволюции, в конечном итоге застопорилась в Палате представителей государства. А в 2018 году внутренняя проверка, проведенная Советом по образованию штата Аризона, привела к безуспешной попытке разбавить ссылки на эволюцию в научных стандартах штата.

Заглавное фото: Знаменитый адвокат Кларенс Дэрроу подчеркивает свою точку зрения на судебном процессе по делу «Обезьяна» в & # 8220Scopes & # 8221 в 1925 году. Дэрроу защищал учителя Джона Скоупса, который нарушил закон Теннесси против преподавания эволюции в государственных школах. (Архив Беттманна / Getty Images)

1615 L St. NW, Suite 800 Вашингтон, округ Колумбия 20036 США (+1) 202-419-4300 | Главный (+1) 202-419-4349 | Факс (+1) 202-419-4372 | Запросы средств массовой информации


Жизнь здесь и дальше

Спросите почти любого американца существует ли жизнь на других планетах и ​​лунах, и ответ вы получите уверенное «да!» Вернувшись на десятилетия назад (а во многом на поколения), мы познакомились с целым зверинцем инопланетян, хороших и плохих. Их присутствие пронизывает наши развлечения и культуру, и нам, людям, кажется, присуще почти врожденное убеждение - или это надежда, - что мы не одни во Вселенной.

Но это внеземное присутствие на регулярной демонстрации, конечно же, выдумка. Никакой жизни за пределами Земли никогда не было обнаружено, нет никаких доказательств того, что инопланетная жизнь когда-либо посещала нашу планету. Все это история.

Однако это не означает, что Вселенная безжизненна. Хотя никаких явных признаков жизни никогда не было обнаружено, возможность внеземной биологии - научная логика, которая ее поддерживает - становится все более вероятной. Это, пожалуй, самое крупное достижение развивающейся области астробиологии, широкомасштабное изучение происхождения жизни здесь и поиск жизни за пределами Земли.

Изучая и освещая мир экстремальной жизни на Земле, экспериментируя с тем, как здесь зародилась жизнь, узнавая больше о химическом составе космоса, проверяя пригодность для жизни в миссиях на Марс, спутник Сатурна, Титан и за его пределами, огромное тело науки уже собраны для анализа и объяснения происхождения, характеристик и возможных внеземных измерений жизни. И в отличие от инопланетян и космических захватчиков популярной культуры, эти открытия реальны.

Превращение научной фантастики в научный факт

Подумайте: марсоход Curiosity твердо установил, что древний Марс был значительно более влажным и теплым и был полностью обитаемым местом для микробной жизни. Все ингредиенты, необходимые для жизни, какой мы ее знаем, - правильные химические вещества, постоянный источник энергии и вода, которая, вероятно, присутствовала и оставалась стабильной на поверхности в течение миллионов лет, - явно присутствовали.

Тогда началась ли микробная жизнь? Если да, развилось ли оно? Эти вопросы остаются без ответа, но известно одно: если второй генезис произошел на Марсе (или на спутнике Юпитера Европа, спутнике Сатурна Энцеладе или где-либо еще в нашей солнечной системе), то вероятность того, что существует много других форм жизни, существенно возрастает. на миллиардах экзопланет и экзолуний, которые, как известно, вращаются вокруг далеких звезд и планет. Одно происхождение жизни на Земле могло быть результатом замечательного и необъяснимого пути к жизни. Два происхождения в одной солнечной системе убедительно свидетельствуют о том, что жизнь во Вселенной - обычное дело.

Подумайте также о революции в понимании, которая произошла с середины 1990-х годов в отношении планет и лун в солнечных системах, значительно превосходящих нашу. С древних времен натурфилософы, а затем ученые и многие другие заинтересованные люди предсказывали, даже предполагали, что многие другие планеты вращаются вокруг своих звезд. К настоящему времени тысячи экзопланет были официально идентифицированы - с помощью таких миссий НАСА, как Кеплер, а также с помощью наземных наблюдений - и еще миллиарды ждут открытия. И это только в нашей галактике Млечный Путь.

С развитием инструментов и знаний, которые делают возможной охоту за экзопланетами, все больше внимания уделяется идентификации планет, лежащих в обитаемых зонах - на таких расстояниях от их звезд, которые позволяют воде хотя бы периодически оставаться жидкой на поверхности планеты. Поиск экзопланет зародился в области астрономии и астрофизики, но всегда был переплетен с астробиологией. Как и во многих миссиях НАСА, широкое и интенсивное стремление к поиску и пониманию планет и спутников обитаемой зоны значительно улучшает астробиологию и опирается на астробиологию.

Наш опыт поиска далеких планет также заставляет задуматься: будет ли поиск существующего или прошлого присутствия внеземной жизни когда-нибудь рассматриваться как параллель с более ранним поиском экзопланет? Мужчины и женщины, занимающиеся наукой, а также непрофессионалы, интуитивно предполагали, что планеты существуют за пределами нашей солнечной системы, но эти планеты были идентифицированы только тогда, когда наши технологии и мышление были достаточно развиты. Ожидает ли открытие инопланетной жизни и нашего научного возраста?

Прошлое как путеводитель в будущее

Астробиологические исследования проводятся, потому что их время пришло.Ученые по всей стране и по всему миру занимаются проблемами происхождения жизни и жизни за пределами Земли и разрабатывают захватывающие и передовые исследования. Но у НАСА также есть «стратегия» астробиологии, описывающая, где агентство видит многообещающие направления исследований - от узкоспециализированных до широких и широких, - которые агентство могло бы поддержать. Подборка примеров:

• Какие шаги привели неодушевленные материалы - камни, отложения, органические соединения, воду - к объединению и созданию живых организмов с реплицирующимися генами, клеточными стенками и способностью к воспроизводству?

• Что привело к распространению новых форм жизни на Земле?

• Как вода и основные органические соединения попадают на планеты и луны и как они взаимодействуют с планетами и лунами, на которые они приземляются?

• Можно ли узнать из химических веществ и минералов на поверхности планет, могут ли микробы жить там, в том числе под поверхностью планеты?

• Возможно ли, даже вероятно, что жизнь существует где-то еще на основе элементов, отличных от углерода, и системы, отличной от ДНК? Может ли такая жизнь существовать здесь, на Земле, но пока не обнаружена?


Новая физическая теория жизни

Физик из Массачусетского технологического института выдвинул провокационную идею о том, что жизнь существует потому, что закон увеличения энтропии заставляет материю приобретать реалистичные физические свойства.

Прочитать позже

Джереми Инглэнд, 31-летний физик из Массачусетского технологического института, считает, что он обнаружил физику, лежащую в основе происхождения и эволюции жизни.

Кэтрин Тейлор для журнала Quanta

Натали Вулховер

Популярные гипотезы приписывают первозданный суп, разряд молнии и колоссальную удачу. Но если новая провокационная теория верна, удача может иметь мало общего с этим. Вместо этого, по словам физика, выдвигающего эту идею, происхождение и последующая эволюция жизни вытекают из фундаментальных законов природы и «не должны удивлять, как скалы, катящиеся с горы».

С точки зрения физики, есть одно существенное различие между живыми существами и неодушевленными скоплениями атомов углерода: первые, как правило, гораздо лучше улавливают энергию из окружающей среды и рассеивают эту энергию в виде тепла. Джереми Инглэнд, 31-летний доцент Массачусетского технологического института, вывел математическую формулу, которая, по его мнению, объясняет эту способность. Формула, основанная на установленной физике, указывает, что когда группа атомов приводится в движение внешним источником энергии (например, солнцем или химическим топливом) и окружена термальной ванной (например, океан или атмосфера), она часто постепенно реструктурируется. сам по себе, чтобы рассеивать все больше энергии. Это может означать, что при определенных условиях материя неумолимо приобретает ключевой физический атрибут, связанный с жизнью.

«Вы начинаете со случайного скопления атомов, и если вы будете светить на него достаточно долго, не должно быть так удивительно, что вы получите растение», - сказал Ингланд.

Теория Англии призвана лечь в основу теории эволюции путем естественного отбора Дарвина, а не заменить ее, которая дает мощное описание жизни на уровне генов и популяций. «Я, конечно, не говорю, что дарвиновские идеи ошибочны», - пояснил он. «Напротив, я просто говорю, что с точки зрения физики вы могли бы назвать дарвиновскую эволюцию частным случаем более общего явления».

Его идея, подробно описанная в недавней статье и получившая дальнейшее развитие в докладе, который он представляет в университетах по всему миру, вызвала споры среди его коллег, которые считают ее либо незначительной, либо потенциальным прорывом, либо и тем, и другим.

Англия сделала «очень смелый и очень важный шаг», - сказал Александр Гросберг, профессор физики Нью-Йоркского университета, который следил за работой Англии с самого начала. «Большая надежда» заключается в том, что он определил основной физический принцип, лежащий в основе происхождения и эволюции жизни, сказал Гросберг.

«Джереми - едва ли не самый талантливый молодой ученый, которого я когда-либо встречал», - сказал Аттила Сабо, биофизик из Лаборатории химической физики Национального института здравоохранения, который переписывался с Англией по поводу своей теории после встречи с ним на конференции. «Меня поразила оригинальность идей».

Другие, такие как Евгений Шахнович, профессор химии, химической биологии и биофизики Гарвардского университета, не убеждены. «Идеи Джереми интересны и потенциально многообещающи, но на данный момент являются чрезвычайно умозрительными, особенно применительно к явлениям жизни», - сказал Шахнович.

Теоретические результаты Англии обычно считаются достоверными. Его интерпретация, согласно которой его формула представляет собой движущую силу, стоящую за классом явлений в природе, включая жизнь, остается недоказанной. Но уже есть идеи, как проверить эту интерпретацию в лаборатории.

«Он пытается сделать что-то совершенно иное», - сказала Мара Прентисс, профессор физики в Гарварде, которая обдумывает такой эксперимент, узнав о работе Англии. «Как организатор, я думаю, что у него есть потрясающая идея. Правильно это или нет, расследование стоит того ».

В основе идеи Англии лежит второй закон термодинамики, также известный как закон увеличения энтропии или «стрела времени». Горячие предметы остывают, газ распространяется по воздуху, яйца взбиваются, но никогда самопроизвольно не распадаются, энергия имеет тенденцию рассеиваться или распространяться с течением времени. Энтропия - это мера этой тенденции, определяющая, насколько распределена энергия между частицами в системе и насколько эти частицы рассеиваются в пространстве. Она увеличивается как простой вопрос вероятности: существует больше способов распространить энергию, чем сконцентрировать ее. Таким образом, когда частицы в системе движутся и взаимодействуют, они по чистой случайности будут стремиться принять конфигурации, в которых энергия распределяется. В конце концов, система достигает состояния максимальной энтропии, называемого «термодинамическое равновесие», в котором энергия распределяется равномерно. Например, чашка кофе и комната, в которой она находится, становятся одной температуры. Пока чаша и комната оставлены в покое, этот процесс необратим. Кофе никогда самопроизвольно не нагревается снова, потому что в подавляющем большинстве случаев все складывается из-за того, что большая часть энергии комнаты случайным образом концентрируется в ее атомах.

Хотя энтропия должна со временем увеличиваться в изолированной или «закрытой» системе, «открытая» система может поддерживать низкую энтропию, то есть неравномерно распределять энергию между своими атомами, за счет значительного увеличения энтропии окружающей среды. В его влиятельной монографии 1944 года «Что такое жизнь?» выдающийся квантовый физик Эрвин Шредингер утверждал, что это то, что должны делать живые существа. Например, растение поглощает чрезвычайно энергичный солнечный свет, использует его для производства сахаров и излучает инфракрасный свет - гораздо менее концентрированную форму энергии. Общая энтропия Вселенной увеличивается во время фотосинтеза по мере рассеивания солнечного света, даже если растение предотвращает разложение, поддерживая упорядоченную внутреннюю структуру.

Жизнь не нарушает второй закон термодинамики, но до недавнего времени физики не могли использовать термодинамику, чтобы объяснить, почему она вообще должна возникать. Во времена Шредингера они могли решать уравнения термодинамики только для замкнутых систем, находящихся в состоянии равновесия. В 1960-х годах бельгийский физик Илья Пригожин добился прогресса в предсказании поведения открытых систем, слабо управляемых внешними источниками энергии (за что он получил Нобелевскую премию по химии 1977 года). Но поведение систем, далеких от равновесия, связанных с внешней средой и сильно управляемых внешними источниками энергии, предсказать невозможно.

Ситуация изменилась в конце 1990-х годов, в первую очередь благодаря работе Криса Ярзинского, ныне работающего в Университете Мэриленда, и Гэвина Крукса, ныне работающего в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Ярзинский и Крукс показали, что энтропия, производимая термодинамическим процессом, таким как охлаждение чашки кофе, соответствует простому соотношению: вероятность того, что атомы пройдут этот процесс, деленная на их вероятность пройти обратный процесс (т. Е. , спонтанно взаимодействуя таким образом, что кофе нагревается). По мере увеличения производства энтропии увеличивается и это соотношение: поведение системы становится все более и более «необратимым». Простая, но строгая формула в принципе может быть применена к любому термодинамическому процессу, независимо от того, насколько быстро или далеко от равновесия. «Наше понимание далекой от равновесия статистической механики значительно улучшилось», - сказал Гросберг. Англия, который специализируется на биохимии и физике, два года назад открыл свою лабораторию в Массачусетском технологическом институте и решил применить новые знания статистической физики в биологии.

Используя формулировку Ярзинского и Крукса, он вывел обобщение второго закона термодинамики, которое справедливо для систем частиц с определенными характеристиками: системы сильно управляются внешним источником энергии, таким как электромагнитная волна, и они могут отводить тепло в теплообменник. окружающая баня. В этот класс систем входит все живое. Затем Англия определила, как такие системы имеют тенденцию развиваться с течением времени, поскольку они увеличивают свою необратимость. «С помощью формулы мы можем очень просто показать, что более вероятными эволюционными исходами будут те, которые поглощают и рассеивают больше энергии от внешних движущих сил окружающей среды на пути к достижению цели», - сказал он. Это открытие имеет интуитивный смысл: частицы имеют тенденцию рассеивать больше энергии, когда они резонируют с движущей силой или движутся в направлении, которое она толкает их, и они с большей вероятностью будут двигаться в этом направлении, чем любые другие в любой момент.

«Это означает, что сгустки атомов, окруженные ванной с определенной температурой, такой как атмосфера или океан, должны со временем устроиться так, чтобы все лучше и лучше резонировать с источниками механической, электромагнитной или химической работы в их среде», - пояснил Ингленд. .

Самовоспроизведение (или воспроизводство, с биологической точки зрения), процесс, который движет эволюцией жизни на Земле, является одним из таких механизмов, с помощью которого система может со временем рассеивать все большее количество энергии. Как сказал Англия: «Отличный способ рассеять больше - сделать больше копий самого себя». В сентябрьской статье в Journal of Chemical Physics он сообщил о теоретическом минимальном количестве рассеивания, которое может происходить во время самовоспроизведения молекул РНК и бактериальных клеток, и показал, что он очень близок к фактическим объемам, рассеиваемым этими системами при репликации. . Он также показал, что РНК, нуклеиновая кислота, которая, по мнению многих ученых, послужила предшественником жизни на основе ДНК, является особенно дешевым строительным материалом. Он утверждает, что когда возникла РНК, ее «дарвиновский захват», возможно, не удивил.

Химический состав первобытного супа, случайные мутации, география, катастрофические события и множество других факторов внесли свой вклад в мельчайшие детали разнообразной флоры и фауны Земли. Но согласно теории Англии, основным принципом, лежащим в основе всего процесса, является адаптация материи, обусловленная диссипацией.

Этот принцип применим и к неодушевленной материи. «Очень заманчиво размышлять о том, какие явления в природе мы теперь можем вписать в эту большую палатку адаптивной организации, основанной на диссипации», - сказал Ингланд. «Многие примеры могут быть прямо у нас под носом, но поскольку мы не искали их, мы их не заметили».

Ученые уже наблюдали самовоспроизведение в неживых системах. Согласно новому исследованию, проведенному Филипом Маркусом из Калифорнийского университета в Беркли и опубликованному в журнале Physical Review Letters в августе, вихри в турбулентных жидкостях спонтанно воспроизводятся, отбирая энергию сдвига в окружающей жидкости. А в статье, опубликованной на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, Майкл Бреннер, профессор прикладной математики и физики в Гарварде, и его сотрудники представляют теоретические модели и моделирование самовоспроизводящихся микроструктур. Эти кластеры микросфер со специальным покрытием рассеивают энергию, связывая близлежащие сферы в идентичные кластеры. «Это очень похоже на то, что говорит Джереми», - сказал Бреннер.

Помимо самовоспроизведения, большая структурная организация - еще одно средство, с помощью которого сильно управляемые системы увеличивают свою способность рассеивать энергию. Например, растение гораздо лучше улавливает и направляет солнечную энергию через себя, чем неструктурированная куча атомов углерода. Таким образом, Англия утверждает, что при определенных условиях материя спонтанно самоорганизуется. Эта тенденция может объяснить внутренний порядок живых существ, а также многих неодушевленных структур. «Снежинки, песчаные дюны и турбулентные вихри объединяет то, что они представляют собой структуры с поразительным рисунком, которые возникают в системах из многих частиц, управляемых каким-то диссипативным процессом», - сказал он. Конденсация, ветер и вязкое сопротивление являются важными процессами в этих конкретных случаях.

«Он заставляет меня думать, что различие между живой и неживой материей не является резким», - сказал Карл Франк, физик-биолог из Корнельского университета, в электронном письме. «Меня особенно впечатляет это понятие, если рассматривать такие небольшие системы, как химические цепи, включающие несколько биомолекул».

Смелая идея Англии, вероятно, будет подвергнута тщательной проверке в ближайшие годы. В настоящее время он проводит компьютерное моделирование, чтобы проверить свою теорию о том, что системы частиц адаптируют свои структуры, чтобы лучше рассеивать энергию. Следующим шагом будет проведение экспериментов на живых системах.

Прентисс, руководитель экспериментальной биофизической лаборатории в Гарварде, говорит, что теорию Англии можно проверить путем сравнения клеток с различными мутациями и поиска корреляции между количеством энергии, рассеиваемой клетками, и скоростью их репликации. «Нужно быть осторожным, потому что любая мутация может многое сделать», - сказала она. «Но если бы кто-то продолжал проводить многие из этих экспериментов на разных системах и если [успех рассеивания и репликации] действительно коррелирован, это может означать, что это правильный организационный принцип».

Бреннер сказал, что надеется связать теорию Англии со своими собственными конструкциями микросфер и определить, правильно ли теория предсказывает, какие процессы самовоспроизведения и самосборки могут происходить - «фундаментальный вопрос науки», - сказал он.

По словам многих исследователей, наличие всеобъемлющего принципа жизни и эволюции даст исследователям более широкий взгляд на возникновение структуры и функций у живых существ. «Естественный отбор не объясняет определенные характеристики», - сказал Ард Луи, биофизик из Оксфордского университета, в электронном письме. Эти характеристики включают наследственное изменение экспрессии генов, называемое метилированием, увеличение сложности в отсутствие естественного отбора и определенные молекулярные изменения, которые недавно изучил Луис.

Если подход Англии выдержит большее количество испытаний, он может еще больше освободить биологов от поиска дарвиновского объяснения каждой адаптации и позволить им мыслить более широко в терминах организации, основанной на диссипации. Они могут найти, например, что «причина того, что организм демонстрирует характеристику X, а не Y, может быть не потому, что X более приспособлен, чем Y, а потому, что физические ограничения облегчают эволюцию X, чем Y», - сказал Луис. сказал.

«Люди часто застревают в размышлениях об индивидуальных проблемах», - сказал Прентисс. Независимо от того, окажутся ли идеи Англии совершенно правильными, сказала она, «в более широком мышлении делается много научных открытий».

Исправление: эта статья была изменена 22 января 2014 г., чтобы отразить, что Илья Пригожин получил Нобелевскую премию по химии, а не по физике.


Почему наука не опровергает Бога

Ряд недавних книг и статей заставят вас поверить, что & mdashsomehow & mdashscience теперь опровергает существование Бога. Авторы утверждают, что мы так много знаем о том, как устроена Вселенная, что Бог просто не нужен: мы можем объяснить все, как устроена Вселенная, без Творца.

И действительно, наука принесла нам огромное понимание. Общая сумма человеческих знаний удваивается примерно каждые пару лет или даже реже. В физике и космологии мы теперь можем утверждать, что знаем, что произошло с нашей Вселенной уже через крошечную долю секунды после Большого взрыва, что может показаться поразительным. В химии мы понимаем самые сложные реакции между атомами и молекулами, а в биологии мы знаем, как работает живая клетка, и нанесли на карту весь наш геном. Но опровергает ли эта обширная база знаний существование какой-то ранее существовавшей внешней силы, которая могла запустить нашу вселенную на своем пути?

Наука одержала крупные победы над укоренившимися религиозными догмами на протяжении XIX века. В 1800-х годах открытия останков неандертальцев в Бельгии, Гибралтаре и Германии показали, что люди были не единственными гоминидами, населявшими Землю, а окаменелости и останки ныне вымерших животных и растений дополнительно продемонстрировали, что флора и фауна эволюционируют, живут тысячелетиями, а иногда и иногда. вымирают, уступая свое место на планете более приспособленным видам. Эти открытия оказали сильную поддержку возникшей тогда теории эволюции, опубликованной Чарльзом Дарвином в 1859 году. А в 1851 году Леон Фуко, французский физик-самоучка, окончательно доказал, что Земля вращается, а не остается на месте, когда Солнце вращается вокруг нее, используя специальный маятник, круговое движение которого обнаруживало вращение планеты. Геологические открытия, сделанные в том же веке, опровергли гипотезу «молодой земли». Теперь мы знаем, что Земле миллиарды, а не тысячи лет, как подсчитали некоторые теологи, считая поколения назад до библейского Адама. Все эти открытия опровергли буквальное толкование Писания.

Но доказала ли современная наука начала 20 века, что Бога нет, как теперь утверждают некоторые комментаторы? Наука - удивительное, прекрасное занятие: она учит нас жизни, миру и вселенной. Но он не открыл нам, почему возникла Вселенная или что предшествовало ее рождению в результате Большого взрыва. Биологическая эволюция не принесла нам ни малейшего понимания того, как первые живые организмы возникли из неодушевленной материи на этой планете и как развитые эукариотические клетки - высокоструктурированные строительные блоки продвинутых форм жизни - возникли из более простых организмов.Это также не объясняет одну из величайших загадок науки: как сознание возникло в живых существах? Откуда берутся символическое мышление и самосознание? Что позволяет людям постичь тайны биологии, физики, математики, инженерии и медицины? И что позволяет нам создавать великие произведения искусства, музыки, архитектуры и литературы? Наука далека от объяснения этих глубоких загадок.

Но гораздо более важным, чем эти загадки, является постоянный вопрос о точной настройке параметров Вселенной: почему наша Вселенная так точно создана для возникновения жизни? На этот вопрос никогда не было дано удовлетворительного ответа, и я считаю, что он никогда не найдет научного решения. Чем глубже мы углубляемся в тайны физики и космологии, тем более запутанной и невероятно сложной кажется Вселенная. Чтобы объяснить квантово-механическое поведение даже одной крошечной частицы, требуются страницы и страницы чрезвычайно продвинутой математики. Почему даже мельчайшие частицы вещества настолько невероятно сложны? Похоже, что существует обширная, скрытая «мудрость», или структура, или запутанный план даже для самого простого на вид элемента природы. И ситуация становится намного более сложной, когда мы расширяем наш взгляд на весь космос.

Мы знаем, что 13,7 миллиарда лет назад гигантский взрыв энергии, природа и источник которой нам совершенно неизвестны и никоим образом не поняты науке, положил начало созданию нашей Вселенной. Затем внезапно, словно по волшебству, возникла «частица Бога» - бозон Хиггса, открытый два года назад внутри мощного ускорителя частиц ЦЕРН, Большой адронный коллайдер - и чудесным образом придала Вселенной ее массу. Почему это случилось? Масса состоит из элементарных частиц - кварков и электронов - чьи веса и электрические заряды должны находиться в неизмеримо жестких пределах для того, что произойдет дальше. Ибо изнутри первобытного супа элементарных частиц, составляющих молодую Вселенную, опять же, словно волшебной рукой, все кварки внезапно сгруппировались в тройки, чтобы сформировать протоны и нейтроны, их электрические заряды были установлены точно на уровень, необходимый для притяжения и захвата. электроны, которые затем начали вращаться вокруг ядер, состоящих из протонов и нейтронов. Все массы, заряды и силы взаимодействия во Вселенной должны были быть в точно необходимых количествах, чтобы могли образоваться ранние легкие атомы. Более крупные из них затем будут приготовлены в ядерном огне внутри звезд, давая нам углерод, железо, азот, кислород и все другие элементы, которые так необходимы для возникновения жизни. И в конечном итоге будет сформирована очень сложная молекула с двойной спиралью, ДНК, способствующая размножению жизни.

Почему возникло все, что нам нужно для существования? Как все это было возможно без некоторой скрытой внешней силы, которая могла бы организовать точный танец элементарных частиц, необходимый для создания всего необходимого для жизни? Великий британский математик Роджер Пенроуз вычислил на основе только одного из сотен параметров физической вселенной & mdash, что вероятность появления животворящего космоса равна единице, деленной на 10, возведенной в 10-ю и снова возведенной в 123. Это число настолько близко к нулю, насколько это вообще возможно. (Вероятность намного, намного меньше, чем вероятность выиграть джекпот Mega Millions в течение большего количества дней, чем существовала вселенная.)

Научные атеисты изо всех сил пытались объяснить эту тревожную загадку, предполагая существование бесконечного множества вселенных - мдашан, каждая со своими параметрами. В некоторых вселенных условия для жизни неподходящие, однако из-за огромных размеров этой предполагаемой мультивселенной должна быть вселенная, где все правильно. Но если для создания одной вселенной требуется огромная сила природы, то насколько более мощной должна быть эта сила, чтобы создать бесконечно много вселенных? Таким образом, чисто гипотетическая мультивселенная не решает проблемы Бога. Невероятная тонкая настройка вселенной представляет собой самый мощный аргумент в пользу существования имманентной творческой сущности, которую мы вполне можем назвать Богом. При отсутствии убедительных научных доказательств обратного такая сила может быть необходима, чтобы заставить все параметры, необходимые для нашего существования - космологические, физические, химические, биологические и когнитивные - стать такими, какие они есть.

Наука и религия - две стороны одного и того же глубокого человеческого стремления понимать мир, знать свое место в нем и восхищаться чудом жизни и бесконечным космосом, которым мы окружены. Пусть их так и сохранят, и не позволят одному попытаться узурпировать роль другого.


Смотреть видео: The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy (December 2022).