Сложные хаотичные структуры
Назад к статьям из категории "Дополнения к статье "Хаос или порядок""
Предыдущий материал: Изменения в рамках вида (микроэволюция)
В вопросах абиогенеза современная наука полагается на эксперимент Стэнли Миллера, проведённый в 1953 году. Суть эксперимента заключалась в синтезе аминокислот (необходимых для синтеза органоидов клетки и элементов её ДНК) из ряда молекул, посредством серии последовательных электрических разрядов и перемешивания (циркуляции). Данным экспериментом был продемонстрирован органический синтез.
Естественно, что влияние на материю (даже хаотичное) в определённом проценте случаев будет давать эффект усложнения, однако вероятность данного эффекта всегда будет равна формуле (1/(X^N)) * P * R, где X - количество вариаций/типов материи, N - количество переходов между простой и сложной формой материи, P - воздействие экспериментатора (сложность процесса), а про R мы поговорим чуть ниже. Но при этом обратная вероятность (т.е. 1 минус полученная вероятность усложнения) будет означать совокупность следующих возможностей: деградация материи, стагнация материи, аннигиляция материи и усложнение материи не по нужному нам вектору (тупиковое усложнение).
Под нужным вектором можно подразумевать ту материю, которую мы наблюдаем в существующем мире. Однако есть мнение, что материя могла усложняться абсолютно в любую сторону, и это всё равно привело бы к той или иной форме жизни (принцип мутаций и естественного отбора). Для более точного понимания этого мнения необходимо ввести понятие жизнеспособное поколение. Это и есть та самая буква R в нашей формуле.
Чтобы оценить влияние R на формулу достаточно представить простой пример. Попробуем взять 5 символов и составить программу, понятную интерпретатору, на языке JavaScript. Мы возьмём все имеющиеся варианты из 26 букв латинского алфавита, 10 цифр и 14 знаков. По нашей формуле, вероятность составления сложного произведения будет состоять 1/(50^5)*P*R, где P в нашем случае будет равно единице (т.к. мы никак не вмешиваемся в процесс), а R будет списком всех возможных вариантов.
Интерпретатор смог понять приблизительно каждую 15ую комбинацию (19665606 из 318877550), т.е. всего 6.6%. Беря более сложные комбинации, мы увидим, как процент жизнеспособного поколения будет падать для каждого следующего символа.
Этот эксперимент призван показать незначительное влияние фактора R на конечную вероятность. Кроме этого следует учитывать, что в приведённом выше эксперименте учитывалась валидность (т.е. способность интерпретатора принять код, не выявив в нём ошибок), а не функционал полученного кода. Это как если бы мы получили книгу с разными словами вперемешку. Если же мы добавим условие "логичности" или ещё лучше "полезности" конечного результата, то увидим, как влияние R сократится до совсем ничтожного.
Для примера, будем брать только те варианты, в которых наша программа будет увеличивать значение переменной X. В итоге программа сработает верно лишь в каждой 7553 комбинации (42217 раз из 318877550), что составит ~0.01%. А в 1416 случаях результатом программы станет уничтожение переменной X, что может поставить весь эксперимент под угрозу. Сложение это довольно простое действие и оно намного проще организации передвижения/питания/деления клетки.
Здесь мы видим процент терминальных комбинаций, который может вывести из строя всю рабочую среду или же уничтожить всю выстраиваемую популяцию (возможность аннигиляции материи). В приведённом выше примере пришлось специально использовать длинные переменные, т.к. вызываемая генерируемая конструкция нередко ломала или модифицировала код, который её генерировал.
Эксперимент с кишечной палочкой, в котором бактерия (или её части) учится переделывать яд в пищу, не учитывает возможность обратного процесса - переделывания пищи в яд, который способен уничтожить не только новые (мутировавшие) популяции, но и вообще все.
И ещё одно замечание - продолжительная стагнация материи может также привести к вымиранию всей популяции. Например, если клетка научилась передвигаться, но вместе с этим не научилась питаться, то вскоре вся популяция испытает нехватку веществ для воспроизводства органоидов и электричества, что приведёт к её гибели.
Важно понять, что вероятность органического синтеза аминокислот на 140 тысяч (именно тысяч) порядков выше (а значит проще) вероятности возникновения простейшей ДНК живой клетки (не говоря о всей клетке), или на сотню порядков выше синтеза простейшего динамичного элемента РНК.
Хаотично перемешивая буквы на компьютере, мы можем получить слово "Привет". Если мы будем перемешивать алфавит на всей вычислительной мощности земли на 2016 год в течение миллиарда лет, то получим только все варианты 23 символьных надписей. С одной стороны у нас примерная производительность 2,75*10^27мгц/с * на миллиард лет в секундах, с другой стороны количество букв и знаков препинания, возведённые в степень длинны сообщения. Примерно они выравниваются на 23-24 символах.
Т.е. при росте сложности всего лишь на 17 символов сложность самопроизвольного возникновения падает больше чем на 27 порядков. Можно заключить, что слово "Привет" поддаётся синтезу, но произведение "Война и мир" нет. Тоже самое касается синтеза аминокислот в сравнении с синтезом целой клетки (или хотя бы цепочки ДНК или хотя бы активной цепочки РНК т.н. PTC центра).
В свою очередь, мы можем увеличить вероятность создавая дополнительные правила (законы). Например, не включая в генерацию несуществующие слова. Мы увеличим R и сильно повысим вероятность генерации. Однако говорить о случайности такой генерации нельзя, т.к. мы использовали свой разум (заключающийся, например, в базе слов/основ и алгоритмов сверки) для упорядочивания изначального хаоса в эксперименте.
Иногда сторонниками опыта Стэнли Миллера (те, кто считает, что можно таким образом производить более сложные структуры) приводится такой эксперимент. В сосуд кладут набор постоянных магнитов разнообразной формы. Далее сосуд встряхивается и в результате магниты начинают образовывать относительно сложные элементы. Но кто может утверждать, что после сотен миллиардов лет встряхивания эти магниты (или структуры, порождённые ими) выползут из своего сосуда и начнут размножение или деление? Мы зачастую недооцениваем сложность живой материи и сравниваем её с куда более простыми вещами.
Основной материал
Следующий материал: Суперклетка, суперсистема или суперслучай
Дата: 26 июля 2019 , просмотров: 695
Метки: хаос, теория вероятностей, сложность, программирование
