Ewolucjonizm dla naiwnych

Prawdopodobnie jak dotąd najbardziej dyskutowaną komputerową symulacją darwinowskich procesów jest platforma ochrzczona jako Avida. Jej opis i rezultaty działania opublikowało sześć lat temu prestiżowe Nature i to pod tytułem „Ewolucyjne pochodzenie złożonych cech”. [1]

Autorzy zaczynają stwierdzeniem, że “długotrwałym wyzwaniem wobec ewolucji było to, czy jest ona w stanie wyjaśnić złożone cechy organizmów”. Niedługo po tym stwierdzeniu, badacze dają świadectwo swej niezłomnej wiary w ewolucję: „Teoria ewolucji sformułowana przez Karola Darwina, włączając w nią powiązane hipotezy wspólnoty pochodzenia i adaptacji poprzez dobór naturalny, jest powszechnie rozumiana, jako jedno z największych naukowych osiągnięć wszechczasów”. Takie sentymentalne wyznania bez wątpienia pomagają przepchnąć artykuł poprzez sito recenzentów, zwłaszcza w takim czasopiśmie, jak Nature, mogą jednak u postronnego obserwatora wywoływać pytanie o choćby ślad obiektywności u autorów, szukających odpowiedzi na pytanie, czy teoria ewolucji jest w stanie wyjaśnić powstanie złożonych cech organizmów.

Zasadniczym celem ich symulacji było określenie, czy kompleksowe cechy mogą ewoluować poprzez process losowych mutacji i doboru naturalnego. Krótko mówiąc, autorzy chcieli pokazać, że koncept nieredukowalnej złożoności – jeden z kluczowych dla teorii inteligentnego projektu – nie jest problemem dla darwinowskiej ewolucji.

Tworząc Avidę, badacze zdefiniowali system funkcjonalnych operatorów, które służą do testowania miary „przystosowania”. Te funkcjonalne operatory nagradzają cyfrowe „organizmy” (krótkie ciągi znaków) dodatkową „energią” proporcjonalnie do złożoności wyewoluowanej funkcji, która to energia pozwala im „reprodukować” się szybciej, co jest – według neodarwinowskiej doktryny - przenajświętszym celem istnienia wszystkich stworzeń.

Autorzy bardzo liberalnie używają biologicznej terminologii do opisu swojego programu. I tak rejestry i wirtualne stosy procesora stają się „organizmami”, zbiór instrukcji „genomami”, rezultat ich działania „fenotypami”, a różne parametry testujące miarę „przystosowania” – „środowiskami”.

Algorytmy sterujące Avidą i jej odwzorowanie biologicznej rzeczywistości były obiektem szczegółowej krytyki, [2] tutaj jednak chciałem zwrócić na bardziej zasadniczą sprawę – założeń na jakich opiera się cała ta symulacja.

Avida została mianowicie skonstruowana na założeniu, że musi istnieć ewolucyjny szlak, wiodący poprzez drobne kumulatywne zmiany do finalnego systemu złożonego. Innymi słowy, badacze założyli, że finalny system jest możliwy do wyewoluowania, i napisali program, który gwarantuje przeprowadzenie takiej ewolucji, zanim w ogóle ruszyła pierwsza symulacja. Niestety, tego typu rozumowanie to klasyczny przykład rozumowania w błędnym kole, gdzie twierdzenie, które ma dopiero zostać dowiedzone jest fundamentem i punktem wyjściowym, na którym opiera się proces dowodzenia.

Co gorsza, autorzy Avidy doskonale zdają sobie sprawę z błędnego koła w jakie wpadli, ale po prostu nie przejmują się tym. Zajrzyj do sekcji „Dyskusja” w omawianym artykule i przeczytasz następujące stwierdzenie: „Niektórzy czytelnicy mogą sugerować, że ‘ustwiliśmy sprawę z góry’ przez badanie ewolucji złożonej cechy, która może zostać zbudowana w oparciu o prostsze funkcje, które także były użyteczne. Jednak, to jest dokładnie to, co wymaga teoria ewolucji, w istocie nasze eksperymenty pokazują, że złożone cechy nigdy nie ewolucowały jeśli prostsze funkcje nie były nagradzane”.

Najwyraźniej badacze zdają sobie sprawę, że rozumowanie w błędnym kole podważa całą ich argumentację, ale radośnie stwierdzają, że to błędne koło jest dokładnie tym, czego wymaga ewolucja! Innymi słowy, jeśli założymy, że darwinowska ewolucja jest prawdziwa, to wtedy możemy dowieść, że jest prawdziwa. Nie jest to rezultat, który zwala z nóg. To podejście w najlepszym razie manifestuje ignorancję, w najgorszym jest samooszukiwaniem się. I nie napisał tego jakiś darwinistyczny ćwierćinteligent na jakimś zapomianym blogu, ale biolog, dwóch informatyków i filozof – sama śmietanka myśli darwinowskiej – w najpoważniejszym, obok Science, naukowym czasopiśmie świata.

Autorzy artykułu, definiując ewolucję posiłkują się filozofem Danielem Dennettem, który stwiedził, że: „ewolucja będzie zachodziła, jeśli będą spełnione trzy warunki: replikacja, zmienność (mutacje) i zróżnicowane przeżycie”. Co gwarantuje tak zdefiniowana ewolucja? Zmienność? Na pewno. Wytwarzanie bardziej złożonych struktur? Niekoniecznie. Załóżmy, że oryginalny stan jakiejś populacji był w jakimś punkcie czasu optymalny. Następująca potem zmienność (mutacje) stopniowo degradowała tę oryginalną optymalność. Zróżnicowane przeżycie preferowało organizmy, które wyszły mniej uszkodzone w wyniku działania tej zmienności. Kto tracił mniej lub wcale przeżywał, kto więcej – odpadał z zawodów. Długoterminowym efektem takiej ewolucji będzie degeneracja populacji – biologiczne funkcje organizmów są stopniowo degradowane, a dobór naturalny preferuje tych, którzy stracili mniej, a nie cokolwiek nabyli. Mamy więc doskonały przykład ewolucji degeneratywnej, perfekcyjnie zgodnej z definicją Dennetta. Ewolucji, która nigdy nie wytworzy z systemu prostszego bardziej złożonego. To, co jednak najbardziej chcą wyjaśnić darwiniści, to nie ewolucja degeneratywna, tylko ewolucja tworząca nowe systemy złożone z prostszych. Jak widać, kryteria Dennetta nie gwarantują w jakikolwiek sposób, że darwinowski proces jest w stanie wytworzyć jakiekolwiek złożone struktury, obserwowane wśród organizmów. Dla odmiany mogą gwarantować coś dokładnie przeciwnego.

Ktoś może słusznie zauważyć, że w takim razie, jeśli stworzymy symulację, która nie dopuszcza kumulatywnej ewolucji to i ona będzie oparta na rozumowaniu w błędnym kole – założeniu, że istnieją systemy nieredukowalnie złożone, niedostępne dla kumulatywnej darwinowskiej ewolucji. Nie jest trudne napisanie programu, który będzie dopuszczał zmienność „organizmów” tylko w pewnym wąskim zakresie, po czym obwieścić to jako „dowód” na prawdziwość koncepcji stabilności gatunków. W istocie, sam możesz zdefiniować taką symulację tutaj. Nature by pewnie tego nie opublikowało, ale logika w taki program wbudowana jest dokładnie taka sama, jak ta, tworząca Avidę.

Algorytmy ewolucyjne, które zakładają istnienie kumulatywnego szlaku – lub jego brak - wiądącego (lub nie) do złożonej funkcji nie mogą z definicji służyć, jako dowód na prawdziwość (lub fałszywość) ewolucji. Jedyną drogą do jej faktycznego testowania jest stworzenie symulacji wiernie oddającej całą złożoność komórkową z jej wszystkimi genetycznymi i epigenetycznymi parametrami i testowanie czy losowe zaburzenia w takim systemie faktycznie mogą wytworzyć coś sensownego. Tyle, że taka symulacja jest niestety na chwilę obecną poza naszym zasięgiem – nie znamy całości procesów nawet u jednokomórkowców, nie wspominając o procesach u wielokomórkowców. Nie możemy symulować czegoś, co rozumiemy jeszcze bardzo fragmentarycznie.

Jest jednak w symulacji Avida interesujący punkt. W symulacji, gdzie nagradzane było jedynie wyewoluowanie najbardziej złożonej funkcji (EQU), żadna z 50 „populacji” nie wyewoluowała tej funkcji. Autorzy odnotowują ten interesujący fakt, ale zbywają go komentarzam, że rezultat ten jest albo niewielką niekonsekwencją albo jest „oczekiwany”, jako cześć ewolucyjnego procesu. Co jednak ten fakt w istocie demonstruje to to, że nawet założenie o istnieniu kumulatywnego szlaku wiądącego do złożonej funkcji nie wystarczy do jej wyewoluowania, jeśli nie ma hojnego systemu nagród, który hojnie wspiera każdy ewolucjny krok (lub przynajmniej ich zdecydowaną większość) w kierunku docelowego systemu złożonego. Innymi słowy, oprócz gwarancji istnienia ewolucyjnego szlaku, musi istnieć jeszcze regularny system szczodrych nagród, [3] który w regularnych interwałach czasu nawiguje ewolucją w kierunku przewidywanego celu. Problem w tym, że przewidywany cel ewolucji, nie jest tym, co proponuje darwinowska ewolucja.

Jak na ironię więc, Avida pokazuje nie tylko żenujący poziom argumentacji darwinistów – omawiany wcześniej petitio principii. Co równie interesujące, symulacja ta ilustruje, że jest nieprawdopodobne, by jakaś populacja wyewoluowała złożoną cechę, jeśli nie ma na jej ewolucyjnej drodze regularnego systemu hojnych nagród, ostatecznie wiodących do celu. Ten fakt zatem raczej potwierdza niż podważa istnienie systemów nieredukowalnie złożonych, niedostępnych dla darwinowskiej ewolucji.

---------------------------------------------------

Przypisy:

1. Lenski, R.E., Ofria, C., Pennock, R.T. and Adami, C., (2003) The evolutionary origin of complex features. Nature 8 May 2003, vol. 423, s. 139-144.

2. Truman, R. (2004) Evaluation of neo-Darwinian Theory with Avida Simulations. ISCID Archive, 1 July 2004.

3. Przykładowo, wyewoluowanie najprostszych funkcji NOT i NAND jest zwykle nagradzane dwukrotnym przyspieszeniem „reprodukcji” „organizmów”. Kolejne, bardziej złożone funkcje w podobny sposób przyspieszają szybkość „reprodukcji”.