2. Естественный отбор и его научный статус

Говоря о дарвинизме, я все время буду говорить о сегодняшней теории, — то есть собственно о дарвиновской теории естественного отбора, подкрепленной менделевской теорией наследственности, теорией мутаций и рекомбинации генов и расшифровкой генетического кода. Это чрезвычайно внушительная и мощная теория. Конечно, утверждение о том, что она полностью объясняет эволюцию, слишком смело и далеко не обосновано. Все научные теории по сути дела являются предположениями, даже те, которые успешно выдержали множество строгих и разнообразных проверок. Менделевское обоснование современного дарвинизма хорошо проверено, так же как и теория эволюции, утверждающая, что вся жизнь на Земле развилась из нескольких простейших одноклеточных организмов, возможно даже из одного единственного организма.

Тем не менее, важнейший вклад самого Дарвина в теорию эволюции — его теорию естественного отбора — трудно проверить. Существует несколько способов ее проверки, даже экспериментальных способов, и в некоторых случаях, подобных знаменитому феномену, известному как «промышленный меланизм»¹, мы можем наблюдать естественный отбор, происходящий как бы на наших глазах. И все-таки по-настоящему строгую проверку теории естественного отбора очень трудно осуществить, гораздо труднее, чем проверку сравнимых с нею в других отношениях теорий в физике или химии.

Трудности проверки теории естественного отбора заставили многих ученых, антидарвинистов и даже нескольких великих дарвинистов, заявить, что она представляет собой тавтологию. Тавтология вроде «Все столы являются столами», разумеется, не поддается проверке; кроме того, она ничего не в состоянии объяснить. И потому поистине удивительно слышать, как некоторые из величайших современных дарвинистов сами формулируют эту теорию таким образом, что она сводится к тавтологии о том, что организмы,

¹ Промышленный меланизм — потемнение шкуры, перьев, меха у животных в промышленных регионах с повышенным выбросом сажи в атмосферу, происходящее в результате естественного отбора в связи с тем, что светлее окрашенные животные чаще становятся жертвами хищников. — Прим. перев. (80:)

которые производят самое многочисленное потомство, производят самое многочисленное потомство. А К. X. Уоддингтон даже сказал как-то (и защищал эту точку зрения в других местах), что «естественный отбор... оказывается... тавтологией» [6]. И все же в том же самом месте он приписывает этой теории «огромную... объясняющую способность». Поскольку объясняющая способность тавтологии, очевидно, равна нулю, здесь явно что-то не так.

Однако подобные пассажи можно найти и в работах таких великих дарвинистов, как Роналд Фишер, Дж. Б. С. Холдейн, Джордж Гейлорд Симпсон и других.

Я упоминаю об этой проблеме потому, что и сам грешен. Под впечатлением высказываний этих авторитетов мне случалось называть эту теорию «почти тавтологической» [7] и я пытался объяснить, как теория естественного отбора может быть непроверяемой (как тавтология) и в то же время представлять огромный интерес для науки. Мое решение этой проблемы состояло в том, что доктрина о естественном отборе представляет собой весьма успешную метафизическую исследовательскую программу. Она ставит детализированные проблемы во многих областях и подсказывает нам, чего следует ожидать от адекватного решения этих проблем.

Я и сейчас считаю, что естественный отбор работает в этом смысле как исследовательская программа. Вместе с тем я теперь придерживаюсь иного мнения о проверяемости и логическом статусе теории естественного отбора, и я рад возможности заявить о своем отречении от прежних взглядов. Надеюсь, мое отречение внесет какой-то вклад в понимание статуса естественного отбора.

Важно осознать объяснительную задачу естественного отбора, а особенно важно осознать, что можно объяснить без теории естественного отбора.

Начну с замечания, что для достаточно малых и изолированных с точки зрения размножения популяций менделевская теория генов вместе с теорией мутаций и рекомбинации генов сама по себе — без естественного отбора — может предсказать то, что называют «дрейфом генов». Если изолировать от основной популяции небольшое число особей и лишить их возможности скрещивания с основной популяцией, то через некоторое время распределение генов в генофонде новой популяции станет несколько иным, нежели в исходной популяции. Это произойдет даже при полном отсутствии селективного давления. Мориц Вагнер, современник Дарвина и, конечно, представитель доменделевской эпохи, знал об этом явлении. Поэтому он выдвинул теорию эволюции путем дрейфа генов, возможной в случае репродуктивной изоляции, вызванной географической отрезанностью.

Для того, чтобы понять задачу естественного отбора, стоит вспомнить ответ Дарвина Морицу Вагнеру [8]. Дарвин, в основном, отвечал Вагнеру так: если у вас нет естественного отбора, вы не можете объяснить эволюцию органов, кажущихся специально спроектированными, как, например, глаз. Или, другими словами, без естественного отбора невозможно разрешить проблему Пейли.

В самом смелом и всеобъемлющем виде теория естественного отбора могла бы утверждать, что все организмы и в особенности все сложные органы, существование которых можно интерпретировать как свидетельство (81:) преднамеренного планирования, и вдобавок все формы поведения животных образовались в результате естественного отбора, то есть в результате случайных вариаций, передаваемых по наследству, среди которых бесполезные уничтожаются, так что остаются только полезные изменения. Сформулированная с таким размахом, эта теория не только опровержима — она уже опровергнута. Потому что не все органы служат полезной цели: как указал сам Дарвин, существуют органы, такие как павлиний хвост, и поведенческие программы, как демонстрация павлином своего хвоста, которые невозможно объяснить с точки зрения полезности, то есть, как следствие, с точки зрения естественного отбора. Дарвин объясняет их привлекательностью для противоположного пола, то есть половым отбором. Конечно, это опровержение можно и обойти при помощи какого-нибудь словесного маневра: ведь можно обойти любое опровержение любой теории. В этом случае мы, однако, приближаемся к превращению этой теории в тавтологию. Представляется гораздо более предпочтительным признать, что не все продукты эволюции полезны, хотя таковых и удивительно много, и что, выдвигая предположения о том, в чем состоит польза, приносимая тем или иным органом или той или иной поведенческой программой, мы тем самым выдвигаем возможное объяснение с точки зрения естественного отбора: почему данный объект эволюционировал именно данным образом и даже, может быть, как он эволюционировал. Другими словами, мне представляется, что, как и многие другие теории в биологии, эволюция путем естественного отбора не является универсальной, хотя она, по-видимому, охватывает огромное количество важных случаев.

Согласно теории Дарвина, достаточно постоянное селективное давление может превратить случайный дрейф генов в дрейф, который кажется планомерно направляемым. Таким образом, селективное давление, если оно имеется, оставляет свой отпечаток на генетическом материале. (Можно, однако, упомянуть о том, что бывают разновидности селективного давления, которые успешно действуют в течение очень короткого промежутка времени: после одной жестокой эпидемии могут остаться в живых только особи, генетически невосприимчивые к данной болезни.)

Теперь я кратко обобщу сказанное мною до сих пор о дарвиновской теории естественного отбора.

Теория естественного отбора может быть сформулирована таким образом, что она оказывается далеко не тавтологичной. В этом случае она не только поддается проверке, но и не является универсально истинной. У нее, по-видимому, имеются исключения, как и у многих биологических теорий: учитывая случайный характер вариаций, через которые осуществляется естественный отбор, существование этих исключений не вызывает удивления. Итак, не все феномены эволюции объясняются одним естественным отбором. Однако в каждом конкретном случае для исследователя представляется заманчивым показать, в какой степени естественный отбор определяет эволюцию конкретного органа или поведенческой программы.

Значительный интерес представляет возможность обобщения понятия естественного отбора. В этой связи полезно обсудить взаимосвязь между отбором и научением, или инструктированием (instruction). В то время как теория Дарвина — селекционистская, теория Пейли — инструкционистская. (82:)

Создатель формует материю в соответствии со своим замыслом, инструктируя (instructing) ее, указывая ей, какую форму ей следует принять. Таким образом, селекционистскую теорию Дарвина можно рассматривать как теорию, которая объясняет отбором нечто, внешне похожее на научение. Определенные неизменные свойства окружающей среды оставляют свой отпечаток на генетическом материале, как бы формуя его, в то время как на самом деле они его отбирают.

Много лет назад я посетил Бертрана Рассела в его квартире в Тринити Колледже в Кембридже, и он показал мне свою рукопись, в которой не было ни одного исправления на протяжении многих страниц. Он давал указания (instructed) бумаге при помощи своего пера. Я действую совершенно иначе. Мои рукописи полны исправлений настолько, что нетрудно понять мой метод работы — нечто вроде метода проб и ошибок, через более или менее случайные флуктуации, из которых я выбираю то, что представляется мне подходящим. Можно задать вопрос, не проделывал ли и Рассел нечто подобное, но только в уме, может быть даже бессознательно и во всяком случае очень быстро. Ведь то, что кажется научением, часто бывает основано на косвенном механизме отбора, чему может служить иллюстрацией ответ Дарвина на проблему, поставленную Пейли.

Я предлагаю попытаться проверить предположение, что нечто подобное происходит во многих случаях. Мы можем предположить, что Бертран Рассел в действительности строил так же много пробных формулировок, как и я, но что ум его работал быстрее моего, проверяя их и отвергая негодных словесных кандидатов. Эйнштейн сказал где-то, что он построил и отбросил огромное количество гипотез, прежде чем наткнулся на уравнения общей теории относительности (которые вначале тоже отверг). Очевидно, метод построения и отбора действует с отрицательной обратной связью.

Более сорока лет назад я выдвинул предположение, что именно этим способом мы приобретаем знания об окружающем нас мире: мы строим предположения, или гипотезы, проверяем их и отвергаем те из них, которые не годятся. При ближайшем рассмотрении это и есть метод критического отбора. С более далекого расстояния он напоминает научение или, как это обычно называют, индукцию.

Художник часто делает нечто, поразительно похожее на то, что я только что обрисовал. Он кладет на холст пятно краски и отступает назад, чтобы оценить полученный эффект, с тем чтобы либо принять его, либо отвергнуть и переписать цветовое пятно заново. Для моего рассуждения несущественно, сравнивает ли он эффект с изображаемым объектом, или со своим внутренним образом, или просто руководствуется тем, нравится ему полученное изображение или не нравится. Здесь важно то, что Эрнст Гомбрих описал великолепной фразой «создание предшествует сопоставлению» [9]. Эта фраза может быть с пользой приложена к любому случаю отбора, в частности, к методу построения и проверки гипотез, включающему в себя восприятие, и особенно восприятие в форме гештальта. Конечно, выражение «создание предшествует сопоставлению» приложимо также и к дарвиновскому отбору. Сотворение множества новых генетических вариаций предшествует их отбору окружающей средой и, таким образом, их сопоставлению с окружающей (83:) средой. Воздействие окружающей среды происходит не впрямую, потому что ему должен предшествовать отчасти случайный процесс создания или сотворения материала, на котором может осуществляться отбор или сопоставление.

Одно из важных свойств этого окольного метода отбора состоит в том, что он проливает свет на проблему нисходящих причинных связей, на которую обратили внимание Дональд Кэмпбелл и Роджер Сперри [10]. О нисходящих причинных связях можно говорить в тех случаях, когда структура более высокого порядка действует причинным образом на свою подструктуру. Трудность понимания нисходящей причинности состоит в следующем. Мы думаем, что можем понять, как подструктуры некоторой системы сообща воздействуют на систему в целом, то есть мы думаем, что понимаем причинность, действующую снизу вверх. Однако обратный процесс очень трудно себе представить, потому что подструктуры, по-видимому, и так взаимодействуют между собой, и для воздействий, идущих сверху, не остается места. Отсюда возникает эвристическое требование объяснять все в терминах молекул или других элементарных частиц (это требование иногда называют «редукционизмом»).

Я предполагаю, что нисходящую причинность по крайней мере в некоторых случаях можно объяснить как отбор, действующий на элементарных частицах, подверженных случайным флуктуациям. Случайный характер движения элементарных частиц, — который часто называют «молекулярным хаосом», — как бы создает просвет, через который может проникнуть воздействие структуры более высокого уровня. Случайное движение принимается, если оно согласуется со структурой более высокого уровня; в противном случае оно отвергается.

Я думаю, что эти соображения многое говорят нам о естественном отборе. Хотя Дарвин так и не перестал тревожиться из-за того, что не мог объяснить изменчивость, и хотя его смущала необходимость считать ее случайной, мы теперь видим, что случайный характер мутаций, который, возможно, восходит к квантовой неопределенности, объясняет, как абстрактные неизменные свойства окружающей среды, в какой-то мере абстрактное селективное давление могут, посредством отбора, воздействовать сверху вниз на конкретный живой организм — и этот эффект может быть усилен в длинной цепи поколений, связанных наследственностью.

Отбор того или иного типа поведения из имеющегося случайного набора может быть актом сознательного выбора, даже актом свободной воли. Я индетерминист, и при обсуждении индетерминизма я часто с сожалением указывал на то, что квантовый принцип неопределенности как будто не может нам помочь [11], так как нарастание (amplification) чего-то, подобного, скажем, радиоактивному распаду, не может привести к человеческой деятельности или даже к животной деятельности, а только к случайным движениям. Сейчас мои взгляды на этот вопрос изменились [12]. Процесс выбора (choice) может являться процессом отбора (selection), а отбор из некоторого набора случайных событий не обязан в свою очередь быть случайным. Такая точка зрения кажется мне многообещающей для решения рассматриваемой нами одной из наиболее сложных проблем, причем решения, основанного на нисходящей причинности. (84:)