Evolusjonens kylling- og eggproblem - forklart

Av Eric Hedin, 9. januar 2024. Oversatt herfra.

Det uskyldige klingende spørsmålet, "Hva kom først, høn a eller egget?" Når det åpnes opp, inneholder det mye mer enn en eggeplomme. Levende ting er fylt med systemer som er preget av sirkulære gjensidig avhengigheter som trosser utvikling fra stier med lineær progresjon.
"DNA -koder for aminosyrer, som er samlet i proteiner, men DNA kan ikke fungere isolert. DNA krever en gjensidig avhengig metropol av molekylære strukturer og mekanismer for å oppfylle sin rolle som bruksanvisning for livet. Og DNA i seg selv kan bare dannes i en levende celle. Dette fører til et "høne- og egg" -problem: Hvordan kan den ene komponenten fungere, eller til og med bringes ut i eksistens, uten den andre?" -Canceled Science, s. 150-51

Bilde 1. Kylling må et ett å bryte ut av

Von Neumanns selvrepliserende maskin
La oss undersøke dette spørsmålet videre i sammenheng med en generell selvreplikerende mekanisme. Den store matematikeren John von Neumann, på midten av 1900-tallet, utviklet en modell for en selvreplikerende maskin.
Von Neumann anerkjente at en enkelt 'generell konstruktiv automasjon' kan være i stand til å konstruere 'hvilken som helst' maskin ... gitt en 'beskrivelsestape' av den målmaskinen.(1)

I sammenheng med evolusjonen presenterer tre vanskeligheter med dette forslaget umiddelbart seg selv:
1. Hvordan kunne noe så komplekst som en "generell konstruktiv automasjon" oppstå ved å utøve naturlige prosesser?
2. Hvor kommer den enorme mengden informasjon tilstede i "Beskrivelses tapen" fra? (Spesielt tatt i betraktning at naturlige prosesser alltid ødelegger informasjon med tidens gang -lenke).
3. Hvordan fikk informasjonen som kreves for å konstruere den aktuelle organismen eller mekanismen, opphold i "beskrivelsestapen" slik at et funksjonelt utfall resulterer?
Innebygd i disse spørsmålene ligger et annet "høne og egg" -paradoks: Hva kom først, den konstruktive automasjonen eller bruksanvisningen ("Beskrivelse tapen") Automasjon kreves for å oppnå selvreproduksjon? Automasjon er ingen enkel mekanisme; "Beskrivelsesbåndet" er enda mer sammensatt. Von Neumann trodde at for et komplekst selvreplikerende system, eller automasjon, for eksempel en levende organisme:
... Automasjonen er enklere enn en symbolsk beskrivelse av dens oppførsel. (2)

Bilde 2. Skisse av selvreplikerende maskin

I følge von Neumann er "enkle" selvrepliserende systemer en myte, noe som undergraver enhver tro på at slike mekanismer kan oppstå ved ikke-styrte, små trinn.
"Han trodde for eksempel at under et visst nivå er kompleksitet degenerativ, og selvreproduksjon umulig. "(3)
Livets mirakel viser seg ved at reproduksjon skjer i det hele tatt, som at en høne kan produsere et egg, komplett med en beskrivelse av en eggproduserende høne, i en enkelt celle.

For at en maskin skal reprodusere seg selv
Forskningsforsker Robert Times siterer von Neumanns arbeid for å konkludere med at for en maskin for å reprodusere seg selv, minimalt "vil trenge å ta omtrent femten hundre riktige beslutninger, etter hverandre uten feil." (4) En annen måte å uttrykke dette er at sannsynligheten for å aktualisere en selvreplikerende maskin er likeverdig med 1: 2^1500 (eller 10^452) muligheter. Tatt i betraksning at det bare er 10^80 elementær partikler i hele det synlige universet, har ikke-styrte naturlige prosesser absolutt ingen sjanse til å produsere noen slik mekanisme.
Et av de bemerkelsesverdige trekkene ved levende ting er hvor robuste de er når det gjelder selvreplikasjon. Med et hvilket som helst mål, involverer mekanismene for å konstruere en ny skapning og virkemidlene for å lagre, overføre, lese og instantisere den enorme mengden detaljert informasjon som kreves for vellykket replikering, komplekse og finjusterte prosesser. Det gjelder i motsetning til vår uniforme erfaring med kunstige mekanismer, omfattende komplekse prosesser, som er at de bryter sammen med tiden.
Jeg kjører en 12 år gammel Buick som var noe av en luksuriøs modell da den var ny. Men når jeg kjøpte den, var den allerede over ti år gammel og har omtrent kjørt 280 000 km. Det har lagd trøbbel for meg mer enn én gang med sammenbrudd, ikke uventet for et kjøretøy med så mye slitasje i seg.

Bilde 3. Nedre sannsynlighetsgrense (Dembski)

Jeg drister meg til å si at kompleksiteten som er involvert i reproduksjonen av til og med en encelleorganisme, for eksempel cyanobakterier, langt overgår det som finnes i en Buick, eller en hvilken som helst menneskeskapt mekanisme eller enhet. Og likevel har slike organismer -lenke reprodusert vellykket gjennom det meste av jordens biologiske historie:
Cyanobakteriene har et omfattende fossilregister. De eldste kjente fossilene er faktisk cyanobakterier fra arkeiske bergarter i Vest -Australia, datert 3,5 milliarder år gamle.

Granville Sewells visjon
Professor i matematikk Granville Sewell har nylig oppsummert utfordringen med selvreplikasjon -lenke, ved å forestille seg en sekvens av stadig mer komplekse versjoner av en klassisk bil, modell T. I Sewells visjon innehar eksisterende versjon, modell Uog V -er som kan produsere den preeksisterende versjonen, som fungerer inntil enttropi tar overhånd. Professor Sewell påpeker klart umuligheten av å oppnå pågående selvreplikasjon på denne måten -lenke.

Bilde 4. Krav til biologiske nanomaskiner

"Modell V -arten vil bli utryddet etter to generasjoner, fordi barna deres vil være U- modeller, og barnebarna deres vil være ufruktbare Model T -er. Så tilbake til jobb, og hver gang vi legger til teknologi til denne bilen, for å flytte den nærmere målet om reproduksjon, flytter vi bare målstengene, for nå har vi en mer komplisert bil å reprodusere. Det ser ut til at de nye modellene vil vokse eksponentielt i kompleksitet."
Ved å anvende sitt eksempel på evolusjon, avslører en uunngåelig en blindvei i antagelsen om at selvreplikasjon oppsto fra ikke-replikerende forløpere. Og som vi allerede har hevdet fra Von Neumanns matematiske analyse av en generell selvreplikerende automasjon, trosser minimumskompleksiteten som ligger i en slik mekanisme (eller organisme) naturlige forklaringer.
Professor Barry McMullin, når han gjennomgår Von Neumanns arbeid, oppfatter på samme måte impasse som utviklingen av selvreplikasjon presenterer for enhver evolusjonær paradigm-The Bootstrap Fallacy (eller prøve å legge et egg uten høne):
"Det evolusjonære oppstartsproblemet: I Von Neumann-rammeverket er i det minste: U0 [en grunnleggende generell konstruktiv maskin] allerede en veldig komplisert enhet. Det virker sikkert umulig at den kan oppstå spontan eller ved en tilfeldighet. Tilsvarende i ekte biologi kunne det moderne (selvkonsistente!) genetiske systemet ikke plausibelt ha oppstått ved en tilfeldighet (Cairns-Smith, 1982) -lenke (ikke-tilfeldige mutasjoner). Det ser ut til at vi derfor må anta at noe lik U0 (eller et fullblåst genetisk system) i seg selv må være et produkt av en utvidet evolusjonsprosess. Problemet med dette-og en stor del av Von Neumanns eget resultat-er selvfølgelig at det ser ut til at noe lik et genetisk system er en forutsetning for en slik evolusjonsprosess." (5)

Øking av kompleksiteten
Et ytterligere problem for ethvert evolusjonært selvreplikasjonssystem, åpenbart for von Neumann, er at evolusjonsprosesser ikke påstår å "bare" fungere som statiske selvreplikatorer, men å involvere et skjema der det reproduktive produktet gradvis øker i kompleksitet, informasjon Innhold og funksjonalitet. Von Neumann visste fra sin analyse av cellulær automasjon, at økende kompleksitet var akkurat det motsatte av det som kunne forventes av uunngåelige akkumulerte feil i prosessen.
"Det var velkjent selv for å von Neumann selv, at systemet hans ikke i praksis ville utvise noen evolusjonær vekst av kompleksitet. Den nærmeste grunnen er at alle automasjoner i noen betydelig skala, er ekstremt skjøre; I hans Ca [Cellular Automata] -rammeverk: det vil si at de veldig lett blir forstyrret ved minimal forstyrrelse fra det ytre miljøet ... Ekte biologisk organismer vil uunngåelig måtte konfrontere sin kapasitet for selvvedlikehold og reparasjon i møte med kontinuerlig forstyrrelse og materiell utveksling med sitt miljø".(6)

Bilde 5. Finnes noen informasjons-skralle?

McMullen legger til disse tankene om problemene med den mot-indiserte evolusjonsmodellen:
"Dette dypere problemet er det som jeg kaller den evolusjonære veksten av kompleksitet. Mer spesifikt kan problemet med hvordan maskiner på en generell og åpen måte kan klare å konstruere andre maskiner mer "komplekse" som temaer ... hvorfor er denne veksten av kompleksitet et problem? Vel, ganske enkelt, all vår pragmatiske opplevelse av maskiner og ingeniørpunkter viser i motsatt retning. Generelt, hvis vi ønsker å konstruere en maskin med en gitt grad av kompleksitet, bruker vi enda mer komplekse maskiner i konstruksjonen. Selv om dette ikke er definitivt, antyder det visselig en vanskelighet."
Konklusjonen basert på en matematisk analyse av selvreplikasjon er at spørsmålet som kom først, høna eller egget, kommer langt foran spillet. Det primære spørsmålet å stille er hvordan enten en "høne" eller et "egg" i utgangspunktet i utgangspunktet kunne dukke opp? Ingen aspekter av teorien om selvreplikasjon gir mulighet for den gradvise utviklingen av noen av dem-og likevel legger høna fremdeles et egg. Intelligent design gir et svar på dette paradokset, og det ser ut som eggeplommen for evolusjon.

Bilde 6. Svaret er: Hvem kom først!

Referanser nederst i artikkelen -lenke.

Eric Hedin -bilde 7.

Eric R. Hedin fikk sin doktorgrad i eksperimentell plasmafysikk fra University of Washington, og gjennomførte post-doktorgradsforskning ved Royal Institute of Technology i Stockholm, Sverige. Han har undervist i fysikk og astronomi ved Taylor University og Ball State University i Indiana, og ved Biola University i Sør -California. Hos Ball State fokuserte hans forskningsinteresser på beregning innen nano-elektronikk og høyere dimensjonal fysikk. Hans BSU -kurs, vitenskapens grenser, vakte nasjonal medieoppmerksomhet. Dr. Hedins nylige bok, Canned Science: What Some Atheists Don't Want You to See, fremhever vitenskapelige bevis som peker på design.