В 1989 году в книге Прекрасная жизнь Стивен Гулд представил ставший впоследствие знаменитым в эволюционной биологии мысленный эксперимент:
‘Я называю этот эксперимент «повторное проигрывание пленки жизни (replaying life’s tape)». Мы нажимаем кнопку обратной перемотки и убеждаемся, что все, что действительно произошло, аккуратно стерто, идем обратно к любому времени и месту прошлого, например к морям сланцев Бёрджес. Затем мы позволяем ленте жизни играть снова и смотрим, если ее повторение совпадает с оригиналом. Если каждый новый исполненый вариант напоминает действительные пути развития жизни, то нам следует заключить, что то, что произошло, во многом обязано было произойти. Но что будет, если предположить, что все экспериментальные версии выдают разумные результаты, которые существенно отличаются от действительной истории жизни?’
Этот эксперимент стал основой эволюционной теории Гулда, изложенной в его книге Структура эволюционной теории. В ней наряду с регулярными процессами, подчиняющимся законам, присутствуют случайные события, которые непредсказуемо и полностью изменяют историю жизни. Ниже краткая информации из статьи историка Дэвида Сепкоски о предистории мысленного эксперимента Гулда.
В начале 1970-х годов группа палеонтологов, включая Стивена Гулда, Дэвида Раупа (David Raup) и Томаса Шопфа (Thomas Schopf), решила создать математическую модель для описания палеонтологических данных. Однако в то время было невозможно представить доступные экспериментальные палеонтологические данные в количественном виде, доступным для компьютерного анализа. Поэтому, в конце концов, было решено ограничиться иммитационным моделированием, основанном полностью на стохастических процессах. В качестве нулевой гипотизы предположили, что эволюция идет как детерминированный и направленный процесс в рамках естественного отбора. Иммитационная модель должна была отображать противоположную точку зрения: вымирание, выживание или разветвление является только делом случая (MBL Model, компьютерная программа была изначально создана Раупом). Соотвественно, результаты модели должны были показать, как выглядели бы результаты эволюции в рамках чистого случая. На удивление паттерн, полученный в рамках такой модели, качественно хорошо совпадал с тем, что наблюдался палеонтологами.
Среди организаторов возникли разногласиями с интерпретацией полученных результатов. Шопф считал, что результаты модели приводят к «стохастической палеонтологии» или «палеонтологии частиц», в рамках которой историю жизни можо идеализировать как «законы газа, в которых состояние любой молекулы несущественно по отношению к описания объема как целого». Таким образом, «история определенного вида может быть несущественна … в определенном смысле, поскольку все виды ‘одинаковы хороши’.» Точка зрения Шопфа однако не разделялась его коллегами. В то время как Шопф становился все более уверенным по поводу правоты «стохастической палеонтологии», Рауп считал, что результаты не исключают возможности направленного отбора. Позиция Гулда находилась примерно посредине.
Гулд был согласен, что случайные процессы играет существенную роль, но он также признавал историчность развития. Стохастические процессы по мнению Гулда балансировалось ограничениями: структурными факторами и путями развития в онтогенезе и филогенезе. Также в роли развития с точки зрения Гулда играли большую роль особенные исторические события, не связанные с естественным отбором, например удар метеорита. Таким образом, история жизни у Гулда становилась «безвозвратной историей (irrevocable history)». В статье приводятся цитаты из статей Гулда тех лет с обсуждением результатов численного моделирования, которые проясняют развитие его позиции.
Параллельно в 1973 году Гулд нанял молодого выпускника Джека Сепковски для создания компьютерной базы данных, которую можно было использовать для сопоставления с результатами иммитационного моделирования. Сеповски также участвовал в работе над моделью MBL — программирование, изменение модели и обработка статистических данных. На пути создания базы данных необходимо было преодолеть много проблем и первая электронная база данных морских ископаемых появилась только через десять лет. В целом работа Сеповски подтвердила вывод Гулда о сочетании случайности и историчности.
Информация
David Sepkoski, “Replaying Life’s Tape”: Simulations, metaphors, and historicity in Stephen Jay Gould’s view of life, Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences, Volume 58, August 2016, Pages 73-81
Стивен Гулд: Эволюция жизни на Земле