Занимательная теория вероятности - Китайгородский А.И. 2017
Частицы, которые правят миром
Мы и наши предки
В том, что дети наследуют внешние черты родителей, никто не сомневается. Однако житейские наблюдения над тем, сколь похожи дети на своих пап, мам и теток, не дает нам основания считать, что природа генов дискретна. Наследственность передается часто в расплывчатой форме, и обычно нос ребенка «напоминает» по форме носы родителей, глаза «примерно» такого же цвета, как у папы или мамы, походка «напоминает» манеру двигаться дяди Коли и так далее. Лишь наблюдения над горошинами и мушками, опыт животноводов, данные селекционеров убеждают в том, что имеются частички наследственности. Что же касается расплывчатого сходства, то, оказывается, оно возникает по той причине, что нос, глаза и другие черты определяются не одной, а многими парами генов. При таком условии будущий ребенок тащит из папиного ящика, скажем, пять-шесть доминантных генов, отвечающих за форму носа, и для окончательного формирования этого важного органа добавляет сюда еще три-четыре доминантных гена из материнского ящика. Именно поэтому довольно редко встречаются дети, выпечатанные в родителей. Как редко? Это вопрос теории вероятностей. Скажем, если наследник вытащил из ящика отца пару десятков доминантных генов, определяющих черты лица (вероятность одна вторая в двадцатой степени, то есть такая, с которой можно считаться), то можно быть уверенным в сходстве, которое обычно характеризуют как потрясающее.
Достаточно часто семейное сходство удерживается у много поколений. Губа Габсбургов, например, была долгое время неотъемлемым признаком членов этой королевской династии. Однако от поколения к поколению сходство постепенно падает.
Если организм определяется малым числом генов, то он будет представлен незначительным числом различающихся друг от друга особей. Впрочем, «незначительное» не очень подходящее здесь слово. Если бы генов было всего лишь двадцать, то и в этом случае число нетождественных индивидов равнялось бы миллиону.
А сколько их в организме человека? Ответить на этот вопрос можно так: если не говорить об однояйцовых близнецах, то можно смело сказать, что одинаковых людей не бывает. Значит, если гены существуют и представляют собой что-то вроде частичек, то их должно быть очень много (так уж довольно давно думали биологи). Сколько? Добравшись до атомной структуры гена, физики показали, что их число порядка 10 000. Таким образом, число возможных сочетаний генов столь велико, что вероятность встретить своего двойника крайне мала.
Наличие в организме человека генов, отвечающих за его физиологические признаки — черты лица, конституцию, склонность к тем или иным заболеваниям и прочее, — является неоспоримым фактом.
Возникает естественный вопрос: а духовный облик человека — это тоже его генетический признак вроде рыжих волос? Имеется много людей, которые отвечают на этот вопрос утвердительно и потому удивляются, когда оказывается, что у добродетельных родителей может быть сын хулиган. Более того, существуют и такие люди, которые считают возможным стать на путь обобщений и изрекать глубокомысленные сентенции вроде того, что человек от природы добр, или зол, или глуп и коварен.
Это, конечно, неверно. Ближе к истине старинное изречение, что ребенок при рождении — это чистая доска, «tabula rasa». Конечно, то, что будет записано на доске, определяется средой, в которой рос и воспитывался ребенок. Однако современная генетика заставляет нас помнить, что целый ряд конкретных поведенческих реакций животных наследственно закреплены. Так что в генетических особенностях эмоционально-поведенческого склада сомневаться не приходится. Поэтому мы не станем уверять читателя, что биологическая природа человека никак не связана с его духовным обликом. Разумеется, связана каким-то сложным способом, исследование которого явится увлекательной задачей науки в ближайшие десятилетия.
Эта связь — так подсказывает нам человеческий опыт — в основе сводится к тому, что биологически разные (то есть разно построенные из биологических молекул) организмы могут быть по-разному предрасположены к приобретению тех или иных свойств разума и души. Одного человека легче воспитать добрым, другого труднее, одного легко научить математике, а другого труднее, зато он легко познает приемы живописи.
Пока что молекулярная биология не может нам сообщить, что означают эти «легко» и «трудно» на языке атомов и молекул. Когда же модель, демонстрирующая роль биологической структуры в воспитании человека, будет создана, она, вероятно, будет кой в чем напоминать огромный шкаф с бесчисленным количеством подразделений, полок и ящичков, стенки которых сделаны из резины.
На эти полки будут складываться приобретаемые в результате воспитания многочисленные моральные, эстетические и рационалистские ценности. Для каждой из них свое место в шкафу.
Существует, скажем, полка логических способностей. У одного она от природы широка, у другого узкая. Но стенки резиновые, и с помощью воспитания количество багажа, втиснутое с трудом на узкую полку, может оказаться значительным. Напротив, при отсутствии воспитания широкая полка остается незаполненной. В результате менее «одаренный» человек достигнет больших вершин, чем тот, который не сумел, не захотел или не осознал возможности воспользоваться тем, что ему было подарено природой.
Пустой шкаф, символизирующий мозг новорожденного, является таким же предметом статистики, как рост ребенка или вес. Каждый из ящиков, предназначенных для того или иного свойства, имеет средние размеры и средние упругие свойства стенок. Отклонения от средних значений подчиняются гауссовым кривым, которые и являются биологической характеристикой общества.
Эти кривые важны — от них зависит легкость воспитания и образования тех или иных свойств разума и души человечества. В то же время ясно, что они не определяют ни морали, ни культуры общества: шкаф пуст, пока человек не воспитан обществом.
Моральные устои, религиозные убеждения, политические мнения являются результатом воспитания. Стенки ящичков, предназначенных для хранения моральных ценностей, достаточно гибкие, и люди, принадлежащие одному классу общества, естественным образом окажутся объединенными общей идеологией безотносительно различий в структуре своих генов.
Различия в духовном облике, в уровне и характере культуры, в моральных совершенствах народа могут быть колоссальными при одной и той же биологической (генетической) характеристике. Об этом свидетельствует история.
Представьте себе необитаемый остров, на который кораблекрушение выкинуло Адама и Еву — родоначальников нового человеческого племени. Наследники этих прародителей в любом поколении будут обладать комбинациями генов, которыми владели Адам и Ева.
Предположим, что Адам и Ева народили много детей. Если так, то оба гена, составляющие каждую пару, пойдут в дело в равной степени. Значит, пропорция генов голубоглазия и кареглазия, генов рыжих и черных волос, больших и маленьких ящичков, предназначенных для обучения добру и злу, математике и живописи, остается неизменной в каждом поколении.
Это действительно верно для каждого замкнутого общества, но с одной существенной поправкой. Хотя гены — частички очень прочные, все же в среднем один ген из десяти тысяч за одно поколение, оказывается, портится. Причины порчи могут быть самыми разными, и прежде всего играют здесь роль всякие радиации. Таким образом, медленно, но верно и в замкнутом обществе происходят изменения.
С точки зрения геолога, меряющего историю планеты сотнями миллионов лет, генетические изменения происходят быстро. Но историку, ограничивающему свои интересы двумя-тремя тысячами лет, то есть временем какой-нибудь сотни поколений, порча генов кажется явлением совершенно незаметным. Отсюда следует достаточно жестко, что по составу генов люди XX века вряд ли отличны от древних греков или римлян: тот же процент талантливых людей, тот же процент людей, из которых легко воспитать солдат или полководцев, равные доли голубых и черных глаз. Коренные изменения, происшедшие с человечеством, не связаны с изменениями рисунка его генов.
Современный человек отличается от того, который жил до так называемого рождества Христова, тем, что он иначе образован, живет в другой среде.
Генетическая природа человека не изменилась, значит, те колоссальные различия, которые мы наблюдаем в людях разных веков, в членах обществ с различным социальным строем, — эти различия являются функцией образования, которое, в свою очередь, определяется классовыми интересами общества.
По биологической своей сути мы те же, что наши далекие предки. Тем не менее мы совсем другие. Иначе воспитаны.
* * *
По логике повествования следовало бы теперь обратиться к структуре гена и пояснить, как на языке атомов и молекул выражаются закономерности и случайности передачи генетических признаков. Мы сделаем это, но позже.
А сейчас расскажем о роли случайности на путях научного открытия. Заметим сразу же, что тема эта необъятна, поэтому мне хочется при ее освещении проиллюстрировать ее примерами из своей узкой профессии.
А занимаюсь я всю свою жизнь применением рентгеновских лучей для исследования органических веществ.
Так как это имеет некоторое отношение к открытию структуры гена, то, рассказывая о путях открытия структуры гена, мы узнаем и саму структуру гена.