This is the second post in a series devoted to the book by Richard Dawkins "The Blind Watchmaker : as the evidence for evolution reveals a universe without a conscious designer. " The translation of the book and is different from that in my library. To view all the posts in the series, click the label "The Blind Watchmaker" or label "evolution" in the sidebar of the blog.
In this episode, Dawkins is aimed at people who mistakenly believe that evolution is a random phenomenon - that the theory of evolution states that the complex biological objects have been unearthed 'by chance'. Dawkins explains that evolution is the very antithesis of the case. To do this we show an example of evolution, after which it will be obvious to the reader that although the individual mutations are random, the final product of evolution is far from random. In the end, Dawkins also makes the conditions necessary for any kind of development can begin.
I skipped for now the end of chapter 1 (in which Dawkins describes the concept of "simple" and "complex" and what it means to "explain" a phenomenon), and Chapter 2 (in which Dawkins describes the operation of the sonar surprising bat). Move on to the 3. The word to Dawkins.
Chapter 3. The accumulation of small changes
We have seen that living things are too improbable and too beautifully "framed" to be born by chance. Then, as they are born? The answer, discovered by Darwin, is that were born by means of gradual changes, step by step, from primitive entities simple enough to be born by chance. In this graduated series of successive changes, each change was simple enough, than its predecessor, can arise by chance. But the entire sequence of these steps is a cumulative process anything but random [..]. Indeed the cumulative process is directed by nonrandom survival. The purpose of this chapter is to illustrate the power of this cumulative selection as non-random process.
If you walk up and down a pebbly beach, you'll notice that the stones are not arranged at random. The smaller pebbles tend to be found in small areas that run the length of the beach, while the larger ones will be in areas, or bands, different. These stones have been sorted, arranged, selected. A tribe that lived near the beach may seem surprising in the face of this evidence of world order, and could develop a mythology to account for them, maybe giving that order to a great spirit in the sky with a tidy mind and a sense of rigor. We smile with superiority in the face of such a superstition, and tell them that this provision was actually produced by the blind forces of physics, in this case by the action of waves. The waves have no purpose or intention, no orderly mind, no mind indeed that's all. They simply scramble the stones with force, and large boulders and small pebbles respond differently to this treatment, so that end in different places of the beach. A small amount of order arose spontaneously from disorder, and no mind has planned.
waves and pebbles, messi insieme, costituiscono un esempio semplice di sistema che genera automaticamente non-casualità. Il mondo è pieno di sistemi di questo genere. L'esempio più semplice che mi viene in mente è un buco. Solo gli oggetti più piccoli del buco possono passare attraverso di esso. Questo significa che se si parte da un insieme casuale di oggetti sopra al buco, e qualche forza li scuote in modo casuale, dopo un po' gli oggetti sopra il buco e quelli sotto si troveranno ad essere ordinati in modo non casuale. Lo spazio sotto il buco tenderà a contenere oggetti più piccoli del buco, e lo spazio sopra tenderà a contenere oggetti più grandi del buco. L'umanità, naturalmente, ha imparato da tempo a sfruttare questo semplice principio per generare non casualità, con il dispositivo noto come setaccio.
Il sistema solare è un'organizzazione stabile di pianeti, comete e detriti in orbita intorno al sole, ed è presumibilmente solo uno di molti sistemi simili orbitanti nell'universo. Più vicino al sole un satellite si trova, più velocemente esso deve viaggiare per poter contrastare la gravità del sole e rimanere in un'orbita stabile. Per ogni data orbita, c'è soltanto una velocità a cui un satellite può viaggiare e rimanere in quell'orbita. Se stesse viaggiando a qualunque altra velocità, fuggirebbe via nello spazio profondo, oppure precipiterebbe nel sole, oppure si sposterebbe in un'altra orbita. Se guardiamo i pianeti del nostro we find that the solar system - just happened - all of them are traveling at exactly the right speed to stay in a stable orbit around the sun. Is this a miracle or a providential plan? No, it's just another "sieve" natural. Of course we see all the planets in orbit around the sun must travel at exactly the right speed to stay in orbit, would not we see them, because there would be! But it is equally obvious that this is not evidence of a conscious design. It's just another kind of sieve.
A sieve of this order of simplicity is not alone sufficient to explain the huge amount of non-random order that we see in living things. It is not even remotely enough. Remember the analogy of the combination lock. The type of non-randomness can be generated by a simple sieve is roughly equivalent to open a combination lock on the first shot: it is easy to occur by mere chance. But not the kind of randomness that we see in living systems is equivalent to a huge combination lock with a frighteningly large number of figures, almost meet from. Generate a biological molecule such as hemoglobin, the red pigment in blood, with a simple sieve would be to take all the amino acids constituent of hemoglobin, shaken by chance, and hope that the hemoglobin molecule is being replenished by a semplice colpo di fortuna. La quantità di fortuna che sarebbe necessaria per quest'impresa è inconcepibile, ed è stata utilizzata come termine di paragone da Isaac Asimov ed altri.
Una molecola di emoglobina consiste di quattro catene di aminoacidi attorcigliate insieme. Concentriamoci soltanto su una di queste quattro catene. Consiste di 146 aminoacidi. Ci sono 20 differenti tipi di aminoacidi che si trovano comunemente nelle cose viventi. Il numero di modi possibili di disporre 20 tipi di oggetti in catene di lunghezza 146 è un numero inconcepibilmente grande, che Asimov chiamò "il numero dell'emoglobina". È facile da calcolare, ma è impossibile visualizzare la risposta. Il primo anello nella catena di 146 potrebbe essere uno qualunque dei 20 possibili aminoacidi. Il secondo anello potrebbe anche esso essere uno tra 20, così il numero di possibili catene di lunghezza due è 20 x 20, cioè 400. Il numero possibile di catene di lunghezza 3 è 20 x 20 x 20, cioè 8000. Il numero di catene possibili di lunghezza 146 è 20 moltiplicato per se stesso 146 volte. Si tratta di un numero enorme. Un milione è 1 con sei zeri dopo di esso. Un miliardo è un 1 con nove zeri dopo di esso. Il numero che cerchiamo, il numero dell'emoglobina, è circa 1 con 190 zeri dopo di esso. Quindi la probabilità di produrre emoglobina per un semplice colpo di fortuna è 1 su quel numero enorme [quindi è una probabilità piccolissima, NdM]. E una molecola di emoglobina ha solo una piccola frazione della complessità di un corpo vivente. Un semplice setaccio, da solo, non è lontanamente capace di generare la quantità di ordine che si trova in una cosa vivente. Il setacciare è un ingrediente essenziale per generare l'ordine vivente, ma è ben lontano da essere la conclusione della storia. Serve anche qualcos'altro. Per illustrare il punto, dovrà fare una distinzione tra selezione "a passo singolo" e selezione "cumulativa". I setacci semplici che abbiamo considerato fino ad ora in questo capitolo sono tutti esempi di selezione a passo singolo. L'organizzazione vivente è il prodotto della selezione cumulativa.
La differenza fondamentale tra la selezione a passo individual and cumulative selection is this: in the single-step selection the entities that are selected or ordered (stones or anything else) are sorted once and for all. In cumulative selection, however, "reproduce" or at least the product of the sieving process is somehow given "at the mercy" in a second operation sieve, whose product is then fed to a third, and so on. The entities are subjected to selection or sorting for many "generations" later. The final product of each generation of selection is the starting point for the next, and so on for many generations. is natural that I borrow words such as "reproduction" e "generare", che di solito associamo alle cose viventi, perché le cose viventi sono per noi l'esempio principale di cose soggette a selezione cumulativa. [...]
A volte le nuvole , a causa del vento che le spinge e le rimescola in modo casuale, assumono le sembianze di oggetti familiari. C'è una fotografia molto nota, scattata da un pilota di un piccolo aeroplano, che raffigura ciò che sembra un po' il volto di Gesù che spunta fuori dal cielo. Tutti noi abbiamo visto nuvole che ci ricordavano qualcosa -- un cavalluccio marino, ad esempio, o un volto sorridente. Queste somiglianze nascono mediante selezione a passo singolo, cioè in altre parole per una singola coincidenza. Di conseguenza, are not very impressive. The similarity of the zodiac signs with animals of which bear the name (scorpion, lion, etc.) is not impressive, nor are the predictions of astrologers. We do not feel shocked by the similarity, but rather we are baffled by the complexity of biological objects - which are the product of cumulative selection. For example, there is spectacular the likeness of a leaf insect to a leaf, or a praying mantis to a group of pink flowers, but the resemblance to a weasel of a cloud is just a little 'curious, and we hardly take the trouble to to the attention of a friend. Moreover, we tend to change their minds on the object to which the cloud really looks like.
Amleto . Vedete laggiù quella nuvola che sembra un cammello?
Polonio. Sacripante! E' un cammello davvero!
Amleto. O forse somiglia a una donnola.
Polonio. Infatti, è proprio una donnola.
Amleto. Non pare una balena?
Polonio. Tale e quale a una balena.
Non so chi sia stato il primo a dire che, dato un tempo abbastanza lungo, una scimmia che battesse a caso sui tasti di una macchina per scrivere potrebbe produrre tutte le opere di Shakespeare. La frase cruciale è, ovviamente, "dato un tempo abbastanza long time. "Suppose that the monkey should not produce the complete works of Shakespeare, but only the short phrase" or maybe like a weasel "[methinks IT IS LIKE A WEASEL], and we will facilitate the task by giving it a typewriter with a reduced keyboard, with only 26 letters (upper) and the bar for spaces. How long will it take our monkey typist to write this one little sentence?
The sentence includes 28 characters, so we assume that the monkey performs a series of 'attempts' to 28 discrete lines. If the monkey would write the sentence correctly, the experiment will be concluded. Otherwise, we allow another 'attempt' to 28 beats. Now I do not know monkeys, but fortunately my daughter who is 11 months, is a good chance generating device, and has enthusiastically accepted the role of monkey typist. Here is what you typed to your computer:
UMMK JK CDZZ F ZD DSDSKSM
S SS FMCV PU I DDRGLKDXRRDO
RDTE QDWFDVIOY UDSKZWDCCVYT
H CHVY NMGNBAYTDFCCVD D
RCDFYYYRM DFSKD LD N K WDWK
HKAUIZMZI UXDKIDISFUMDKUDXI
My daughter also has other important commitments, so I had to program the computer to simulate the work of a small child or a monkey chattering randomly on the keyboard: P
WDLDMNLT DTJBKWIRZREZLMQCO
Y YVMQKZPGJXWVHGLAWFVCHQYOPY
MWR SWTNUXMLCDLEUBXTQHNZVIQF
FU OVAODVYKDGXDEKYVMOGGS VT
HZQZDSFZIHIVPHZPETPWVOVPMZGF
GEWRGZRPBCTPGQMCKHFDBGW ZCCF
E così via. Non è difficile calcolare quanto tempo dovremo ragionevolmente attendere perché il computer (o il bambino piccolo o la scimmia) con questo sistema casuale produca la frase METHINKS IT IS LIKE A WEASEL. Si pensi al numero totale dei frasi possibili della lunghezza corretta che la scimmia o il bambino o il computer potrebbero digitare. È lo stesso tipo di calcolo che abbiamo fatto per l'emoglobina, e produce un risultato similmente grande. Nella prima posizione ci sono 27 lettere possibili (considerando anche lo spazio come una lettera). Quindi la probabilità che la scimmia azzecchi subito la prima lettera, la M, è una su 27. La probabilità di azzeccare le prime due lettere - ME - è uguale alla probabilità di azzeccare la prima lettera, moltiplicata per la probabilità di azzeccare la seconda lettera (la E). Abbiamo perciò (1/27) x (1/27), che fa 1/729. La probabilità che la scimmia azzecchi la prima parola (METHINKS) è 1/27 per ciascuna delle otto lettere, cioè (1/27) x (1/27) x (1/27) .... x (1/27) eccetera, otto volte, cioè 1/27 all'ottava potenza. La probabilità che azzecchi l'intera frase di 28 lettere è 1/27 alla ventottesima potenza, cioè 1/27 moltiplicato per se stesso 28 volte. Questa è una probabilità molto piccola, circa uno su 10.000 milioni di milioni di milioni di milioni di milioni di milioni. Servirebbe molto tempo per ottenere la frase che cerchiamo, per non parlare di battere a macchina le opere complete di Shakespeare.
Quanto detto vale però quando selezioniamo variazioni casuali con un singolo passo . Che dire della selezione cumulativa? Quanto è più efficace questo genere di selezione? La risposta è: molto, molto più efficace, forse più di quanto possiamo renderci conto a prima vista, anche se, a rifletterci sopra un po' di più, si vede che è una cosa quasi ovvia. Usiamo di nuovo la nostra scimmia computerizzata, ma con una differenza determinante nel suo programma. La scimmia comincia anche qui scegliendo una sequenza casuale di 28 lettere, esattamente come nel primo esperimento:
WDLMNLT DTJBKWIRZREZLMQCO P
Ma stavolta la scimmia "fa riprodurre" questa frase casuale. Ne fa tante copie, ma con una certa probabilità di errore casuale -- mutazione -- nell'operazione di copiatura. Poi, il computer esamina le varie frasi mutanti (i 'figli' della frase originale) e sceglie quella che somiglia di più, anche di pochissimo, alla frase che costituisce il nostro obiettivo, METHINKS IT IS LIKE A WEASEL. Il caso ha voluto che la frase scelta per la prossima 'generazione' fosse:
WDLTMNLT DTJBSWIRZREZLMQCO P
Non è un miglioramento così evidente! Ma la procedura viene ripetuta: di nuovo dei 'figli' mutanti vengono 'fatti nascere' dalla frase, e viene scelto un nuovo 'vincitore'. Questo prosegue generazione dopo generazione. Dopo 10 generazioni, la frase scelta per 'riprodursi' era:
MDLDMNLS ITJISWHRZREZ MECS P
Dopo 20 generazioni era:
MELDINLS IT ISWPRKE Z WECSEL
A questo punto, con un po' di buona volontà possiamo vedere una somiglianza alla frase che è il nostro obiettivo. Alla generazione 30 non può esserci dubbio:
METHINGS IT ISWLIKE B WECSEL
La generazione 40 ci porta ad una sola lettera dall'obiettivo:
METHINKS IT IS LIKE I WEASEL
E l'obiettivo fu finalmente raggiunto alla generazione 43. Una seconda esecuzione del programma al computer cominciò casualmente con la frase:
Y YVMQKZPFfXWVHGLAWFVCHQXYOPY
E passò attraverso (di nuovo sto riportando solo una rigenerazione ogni 10):
Y YVMQKSPFTXWSHLIKEFV HQYSPY
YETHINKSPITXISHLIKEFA WQYSEY
METHINKS IT ISSLIKE A WEFSEY
METHINKS IT ISBLIKE A WEASES
METHINKS IT ISJLIKE A WEASEO
METHINKS IT IS LIKE A WEASEP
E raggiunse la frase obiettivo alla generazione 64. Una terza esecuzione del programma began with random
GEWRGZRPBCTPGQMCKHFDBGW ZCCF
And he reached methinks IT IS LIKE A WEASEL in 41 generations of selective breeding.
No matter the exact time used the computer to reach the goal. [The operation took a few minutes.] What matters is the difference between the time the selection cumulative and the time that the same computer would take to achieve the goal if he were to use the selection in step Single: a million million million million million years. And this is a million million million times more than the age of the universe. Actually it would be more accurate to say that, compared to the time required for a monkey or a computer program randomly enter our target phrase, the overall age of the universe is on a very small and negligible [..]. Instead, the time spent by a computer running always the case but with the constraint to make a selection cumulative is on a completely understandable to humans, that is between 11 seconds and the time taken for lunch.
So there's a big difference between the cumulative selection (in which every improvement, however small, is used as a basis for future selection), and single-step selection (where each attempt starts from zero). If the evolutionary progress he had to rely on single-step selection, it would have gotten nowhere. However, if the conditions necessary for the selection cumulative are produced by the blind forces of nature, the results are strange and wonderful. It so happens that that is successful on this planet, and ourselves are the most recent, if not the most strange and wonderful, of these consequences.
is still surprising that calculations such as hemoglobin are used as if they were arguments against Darwin's theory. People who do this, often experienced in fields such as astronomy or another, seem to believe sincerely that Darwinism explains the organization in terms of living chance - that is, single-step selection. This belief that Darwinian evolution is 'random' is not only false. is the exact opposite of the truth. The case is a minor ingredient in the Darwinian recipe. The most important ingredient is cumulative selection which is crucial not random. Clouds are not capable of triggering a cumulative selection. There is no mechanism by which the clouds of a certain form of clouds can produce daughters similar to the parent. If there were such a mechanism, if a cloud that looks like a weasel or a camel would give birth to offspring other clouds more or less the same shape, cumulative selection would have the opportunity to take on. Of course from time to time the clouds divide and form clouds 'daughters', but that's not enough for cumulative selection. It is also necessary that children of any given cloud look like the 'parent' more than they resemble each other in the cloud 'population'. This crucial point is apparently misunderstood by some of the philosophers who, in recent years, we are interested in the theory of natural selection. also the likelihood that a cloud will survive and produce copies of itself must depend on its shape. Perhaps in some distant galaxy these conditions occurred, and the result, if enough millions of years have passed, some form of life is elusive and ethereal.
(continued here )
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