О практическом нуле и приближенных вычислениях

О практическом нуле и приближенных вычислениях


 В продолжение темы абиогенеза и биологической эволюции


Абиогенез — теория возникновения живых существ из веществ неорганической природы. До середины 19 в. под Абиогенез понималось самопроизвольное зарождение, т. е. внезапное возникновение из неживых материалов сложноорганизованных живых существ. Так, ещё в 17 в. верили в самозарождение червей, рыб, лягушек и даже мышей из росы, ила, грязи. Однако итальянский учёный Ф. Реди в 1668 показал, что личинки мух в гниющем мясе появляются только из отложенных мухами яиц. В 18 в. итальянский учёный Л. Спалланцани установил, что в прокипяченных бульонах микроорганизмы не развиваются. Окончательно это доказал в 1861 французский учёный Л. Пастер, опыты которого не отрицают, однако, возможности Абиогенез в прежние геологические эпохи. Против биогенеза, т. е. теории «вечности жизни», выступил Ф. Энгельс, считавший, что жизнь — это особая форма движения материи, возникающая на определенных этапах её развития. В настоящее время большинство учёных считает, что возникновение жизни — длительный процесс, происходивший на Земле в отдалённые геологические эпохи, когда условия (температура, химический состав газовой, жидкой и твёрдой оболочек Земли, режим излучения и др.) сильно отличались от современных. В настоящее время общепризнано, что в современных природных условиях самозарождение практически невозможно, однако в науке активно обсуждаются его возможные сценарии для ранних этапов существования Земли


Биологическая эволюция – это наследственное изменение свойств и признаков живых организмов в ряду поколений. В ходе биологической эволюции достигается и постоянно поддерживается согласование между свойствами живых организмов и условиями среды, в которой они живут. Поскольку условия постоянно меняются, в том числе и в результате жизненной активности самих организмов, а выживают и размножаются только те особи, которые наилучшим образом приспособлены к жизни в измененных условиях среды, то свойства и признаки живых существ постоянно меняются. Условия жизни на Земле бесконечно разнообразны, поэтому приспособление организмов к жизни в этих разных условиях породило в ходе эволюции фантастическое разнообразие жизненных форм.


Сегодня мне хотелось бы поговорить о приближенных вычислениях, инженерных расчетах,  практическом нуле. И еще о моем деде Игоре Алексеевиче Селенском (1914-2010), выдающемся советском инженере, лауреате Сталинской премии (1952).


Если я не ошибаюсь, еще Лейбниц говорил, что математическая грамотность проявляется в умении производить приближенные вычисления. Об этом же часто говорил мне мой дед со ссылкой на работы академика А.Н.Крылова [1] (о методах приближенных вычислений см. также [2]). Когда я еще учился в школе, была произведена массовая компьютеризация кафедр Брянского института транспортного машиностроения, в котором Игорь Алексеевич проработал доцентом много лет и где подготовил десятки инженеров. Я помню, как он сетовал на то, что расчеты в студенческих работах производились с чрезмерной точностью, не имеющей физического смысла вследствие приблизительности исходных данных. Скажем, значения модуля упругости дается с точностью до двух значащих цифр, а ответ приводится с точностью до шестнадцати, ибо «так посчитал компьютер».


Почему я об этом говорю здесь? Дело в том, что аналогичную ошибку совершают многие специалисты — сторонники абиогенеза. Согласно абиотической гипотезе происхождения жизни, гипотетические протобиологические структуры возникли спонтанно в некоем первобытном океане. Однако при этом из виду упускается очевидная несостоятельность данной гипотезы с точки зрения статистики.


Можно показать, что вероятность возникновения динамически устойчивой автономной структуры, способной самовоспроизводиться, поддерживать гомеостаз, выполнять простейшие метаболические реакции и реагировать на стимулы, на много порядков ниже оптимистической пороговой вероятности реализации любого правдоподобного сценария спонтанных/закономерных физико-химических взаимодействий в пределах Земли без участия интеллекта. Указанная пороговая вероятность, составляющая 1 из 1070, или 10-70, выведена из расчета принятых сегодня оценок возраста планеты (4.5 миллиарда лет, или 1017 секунд), максимально возможного числа атомов, могущих вступить в реакцию в земных условиях (1040) и верхней границы скорости возможных химических реакций (1013 реакций в секунду) [3].


Таким образом, гипотезы, характеризующиеся независимо вычисленными вероятностями, меньшими 10-70, являются неправдоподобными, а сами вероятности должны считаться практически нулевыми. Рассуждения о вероятностях физико-химических взаимодействий, меньших порогового значения, лишены физического смысла и не имеют под собой никаких практических оснований.


Не буду спекулировать по поводу того, кому нужно держать общественность в неведении относительно отсутствия физического смысла в гипотезах абиогенеза, но согласитесь: предположить, что это простое невежество, простительное только для студента-первокурсника, довольно трудно.


Священник Евгений Селенский, Лондон


Литература


А.Н.Крылов, «Лекция о приближенных вычислениях», Гос. из-во тех. литературы, Москва, Ленинград, 1950, с.9-18.
Н. Н. Меркулова, М. Д. Михайлов, «Методы приближенных вычислений», Томский гос. ун-т, 2007.
David L. Abel (2009),  The Universal Plausibility Metric (UPM) & Principle (UPP). Theoretical Biology and Medical Modelling, 6:27.

Объявления

Наиболее интересное

Ещё похожие новости