Модель эволюции от самого зарождения жизни

[Dims]

Привет!

Хочу поделиться мыслью о том, как можно представить эволюцию от самого зарождения жизни и дальше.

В физике используется понятие так называемого фазового пространства. Фазовое пространство -- это такое воображаемое многомерное пространство, в котором каждая точка соответствует целому состоянию всей сложной системы. Например, если система состоит из одной материальной частицы, то соответствующее фазовое пространство шестимерно. Три измерения обозначают три координаты частицы, а ещё три измерения -- три компоненты её скорости.

Когда исследуемая система изменяет своё состояние, то этому соответствует движение точки в фазовом пространстве. Например, если в нашем примере частица сдвинулась по вертикали, то соответствующая точка в фазовом пространстве сдвинется вдоль того измерения, которое соответствует вертикальной координате. Если частица замедлит своё движение в горизонтальном направлении, то точка в фазовом пространстве сдвинется вдоль того измерения, которое соотвтетсвует горизонтальной составляющей скорости.

Рассмотрим ситуацию, когда в системе присутствует какой-то ПРЕДМЕТ, например, камень. Ясно, что внутри камня постоянно происходит тепловое движение составляющих его частиц, а это значит, что точка в фазовом пространстве продолжает перемещаться. Это значит, что тем состояниям, в которых мы регистируем наличие камня, в фазовом пространстве соотвествует некоторая ОБЛАСТЬ.

Если камень, например, раздавлен и превращён в пыль, то камня больше нет, и на языке фазового пространства это означает, что точка просто вышла за область существования камня. То же самое происходит и если камень рассыпался просто от времени. Можно представить себе и обратный процесс, когда частицы пыли слепляются вместе какой-то силой и в определённый момент оказываются намертво склеенными друг с другом так, что образуется камень. На языке фазового пространства это будет означать, что точка вошла в область существования камня.

Теперь рассмотрим законы природы. В самом общем случае законы природы говорят, что система эволюционирует по определённым правилам. На языке фазового пространства это означает, что если в какой-то момент времени система находится в определённой точке фазового пространства, то в следующий момент она переместится в строго определённую соседнюю точку. Иными словами, в фазовом пространстве как бы существует набор линий, по которым обязаны двигаться точки-состояния. Эти линии подобны, например, магнитным линиям и называются "векторным полем". Точка в фазовом пространстве, таким образом, никогда не сходит со своей линии и всё время движется по ней, как по рельсам. Сама линия может быть, конечно, весьма причудливой формы.

Теперь рассмотрим различные объекты, выбранные по совершенно различным критериям. Допустим, это камни, облака, реки, планеты, животные и солнечные зайчики. Все эти объекты характеризуются временем жизни. Облака, например, живут очень недолго, они изменчивы, а вот камни, наоборот, существуют много лет. На языке фазового пространства это означает, что те области, которые соотвествуют камням, более длинные в направлении векторного поля, чем те области, которые соотвествуют облакам.

Теперь рассмотрим эволюцию какой-нибудь случайной системы, например, поверхности какой-нибудь планеты. Мы знаем, что её эволюция соответствует блужданию точки в фазовом пространства. Возможно, определив местоположения и скорости всех частиц вещества мы могли бы точно рассчитать траекторию точки в фазовом пространстве. Но, поскольку факторов колоссальное количество, на практике это сделать невозможно. Можно предположить, что хорошей моделью перемещения точки в фазовом пространстве будет СЛУЧАЙНОЕ блуждание. Возможно так же, что и в самой первооснове мы сделали ошибку, то есть, что объективная случайность существует. Это означает, что когда система находится в одном состоянии, то она может перейти не в одно, а в несколько следующих состояний. На языке фазового пространства это будет означать, что траектории могут ветвиться. Точки ветвления называются точками бифуркации. В любом случае, будем предполагать, что модель случайного блуждания адекватно описывает ситуацию до тех пор, пока мы не можем сказать о ней что-то ещё.

Что же ещё мы можем мочь сказать? Далее всё просто. Есть объекты, которые являются более длинными вдоль фазовой траектории, чем другие. Если точка в фазовом пространстве будет попадать в области таких объектов, то она будет застревать там тем на большее время, чем длиннее объект. Это означает, что чем больше пройдёт времени, тем на более длинном объекте мы, вероятнее всего, застанем точку.

Жизнь, на языке фазового пространства -- это наиболее длинный из таких объектов. Только сама планета и космические тела длиннее. Все остальные объекты, включая горы, камни и так далее -- менее устойчивы, чем жизнь. Жизнь существует, наследуя сама себя в существах, уже несколько миллиардов лет. Ни одна скала не сможет просуществовать столько!

Таким образом, феномен жизни, скорее всего, является простым статистическим следствием того, что она долго существует. То есть, сущность естветственного отбора, в конечном итоге, является МАКСИ продолжение рода, то есть, не просто продолжение одного какого-то рода, а принципиальная длительность во времени, то есть, максимальная протяженность области вдоль фазовой траектории.

Если это верно, то есть, если достаточно такой простой статистики и, например, не требуется, чтобы фазовые траектории как-то изначально сходились к жизни, то из этого следует, что жизнь будет обнаружена на всех планетах солнечной системы, где разнообразие/однообразие среды сравнимы с земным, а потенциально жизнь должна возникнуть вообще на всех планетах.

[LUCA]

Сделал презентацию по автотрофной модели происхождения жизни. http://ifolder.ru/control/?file_id=25733542&code=639f398c4041ed5aa72f105c6abd54f7

[василий андреевич]

Димс, Вы просто обязаны выдать более развернутую концепцию эволюции в фазовых пространствах, таков заголовог, таково количество просмотров.
  Ведь по сути палеонтологическое эволюционное древо - это траектории в двумерном фазовом пространстве, где одна ось это скорость, помноженная на время и проградуированная в млн. лет. А другая ось - это интуитивные представления о "горизонтальной эволюции".

Можно начать с представлений о том, почему фазовые траектории косной эволюции вовсе не обязаны сходиться в точку начала жизни. Здесь иррационально-интуитивные прозрения должны получить свое геометрическое толкование.

[AdmiralHood]

Таким образом, феномен жизни, скорее всего, является простым статистическим следствием того, что она долго существует. То есть, сущность естветственного отбора, в конечном итоге, является МАКСИ продолжение рода, то есть, не просто продолжение одного какого-то рода, а принципиальная длительность во времени, то есть, максимальная протяженность области вдоль фазовой траектории.

Когда жызнь только-только образовывалась, ещё не было известно, сколько она протянет в фазовом пространстве, и никаких статистических следствий из неё ещё не было. Здесь у вас какая-то путаница причин со следствиями

[DNAidae]

что-то я не понял, каким образом длителтность существования жизни связана с тем, что она должна быть чуть не на любых планетах вплоть до Плутона...