Mechanizmy logiczne a zdolności adaptacyjne stworzeń

Logika obejmuje naukę i praktykę prawidłowego rozumowania, pozwalając nam w naszym myśleniu przechodzić od podstawowych przekonań lub przesłanek do wniosków. Podejmując decyzje, używamy jej do wyboru właściwego sposobu działania. Prawdziwym wyzwaniem jest wynalezienie metody na zaprogramowanie czegoś w taki sposób, aby zostało niejako wyposażone w logikę, której potrzebuje, aby móc określać najlepsze rozwiązania napotykanych trudności.

Oparte na logice mechanizmy wyboru

Inżynierowie i programiści tworzą różne urządzenia posiadające oparte na logice zdolności wybierania właściwych odpowiedzi spośród potencjalnych rozwiązań. Powodem tych zdolności są mechanizmy logiczne, odwzorowujące świadome intencje logiczne ludzkiego projektanta.

A zatem programista musi zaprogramować urządzenie tak, aby mogło ono operować przychodzącymi danymi w sposób odzwierciedlający to, jak rozumuje człowiek, tj. nadawać odpowiednie znaczenie danym, uzyskując w ten sposób informacje potrzebne do podjęcia decyzji.

Najprostsza logika kojarzy nam się najczęściej z czymś w rodzaju „Jeśli nastąpi sytuacja X, wykonaj ten rodzaj odpowiedzi, a jeśli sytuacja Y, wykonaj tamten rodzaj odpowiedzi”. W wielu urządzeniach ta najprostsza logika realizuje się poprzez włączanie i wyłączanie podstawowego przełącznika, np.: jeśli przełącznik jest ustawiony na „wł.” (włączony), wykonaj ‘A’, a jeśli jest ustawiony na „wył.” (wyłączony), wykonaj ‘B’.

Czy żywe stworzenia mogą korzystać z podobnego oprogramowania do samodzielnego dostosowywania się do zmieniających się warunków?

Adaptacja biologiczna a mechanizmy logiczne

Wydaje się, że stworzenia reagują na zmiany w swoim środowisku, dokonując odpowiednich samoregulacji, które generowane są przez ich własne wbudowane mechanizmy biologiczne. Z tego powodu można wykorzystać zasady inżynierii do wyjaśniania funkcji biologicznych.

Inżynierowie wykorzystują systemy śledzenia do wykrywania i utrzymywania obserwacji ruchomego celu. Wygląda na to, że stworzenia również mogą zastosować podobną strategię do śledzenia i dostosowywania się do zmieniających się warunków.

Systemy śledzenia zaprojektowane przez człowieka zawierają trzy elementy:

• czujniki wejściowe,
• zaprogramowane mechanizmy logiczne do regulacji wewnętrznego wyboru możliwych do dostosowania odpowiedzi,
• wyjściowe „mechanizmy napędowe” do wykonywania odpowiedzi.

Badania wskazują na to, że organizmy wykorzystują takie same elementy do śledzenia zmieniających się warunków i generowania wysoce uregulowanych, docelowych rezultatów, charakteryzujących się przeważnie szybkością i powtarzalnością¹.

Kluczową rolę w śledzeniu przez stworzenia zmieniających się warunków odgrywają czujniki². To „czujnikowe” oprogramowanie wbudowane w organizmy po pierwsze określa warunek, że coś jest bodźcem; po drugie sprawia, że poszczególne czujniki „dostrajane” są do określonych warunków otoczenia; a po trzecie powoduje, że czujniki są skutecznymi wyzwalaczami reakcji organizmów.

Jeśli zaś chodzi o mechanizmy logiczne, to stworzenia używają ich do kontrolowania swoich samoregulacji za sprawą wielu wewnętrznych włączników i wyłączników. Przełączniki te wykonane są z niezwykle złożonych ścieżek i interakcji wykorzystujących określone cząsteczki białek.

Systemy komórkowe organizmów mogą stosować logikę

W latach 60. naukowcy prowadzili dokładne obserwacje bakteri E. coli, uzyskując w ten sposób pewne wskazówki dotyczące działania wspomnianych przełączników białkowych. W normalnych warunkach poddane badaniu bakterie rozkładałyby glukozę na energię. Gdy jednak zamiast glukozy wprowadzono inny cukier, laktozę, bakterie zaczęły wytwarzać enzymy potrzebne do metabolizowania laktozy.

A zatem badanie to wykazało istnienie systemu składającego się z:

• czujnika laktozy,
• wewnętrznego, opartego na logice mechanizmu selekcji „glukozy lub laktozy”,
• odpowiedzi wyjściowych celem wytworzenia odpowiedniego enzymu do rozkładu laktozy.

Sean Carroll, biolog ewolucyjny, w następujący sposób opisuje konsekwencje tego niezwykłego odkrycia:

W jakiś sposób bakteria wyczuwa obecność laktozy i jest indukowana do wytwarzania odpowiedniego enzymu, gdy jest to potrzebne. Skąd taka prosta komórka może „wiedzieć”, jakie enzymy ma wytworzyć? W jaki sposób właściwy enzym jest indukowany pojawieniem się związku, który ma rozłożyć? Odpowiedzi na te pytania opracowali François Jacob i Jacques Monod, którzy wraz z André Lwoffem otrzymali w 1965 roku Nagrodę Nobla za swoje odkrycia…

Jacob i Monod odkryli, że produkcja tego enzymu jest kontrolowana przez przełącznik znajdujący się w genie betagalaktozydazy. Przełącznik jest wyłączony, gdy laktoza jest nieobecna, ale włącza się, gdy laktoza jest obecna… Kontrola produkcji enzymów przez represor lac jest klasycznym przykładem logiki genów, w której gen jest używany tylko wtedy, gdy jest potrzebny… Nie mogę przecenić koncepcyjnego wpływu odkrycia przełączników genetycznych w bakteriach³.

Oczywiście bakterie nie są świadome działających w nich zautomatyzowanych funkcji, lecz działają tak jak zaprojektowane przez człowieka urządzenia wykorzystujące wewnętrzne reakcje selektywne oparte na logice.

„Poznanie” komórkowe

Co ciekawe, pojedyncze komórki (w tym te, których organizmy używają w swoich systemach śledzenia środowiska) wydają się zachowywać w sposób naśladujący procesy poznawcze. Genetyk James Shapiro z University of Chicago stwierdza:

Komórki działają w sposób, który nazywam kognitywnym sposobem przetwarzania informacji. Niektórzy ludzie lubią mówić „komputerowy”. Jedynym powodem, dla którego nie używam słowa „komputerowy”, jest to, że nie obejmuje ono sensorycznego aspektu działania komórek. A molekularne podstawy odbierania wrażeń sensorycznych przez komórki są bardzo mocno ugruntowane naukowo. Nie ma co do tego wątpliwości. Nie rozumiemy, w jaki sposób wszystko jest zintegrowane, w jaki sposób przetwarzane są informacje i w jaki sposób komórki robią właściwe rzeczy. Wiemy dużo o komponentach zaangażowanych w przesyłanie sygnału i podejmowanie decyzji, ale nie wiemy, jak działa cały system. Myślę, że jest to kluczowa granica w XXI wieku… Komórki konstruują własne genomy i robią to na wiele różnych sposobów, które podlegają wpływom sensorycznym i które mogą być ukierunkowywane w obrębie genomu⁴.

Wniosek

Programiści stosują oparte na logice programowanie, gdy chcą realizować swoje decyzyjne intencje za pośrednictwem niezależnej jednostki. Obserwowanie podobnych mechanizmów w świecie przyrody skłania do wniosku, że mikroskopijne komórki podejmujące z niezwykłą precyzją tysiące wysoce skomplikowanych logicznych decyzji musiały zostać zaprogramowane przez Projektanta. Nie sposób bowiem wyjaśnić istnienia w organizmach mechanizmów logicznych, opierając się na przypadkowych ewolucyjnych scenariuszach prób i błędów.

Przypisy

1. Guliuzza, R. J. 2018. Engineered Adaptability: Adaptive Changes Are Purposeful, Not Random. Acts & Facts. 47 (6): 17-19.
2. Guliuzza, R. J. 2018. Engineered Adaptability: Sensor Triggers Affirm Intelligently Designed Internalism. Acts & Facts. 47 (2): 17-19.
3. Carroll, S. B. 2005. Endless Forms Most Beautiful: The New Science of Evo Devo and the Making of the Animal Kingdom. New York: W. W. Norton & Company, 55-56, 58-60.
4. Mazur, S. 2015. The Paradigm Shifters: Overthrowing ‘the Hegemony of the Culture of Darwin’. New York: Caswell Books, 20, emphasis added.

Opracowano na podstawie: R. J. Guliuzza, „Logic mechanisms direct creatures’ innate adaptability”, Acts&Facts, Institute for Creation Research, listopad 2018, s. 17-18.