Космологические и комбинаторные основания редкости жизни в наблюдаемой вселенной

[СТОкрат]

"Меня терзают смутные сомнения"
В голографическом представлении нашего бытия мы только видим иллюзию мира 3+1 , а на самом деле живём на сфере 2+1 (двумерное пр-во и время). Всю физику в объёме можно тождественно описать другой физикой на сфере, ограничивающей этот объём. Это из теории суперструн. Догадка : перебор происходит не в нашем классическом "кино" в 3+1 мире, а в сфере 2+1 по квантовым алгоритмам. Что натолкнуло на мыслЮ ?  Квантовый алгоритм Шора позволяет решить задачу факторизации числа (разложения на простые числа) за полиномиальное время, а классические алгоритмы зависят от длины числа експоненциально.
 

[Patsak]

Насчет "Доброго" Оракула не уверен. Сомневаюсь, что есть у этого "Доброго" БИО на всех уровнях одна и таже целевая функция "заветная последовательность". На каждом уровне она своя. Короче, "Добрый Оракул" это не блочно-иерархичный отбор, а блочно - сетевой.

alex_semenov
Допустим, среди них есть единственная нам нужная.

Можно, конечно, для наглядности.
Идеальной последовательности не бывает вне контекста среды.
Одна и таже последовательность прекрасно себя чувствует в одной среде, в т.ч. других последовательностей, но загибается в другой среде. А другая последовательность, наоборот,  здесь загибается, а в другой среде цветет и пахнет.
Т.е. отбор идет обоюдный – среда отбирает последовательности, а те меняют среду. Новая среда отбирает новые последовательности. Тупиковые ветви достигают равновесия или возвращаются на исходные или растворяются в более масштабных средах-последовательностях.
Следует искать скорее не конкретную абстрактную последовательность, а совпадения сред и последовательностей, которое оказывается удачными, в плане дальнейшей эволюции.

dzver
Гипотетически, такое приближенно можно описать как N частных нелинейных дифуравнений концентрации во времени и пространстве, для N неизвестных - описывающие их взаимодействия друг с друга.
Где N - количество контрагентов, т.е. астрономическое число.

"Процесс репликации" тогда - просто "скатываниe" от одного аттрактора (соответствующему "относительно однородном" состоянии среды, с одних временных и пространственных характеристических масштабов) к другого аттрактора (среда репликантных комплексов, с других временных и пространственных характеристических масштабов).

Мне нравится такой подход.
Знаете чего не хватает ?
Дискретности.
Дифуры, непрерывная среда  – это хорошо, для затравки, появления аттракторов. А вот сами аттракторы могут быть прообразом стабильных фрагментов, выполняющих роль  первичных носителей дискретной информации – генов.
Может на определенном этапе, информация, как след  переходов с аттрактора на аттрактор, остался (был ассоциирован) с полимерной молекулой, в виде последовательности РНК, которая в последующем стала использоваться, как катализатор переходов по аттракторам, а случайные замены нуклеотидов стали механизмом увеличения разнообразия (поведения, фенотипа, метаболизма), благодаря переходам на новые аттракторы.

[dzver]

Идеальной последовательности не бывает вне контекста среды.
Одна и таже последовательность прекрасно себя чувствует в одной среде, в т.ч. других последовательностей, но загибается в другой среде. А другая последовательность, наоборот,  здесь загибается, а в другой среде цветет и пахнет.
Т.е. отбор идет обоюдный – среда отбирает последовательности, а те меняют среду. Новая среда отбирает новые последовательности. Тупиковые ветви достигают равновесия или возвращаются на исходные или растворяются в более масштабных средах-последовательностях.

+10

Мне нравится такой подход.
Знаете чего не хватает ?
Дискретности.
Дифуры, непрерывная среда  – это хорошо...

Про дискретности - совершенно верно. Поэтому я и писал "гипотетически" + то что решение приближенное (и даже и это скорее всего неверно).
И увы, в том что дифуравнения непрерывные - хорошего мало.
В реальности нет например, "взаимодействия с 1/3 молекулы".

Молекула-цепочка (скажем, катализатор) в некотором месте/окрестности (в данном масштабе) - ее либо есть - либо нет.
И ee отсутствие или наличие (да и даже пространственная ориентация), может оказаться критическим.

Это доближает задачу скорее к парадигмы клеточных автоматов, чем к дифурах в непрерывных величин.
А как известно - решения системы нелинейных дифуров, обычно не имеют ничего общего с решений дискретных систем которые ими формально соответствуют.

Т.е. упомянутый подход с нелинейных дифуров, также несет в себе следы порочного статистического подхода - полагая что процессы на масштабе предметной области, хорошо описываются непрерывными концентрациями.

Но даже если не было бы так - для нелинейной системы дифуров концентраций 2^40 агентов, определить эмпирично коеффициентов матрицы (даже до разложения второго порядка) не хватит жизнь вселенной. Про ее анализа тем более нет смысла говорить.

----

Если уж на то пошло, предложу следующий итерационный "эксперимент".

0. Готовим в колбе "стандартный" суп - с исходном стандартно-ожидаемым распределением (по Мазуру). Ултрафиолет, неорганика, глины и пр. ингредиенты - ставим на вкус.

1. Оставляем суп "вариться" какое-то время.

2. Анализируем суп, и в результате все РНК цепочки из супа классифицируем в двух классов: "интересные", и "мусор". "Интересные" такие, которые a) статистически заметно сместились от своего исходного распределения прежде варения; б) участвуют в каталитических цепочек прямой-обратной связи (не "инертны"); с) другие критерии (добавить)

3. Этап "подстегивания эволюции". Приготавливаем такой же суп, с той разницы что концентрация всех "интересных цепочек" увеличена пропорционально - скажем в 10 (или 100) раз. Мусора оставляем как и есть. Цель - искуственно интенсифицировать реакции м/у "интересных" компонентов (и перепрыгнуть через междинную междоуровневую пропасть - получить побыстрей то что в естественном случае происходит медленно из-за очень редких флуктуаций)

4. Идем обратно на этап "варения супа" #1

Соответно на каждом шаге производится переклассификация цепочек. Если никакие качественные перемены не наблюдаются на некоем цикле (переклассификация не отличается) - на выбор либо еще увеличивать концентрацию, либо капать очаги из прежних отличающихся супов, либо поморгать ультрафиолетом или еще кое что.

Если очень повезет (жизнь "неизбежна как крах капитализма"; вместе с воды не выплеснули и ребенка - т.е. мусорные компоненты из ранных этапов вдруг не оказались очень нужными на поздних; и пр) - через миллион лет, глядишь и червяк вылупился...  : )

Во всяком случае, этот метод "вычисления" намного экономичнее (природа сама за нас считает).

[Patsak]

Запись, хранение и поиск информации с помощью аттракторов
Теперь зададимся вопросом: а нельзя ли сопоставить траектории системы информацию в виде интересующей нас последовательности символов? Если бы это удалось сделать, часть траекторий соответствовала бы нашим информационным последовательностям, и их можно было бы получать, решая уравнения, определяющие динамику системы. Если же взять любой (не слишком малый) фрагмент информационной последовательности, с его помощью можно восстановить всю информационную последовательность, соответствующую данной траектории. Разным траекториям соответствуют разные информационные последовательности, и возникает возможность восстановить любую из них по любому ее небольшому фрагменту. Тем самым реализуется ассоциативный доступ (доступ по содержанию) ко всей информации, записанной в системе. Итак, информация запоминается и хранится в виде траекторий динамической системы и обладает свойствами ассоциативности.
Эта идея возникла и получила развитие при попытках понять, чем может быть полезен хаос в обработке информации живыми системами. Были построены математические модели, которые демонстрировали принципиальную возможность записи, хранения и извлечения информации с помощью траекторий динамических систем с хаосом. Эти модели казались очень простыми, и эксперт одного уважаемого международного журнала написал в своей рецензии: "Это просто игрушечные модели, и на их основе не может быть создана никакая технология ни на Востоке, ни на Западе". Однако вскоре за исследования в этом направлении был присужден Главный приз на конкурсе компании "Хьюлетт-Паккард" по распознаванию образов. Развитие "игрушек" привело к тому, что их потенциальная информационная емкость значительно превысила объем всей информации, имеющейся в Интернете (патент РФ 2050072, патент США US 5774587). И даже на скромных "писишках" стало возможным синтезировать динамические системы с объемом записанной информации, эквивалентной среднему собранию сочинений.
Это был фрагмент из статьи на Компьютерре Детерминированный хаос и информационные технологии
Прочитайте, обязательно.

здесь много, но о том же.
Хаотические процессоры Ю. В. Андреев, А. С. Дмитриев, Д. А. Куминов


Теперь, предположим цепочки РНК и среда,  в фазовом пространстве попали на ту или иную траекторию аттрактора и пребывают на ней. Предположим это коррелирует с последовательностью нуклеотидов вовлеченных в аттрактор цепочек.
Потом случился переход на другую траекторию этого же аттрактора или на новый аттрактор. Предположим, часть старых последовательностей в новом аттракторе или на новой траектории сохранилась. На них дописалась последовательность, которая стала доминантной в новой области фазового пространства. Потом условия опять изменились, происходит бифуркация и переход на новую траекторию/аттрактор.  Теперь в РНК записаны следы, память, о предыдущих портретах траекторий/аттракторов в фазовом пространстве.
Если теперь, части цепочек РНК, соответствующие разным траекториям/аттракторам, а значит различным средам и характеру взаимодействия с ними данной длинной цепочки, проявляют активность при приближении условий среды к "запомненным", то переход между траекториями становится закономерным и может быть даже спровоцирован активностью соответствующих участков цепи.

[dzver]

Кстати, за полчаса гугления вот что нашел: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC130529/

С терминологию не знаком и соответно все как на китайском, но достаточно понять, что речь о рибозиме-репликаторе,  синтезированным искуственно. Насчитал ~50 баз (с учетом избыточности комплементарности - но без учета других симметрий) - см. фиг. 1.
Хотя рибозим сильно симметричен - на самом деле состоит из двух зеркальных почти-одинаковых частей - так что и порядка 25 баз, вроде реалистичное приближение ("все что нужно", это чтобы два такие 25-базовые соединились + не более чем несколько точечных деффектов)
Так что (если не напутал) как минимум - оценка Мазура от сотен до тысяч мономеров, сильно завышена ("примем оценку нескольких сотен...").


Также решил проверить числа Мазура приведенные alex_semenov в исходном сообщении - выходит под "несколько сотен" Мазур на самом деле имел ввиду цепочку-репликатора из 1600 мономеров ( q = 1000/log(4) ~ 1600 ).

Если скорректировать из 1600 на 50, то получится K=4^50= 10^(50*log(4)) ~= 10^30
Т.е. для К вместо 10 в степени 1000 при предположений Мазура, для данного рибозима-репликатора получаем оценку 10 в степени 30.
Что вроде, совсем другое дело (конечно, в плане его "космологических" прикидок).
И соответно, все дальнейшие рассуждения его тезиса теряют валидность (даже и для случая тупой статистики).

[dzver]

Теперь, предположим цепочки РНК и среда,  в фазовом пространстве попали на ту или иную траекторию аттрактора и пребывают на ней. Предположим это коррелирует с последовательностью нуклеотидов вовлеченных в аттрактор цепочек.

Не могу найти никакого смысла во втором предложении и соответно, не понимаю что именно предлагаете.

И не уверен, что вы полностью осознаете масштаба вопроса.
У обычных аттракторов (что описаны в популярных книжках) - несколько-мерное фазовое пространство.
Например у аттрактора Лоренца - трехмерное фазовое пространство.
Это означает, что аттрактор лоренца описывает динамику (как меняется со времени) системы, характеризирующейся тремя скалярными величинами. Соответно уравнения -  для изменений этих трех скалярных величин со времени, в обычных производных.
Это описывает одну "трехмерную" штуку (с трех скалярных степеней свободы). Или, три "одномерных" штук (с одной степени свободы) - это как посмотреть.


У нас каждый параметр (концентрация) - уже не скаляр а функция в объеме и времени.
А только одна функция (в пределе) - эквивалентна бесконечного количества скалярных величин.
Поэтому уравнения и будут в частных производных.
И у нас таких функций концентрации - порядка примерно 4^50 (по одну на каждого вида цепочки).
Т.е. это 4^50 бесконечных количеств скалярных величин (ну в численном решении они конечно не будут бесконечное количество, это зависит от того как дискретизировать.)
Памяти всех компов на земле, не хватит чтобы только сохранять матрицу значений (и то не хватит на много много порядков)...

[Stalk.er]

Вот хорошее доступное изложение в плакатах гипотезы метаболизма и автокаталитических реакций и супа, предшествующие миру РНК:
http://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=%D1%80%D0%BD%D0%BA%20%D0%BD%D0%B0%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8C%D1%88%D0%B8%D0%B9%20%D1%80%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80&source=web&cd=2&cad=rja&ved=0CDQQFjAB&url=http%3A%2F%2Fpedsovet.org%2Fforum%2Findex.php%3Fact%3Dattach%26type%3Dblogentry%26id%3D36814&ei=-VNeUayxO6OD4ATo74HAAg&usg=AFQjCNHg6IdK-CRPubxmhqAj4oY93vKaxQ&bvm=bv.44770516,d.bGE

[Сергей Михайлович]

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,71543.msg2370442.html#new

Кликнув на эту ссылку, можно получить информацию, непосредственно касающуюся данной темы.

[Прохожий]

На самом деле надо
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic=71543.msg2370442.html#new

[Patsak]

И не уверен, что вы полностью осознаете масштаба вопроса.

Да, я и не скрываю этого.
Я вообще считаю, что его никто пока не осознает.

У обычных аттракторов (что описаны в популярных книжках) - несколько-мерное фазовое пространство.
Например у аттрактора Лоренца - трехмерное фазовое пространство.
Это означает, что аттрактор лоренца описывает динамику (как меняется со времени) системы, характеризирующейся тремя скалярнымивеличинами. Соответно уравнения -  для изменений этих трех скалярных величин со времени, в обычных производных.
Это описывает одну "трехмерную" штуку (с трех скалярных степеней свободы). Или, три "одномерных" штук (с одной степени свободы) - это как посмотреть.

Не знаю, к чему Вы это. Запись осуществляется траекториями, мерность фазового пространства на данном этапе - дело десятое.
 Если Вы о механизме записи, так я приводил ссылки:

У нас каждый параметр (концентрация) - уже не скаляр а функция в объеме и времени.
А только одна функция (в пределе) - эквивалентна бесконечного количества скалярных величин.
Поэтому уравнения и будут в частных производных.
И у нас таких функций концентрации - порядка примерно 4^50 (по одну на каждого вида цепочки).
Т.е. это 4^50 бесконечных количеств скалярных величин (ну в численном решении они конечно не будут бесконечное количество, это зависит от того как дискретизировать.)
Памяти всех компов на земле, не хватит чтобы только сохранять матрицу значений (и то не хватит на много много порядков)...

Кажется понял о чем Вы. Я не собираюсь записывать все функции концентраций всех возможных цепочек. Я просто предложил механизм, каким образом траектория "супа" в фазовом пространстве может быть отображена (чисто теоретически) на последовательности РНК в нем. Ну представьте, "суп" меняет макропараметры, как в автокаталитических реакциях, т.е. его состояния на аттракторе в фазовом пространстве. По мере движения системы по точкам аттрактора данная конкретная траектория отображаются (самопроизвольно) в последовательность аминокислот какой-нибудь  (удачной) цепочки РНК в супе. Вот и механизм самопроизвольного зарождения памяти. Все траектории всех возможных цепочек нам не нужны. Нам нужна одна цепочка с "памятью", на которой записан портрет эволюции супа (ближайшего локального окружения) данной цепочки.
Проходящий Кот приводил ссылку на статью LUKA, про первичность метаболизма (пару страниц назад). Это тоже самое, только другим языком.

Памяти всех компов на земле, не хватит чтобы только сохранять матрицу значений (и то не хватит на много много порядков)...

А зачем их все записывать то ? Нужно, чтобы последовательность историю собственной эволюции помнила и могла повторить. 

[Diivanych]

И так, мы на первом шаге обратились 4 раза к Оракулу и подтвердили все пары. Они там есть. Давайте теперь попробуем добавив к каждой по 1 и 0. Каждую удовим и к одной прибавим 1 а к другой 0. Таких троек у нас получится всего 8 :

 000, 001, 010,  011, 100, 101, 110, 111

Скармливаем их Оракулу (делаем 8 обращений). Получаем  6 ответов "Да".

 001, 010,  011, 100, 101,  111

Выпали две тройки "000" и "110". Они не прошли отбор. Таких в той неизвестной строчке нет. Прекрасно!

А что если сделать подсказку Оракулу? Ведь мы знаем, что конечная цель наших построений – репликация. То есть, реплика нашей комбинации будет её инверсным вариантом. Тогда, дабы не получить у реплики вариантов "000" и "110", мы должны выбросить из исходной комбинации инверсные им варианты "111" и "001", и исходное кол-во вариантов ещё более сократится.
Я не высказываю ни какого мнения, я просто предложил модернизацию алгоритма.

[alex_semenov]

Насчет "Доброго" Оракула не уверен. Сомневаюсь, что есть у этого "Доброго" БИО на всех уровнях одна и таже целевая функция "заветная последовательность". На каждом уровне она своя. Короче, "Добрый Оракул" это не блочно-иерархичный отбор, а блочно - сетевой.

alex_semenov
Допустим, среди них есть единственная нам нужная.

Можно, конечно, для наглядности.
Идеальной последовательности не бывает вне контекста среды.

Понятно. Пример отбора единственной цепочки - это простой, ясный пример того как работает БИО. Для демонстрации отбора нужно некое правило. Я выбрал очень простое и понятное. Одна цепочка из всех возможных. Но БИО будет работать так же если правило будет сложное, на каждом уровне свое. Как вы говорите.
Сути, общности  показанного принципа это не меняет.

[alex_semenov]

Все прошедшие отбор цепочки на каждом нашем уровне перед тем как нарастить еще одним мономером УДВАИВАЛИСЬ (ведь к каждой удачной цепочке надо было добавить и 0 и 1 как возможный вариант). А где их взять, если наши мономеры еще не умеют копироваться (удваиваться) сами? Мы же все еще в неживом бульоне!
Как же быть? Есть только один способ.
Запастись дубликатами ЗАРАНЕЕ.

Нет.
Вам уже не один раз указывали на ошибку (или, это умышленная подстава? )

Нет. Это вы "стали на ручник".
А может и я. Но скорей всего вы.
Надо разбираться. И желательно вместе.

Запасаться дупликатами не надо.
Оракул пусть просто разрушает каким-нибудь образом "неверные" подцепочки, и оставляет нетронутыми верные.

Да судьба выпавших цепочке тут не играет роли. Вообще ЦЕПОЧКИ тут ни причем. Они собираются и распадаются, собираются и распадаются… Идет постоянный рициклинг цепочке. Чего их считать?
Мы считаем  количестве ПОПЫТОК собрать нужный полимер. Это же считает и Мазур и Кунина. Количество СЛУЧАЕВ попыток сборки. 
Не полимеры, а именно количество актов попыток сборки полимера нужной длины.
Понимаете?
Вед как считаются те самые астрономические числа у того же Кунина (он пытается считать детальней Мазура)? Берется объем "бульона" (весь возможный объем),  количество актов сборки в объеме за секунду (именно так!) и берется число секунд (от начала Большого Взрва чтобы не ошибиться). Перемножается. Что в итоге выходит? Акты. Случаи сборки. То есть "обращения к Оракулу" который сцепит или не сцепит.
А то, что в этих обращениях каждый полимер или мономер участвует триллионы триллионов раз - это уже "шашечки". Несущественность.

Все цепочки находятся в одной КУЧЕ (количество мономеров в ней постоянно, только они скомбинированы по-разному).

Да понятно. Вы просто не верно понимаете абстрактность моего примера.

Это и есть реальность. Если вы настаиваете на необходимости запасаться дупликатами то скажите, что делает Оракул с отбракованных цепочек? Кладет в карманы? Куда уходят мономеры, их составляющие?

Они распадаются и все начинается по новой.
Поэтому глупо их считать.
Ну я не знаю как вам это объяснить еще!
Представьте множество (миллиарды) неких существ карабкающихся по вертикали (против силы тяжести) как скалолазы по скалам. При этом они карабкаются скачками. Каждый скачек вверх - обращение к Оракулу. Какие-то на каком-то скачке срываются и падают вниз, другие проходят выше. Тех, что забрались выше - много меньше тех, что ниже.
Логично?
Я считаю общее количество скачков до того как какое-нибудь существо доберется до самого верха (есть предельная высота). Вы же вцепились в количество существ.
Но для подсчета вероятности важны именно скачки!
Если бы существа, совершившие удачный скачек вверх УДВАИВАЛИСЬ на этом уровне (один делал скачек вправо вверх, другой влево вверх), мы бы видели эволюцию в чистом виде и приумножение этих существ на высших этажах. Самая верхняя цель была бы быстро достигнута. Химическая эволюцию (как ее называют) шла бы полным ходом. Но ее нет. Потому что нет размножения удачных находок. Нет закрепления удач. И процесс идет методом "великого чуда". Долго, нудно и беспощадно.

[alex_semenov]

А что если сделать подсказку Оракулу?

Диваныч, не надо ТРОГАТЬ Оракула!
Особенность работы Оракула тут НИКАКИМ БОКОМ! Оракул может быть разным. Я выбрал такого, потому что это было проще для демонстрации ПРИНЦИПА БИО.  Но особенности устройства Оракула никаким боком к БИО. И к тому, о чем я говорю.
Нет наследования - нет ускорения процесса поиска.
Если вы найдете способ репликации удачных цепочек (что вы пробуете делать, как я понял) то не надо вешать эту функцию на Оракула. Покажите это ЯВЛЕНИЕ в явном виде. Как отдельную ПОДПОРОГРАММУ алгоритма БИО. И все!

[alex_semenov]

всё-таки, Семёнов, чем же вас там так осенило, что ваш когнитивный диссонанс - то есть - очень хочется услышать кого-то из далеко - пусть и спамера, и чтобы он был бы почти как мы, но его нет - вот вы из-за этого на "мазуровшину" и подсели. хотя объяснения этого пресловутого молчания лежат совсем в иной плоскости... и какой я тоже неоднократно говорил

Понятно. Шутка хороша когда в ней мало шутки.
Назвался? Полезай!
Суть в чем?
Начну с поучений (ну есть же повод!)
Если бы вы (или кто иной из моих оппонетов) сходили по ссылке Langton's loops
http://en.wikipedia.org/wiki/Langton's_loops



Вы бы быстро поняли, что петля Лэнгтона не самая короткая.
Существует клеточный автомат-саморепликатор (для данного пространства клеточных автоматов) еще короче: Byl's loop:

http://en.wikipedia.org/wiki/Byl%27s_loop



Он состоит из 12 клеток которые могут находится в 6 состояниях (6 цветов, включая черный)
Значит, чтобы тупым случайным перебором найти такой простейший саморепликатор в этой СРЕДЕ надо тупо перебрать…

W=6^12 = 2.2*10^9 вариантов!
Всего то!

Найти анимацию размножения данного чуда я не смог. Как он работает пока не разбирался. Но это и не обязательно.
Я верю что он работает и теперь ясно что есть крайне ЛАКОНИЧНЫЕ саморепликаторы. И уже такой короткий саморепликатор зарождается во всякой "луже" МГНОВЕННО!
Ну что? "Ваша взяла"?
Имеется в виду ваша Нуклеосома(мэ?) позиция, что возможен куда более короткий РНК-полимер-саморепликатор (группа полимеров) чем насчитал Кунин. В десятки значимых единиц-мономеров… Эта ваша позиция как была тут самой твердой, вменяемой, так и осталась (на мой взгляд, разумеется).
И вот убойный пример в ее пользу.
Петля Байла!
Тот факт что мне ее никто до сих пор не сунул в нос (хотя казалось бы, чего проще ее найти по данной же мною ссылке! Она там первая в таблице прочих родственных саморепликаторов!, крутануть колесико мышки и увидеть!) говорит сам за себя.
Спорящие здесь (в том числе и я )  ЛЕНИВЫ и НЕЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫ!
Особенно глухие "идейные". Как тетерева. Поют о своем и не слышат оппонентов (я тоже такой, но все познается в сравнении).
Поэтому главный контраргумент против себя нашел я сам…
Стараясь быть честным прежде всего с самим собой, я уже несколько дней почти был готов признать свой проигрыш.
Да.
Видимо сборка первого простейшего саморепликатора в любой среде не так уж и сложа.
Такие элементарные саморепликаторы как петля Байла должны в каждой капле появляться с детерминированной необходимость (где совершается более 10^23 случайных комбинаций в секунду).

Но я был бы не я, если бы так легко сдал бы свои позиции…
Мы все упрямы.
Что-то здесь было не так с самого начала. Где-то мы все повернули не там где надо… И я понял где…
Но я не стану спешить выкладывать все до конца.
Осознайте для начала эту часть рассуждений и смену мной позиции.
Смену моей парадигмы.

И так. Кратчайший саморепликатор - это не проблема.
Случайное самозарождение простейшего саморепликатора должно быть явлением повсеместным и по сути детерминированным.
Во всякой луже!
И мы это ведь наблюдаем вокруг себя. Смотрим и не видим. Кое-кто, кто живет северней, наблюдал, наверное, даже сегодня утром идя на работу…
Это лед в луже…



Ведь процесс кристаллизации многие давно уже отождествляют с простейшим процессом РЕПЛИКАЦИИ. Знаменитый опыт с мгновенным замерзанием бутылки боржоме на столе (которую встряхнули) наглядно демонстрирует, что кристаллизация не идет до тех пор, пока не появится ЦЕНТР кристаллизации. Зародыш. То самое первое чудо. Хотя вода охлаждена нихе точки замерзания, но пока нет центра репликации - процесс кристаллизации не идет. Появился - пошла как лавина (см. видио):

Мгновенное замерзание воды в бутылке

И сравните с вот этим…



Это один и тот же процесс!!! (если вам это было очевидно до сих пор, то я этому упорно сопротивлялся, пока мне на голову не упал "кирпич Байла")

То есть. Саморепликатором (при определенных условиях) может быть и даже простая ВОДА! А чего тогда говорить о угле-водородных соединениях?!!! Там возможны самые разные саморепликаторы! Простые и сложные...
Все становится на свои места. Верно?
Почему я очень долго не хотел процесс кристаллизации воды (или вообще любой кристаллизации) признавать саморепликацией простейших саморепликаторов? Я считал, что есть какая-то существенная, КАЧЕСТВЕННАЯ разница.
И кристаллизация никакая не саморепликация!
Но на самом деле разницы нет. Вернее разница есть но не  в том что  кристаллы - не саморепликатор. Нет! И то и то - саморепликаторы. Чистейшей воды (каламбур)! Петля Байла сломала мое сопротивление в этом…
В чем же сопротивление осталось?
Проблема не в наличии или отсутствии саморепликации как таковых, а в особенности тех и этих саморепликаторов. Можно сказать что лед (петля Байла и Лэнгтора) - мертвые саморепликаторы, а клетка - живой саморепликаторы. И между ними находится "термодинамическая пропасть" не качества, а … именно количества.
И понять почему эту пропость нельзя перейти пошагово от мертвых к живым, нам опять таки поможет петля Байла…
Химия нам не нужна. В ней можно ковыряться без конца и ничего не видеть.
Там слишком много МЕШАЮЩИХ нам деталей.
Не зря фатаники самозарождения "с головой по самый зад" торчат в органической химии. Им так легче ВЕРИТЬ в свою веру.
Не понимать, не сомневаться, а именно верить что жизнь возможна в кажой луже.
Почему я так в этом уверен?
А что дилетанты могут делать в органическй химии еще? Даже профессионалы там плавают, а фанатики наверняка ничерта там на самом деле и не понимают. Выхватывают знакомые буквы и носятся с ними как с писаной торбойт. Они просто находят в той непостижимой сложности опору своей вере. Безмерная сложность позволяет им там не терять надежду. И все!
Если же мы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ХОТИМ РАЗОБРАТЬСЯ, то мы должны все предельно упростить.  Нам надо рассматривая куда более прозрачную мат. абстракцию  "клеточный автомата". Математика - это именно способ упростить все до предела. Глупо этим не пользоваться. Тем более что "математика" клеточных автоматов - детская. Там даже считать ничего особенно и не надо. Просто смотреть и видеть.

(продолжение следует)

[Прохожий]

А чем вам энерго-материальные циклы в качестве основы жизни(и её возниконовения) не нравятся....

[Тортэ]

Тем более что "математика" клеточных автоматов - детская. Там даже считать ничего особенно и не надо. Просто смотреть и видеть.

"Смотреть и видеть " - это точно не математика )
А вот чтобы не плевать в потолок , необходимо выбрать матаппарат
Вообще не понятно как описывать химреакции математически ...

[alex_semenov]

(продолжение).

В чем особенность МЕРТРВЫХ самореплиакторов?
И так мы имеем пример двух достаточно коротких (лаконичных) клеточных саморепликатора:



При этом петля Лэнтона,  его сложность является своего рода предельно-большим примером такого саморепликатора  для видимой части вселенной. То есть все саморепликаторы, сборка которых становится термодинамически возможной "в каждой луже", должны быть устроены гораздо проще этой петли.
Скажем как петля Байла.

И вот давайте теперь попробуем заставить обе эти конструкции МУТИРОВАТЬ. То есть слегка менять их структуру. Мы возьмем и произвольно заменим какую-нибудь клетку на другой цвет (можно и систематически исследовав для них все поле мутаций).

Для любого (не обязательно этих двух) саморепликатора возможны три типа результата :

1. Мутация ничего не изменит. Это значит, что мутация произошла в  инвариантно безразличной части репликатора. Возможно в  его фенотипе. Он производит свою копию и корректирует "мутацию" в следующем поколении. Ну это как травма организма. По наследству не передается.

2. Мутация привела к ОСТАНОВКЕ репликатора как репликатора. Он перестал реплицироваться.  Машинка сломалась. Заглох или распался. Это значит, что мутация попала в  некий очень важный, сильно связанный элемент его генотипа, отвечающий именно за способность реплицироваться.

3. Мутация привела к тому, что репликация не прекратилась, но изменился фенотип и генотип потомка. Он стал себя реплицировать как-то не так…. Видимо эта мутация случилась в, скажем,  "неважной" части генотипа. Что значит неважной? Это та часть генотипа, которая как-то кодирует фенотип, но не  кодирует собственно процесс репликации.

Так вот. Посмотрите еще раз на приведенные примеры клеточных саморепликаторов. Так как они ПРЕДЕЛЬНО лаконичны, можно даже не зная логики их работы уверенно о них сказать, что любая мутация, случившаяся с ними будет либо первого типа, либо второго. Скорей всего второго. Они просто сломаются и перестанут размножаться.

Я уверен что для петли Байла любая мутация приведет к прекращению репликации.  Для петли Лэнтона надо разбираться. Но вряд ли допустимые для нее мутации обладают тем БЕСКОНЕЧНЫМ богатством, которым облажает жизнь.

Лаконичный репликатор не имеет избыточности в своем генотипе (не важно как он храниться) и у него часто генотип не отличим от фенотипа. По сути, весь генотип в нем только и отвечает за процесс репликации.
Поэтому их "эволюция" и  похожа на "эволюцию" кристаллов. Или растем или не растем.
Либо кристалл растет красиво и структурно-целостно, либо процесс роста нарушается (появляется дислокация) и место будет обойдено, более удачливыми ИДЕАЛЬНЫМИ копиями изначального репликатора, чуть нарушив чистый, кристаллический план.

Разумеется, мир кристаллов тоже многообразен. Есть апериодические кристаллы, есть жидкие..  Есть удивительные процессы! Но все они суть мертвые саморепликаторы. Не способные на мутации третьего типа или на достаточно богатые мутации третьего типа.
Почему?  Именно потому что они ЛАКОНИЧНЫ, коротки (некоторые - буквальна пара букв). В них нет избыточности, которая бы позволила им иметь генетическую пластичность жизни.

При этом, обратите внимание. Если некая среда в процессе химической эволюции (движении от простого к сложному) изобрела такой вот мертвый (простой) саморепликатор, он быстро заполнит ее собой, сожрет, все исходные материалы на свое размножение.
То есть он ОТРЕЖЕТ  для данной среды всякую возможность создать что-то более сложное чем данный мертвый саморепликатор.
"Первым достается все!" (с)
И если посмотреть вокруг, то мы по сути и видим результаты такой борьбы мертвых репликаторов со средой. Образование планет, все геологические структуры, "битва огня и льда" все многообразие неживого мира - это "борьба" среды с мертвыми саморепликаторами.





И по-сути мертвые почти всегда побеждают.
Интересный взгляд?


Хорошо. А что же такое живые саморепликаторы?

Это саморепликатор способный на мутации третьего типа (и для них они вообще происходят чаще всего). То есть способный к мутациям в биологическом смысле этого слова. Тогда появляются все три компонента эволюции:

1 репликация,
2 мутация,
2 отбор.

Совершенно очевидно, что такой саморепликатор наверняка будет гораздо сложнее  самого короткого мертвого саморепликатора.
По сути разница между мертвым и живым только в сложности. То есть разница по сути в количестве, но не качестве. В функциональной избыточности живого саморепликатора для простого копирования.

Самое главное! (и конец всем спорам здесь)
Такой сложный саморепликатор не мог произойти методом предэволюции из более простых в сложные, из  мертвых в живые. Простые, мертвые не способны эволюционировать. Но они прекрасно блокируют эволюцию других. Быстро и уверенно поедая среду-"бульон" они блокируют всякую дальнейшую эволюцию выше их сложности. Поиск природы жизни по-сути тут зацикливается в тупике.

Значит? Значит жизнь могла появиться в среде, которая НЕ ДОПУСКАЕТ  появления в ней мертвых саморепликаторов. То есть там надо создать "термодинамическую яму", которую может преодолеть только чудо самосборки сложного саморепликатора но не пошаговый рост сложности (ибо это наверняка всегда тупик!)
Природа должна не помогать появиться первому саморепликатору, а МЕШАТЬ этому.
Абсолютно идиотская мысль, верно?
Чтобы первый появившийся саморепликатор не просто копировал себя но уже обладал и генетической пластичностью, умел бы реагировать на мутации его генотипа просто изменением фенотипа.
Какова длина такого генетически-пластичного саморепликатора, скажем для тех же клеточных автоматов (хотя бы)?
Можно еще долго выяснять это, но почти наверняка эта длина лежит далеко за 100 значимых нуклеотидов в принятом здесь нами исчислении. Возможно в районе тысяче Мазура и Кунина?
И сами понимаете что это означает для вопроса "Где они?"…

На мой взгляд это - убойная гипотеза.
(и данная тема таки выполнила свою функцию. Родила нечто достойное!)
Например из нее понятно то, над чем все биохимики ломают голову: как в таком химически бедном растворе как первичный бульон могла появится жизнь?
А в более богатом она бы не появилась. Там бы мгновенно появилось что-то проще и все бы сожрало бы, заблокировав процесс навеки.
То есть. Термодинамическое чудо - это единственный путь к жизни "в обход" законам природы, ибо прямой путь, "по законам"  намертво закрыт мертвыми саморепликаторами.
Таким образом, все споры о ПОСТЕПЕННОМ, предэволюционном подъеме, о детерминированном самозарождении жизни из простого в сложное ТЕРЯЮТ СМЫСЛ.
Есть такой путь? Нет его? Не важно. Это путь нежити но не жизни.

[Прохожий]

Так жизнь --- это совокупность многих подобных циклов. которая лишь со временем приобрела РНК-основу....

[alex_semenov]

Так жизнь --- это совокупность многих подобных циклов. которая лишь со временем приобрела РНК-основу....

Еще раз и кратко. Жизнь - это эволюция. Эволюция это мутации, копирование, отбор.
Если у вас только отбор (скажем химический) - это еще не жизнь.
Если у вас только копирование (рост кристаллов) - это еще тоже не жизнь.
Если у вас только мутации (любой хаос) - это тоже не жизнь.
Не жизнь мутации и копирование. Не жизнь копирование и отбор. Не жизнь мутации и отбор.
Нельзя получить сначала что-то одно, потом дождаться другого.
Все должно появится ОДНОВРЕМЕННО.
И это можно сделать только скачком через термодинамическую яму (для чего нужна инфляционно-большая вселенная).
Все. На множественности обитаемых миров вокруг нас можно ставить большой жирный крест.