Użytkownik dokowski założył wątek poświęcony kwestii "prostowania" błędu polegającego na mówieniu, że życie jest "przypadkowym produktem mutacji". W wątku tym poruszono szereg interesujących kwestii, szczególnie natury przypadku, gdzie pan Fizyk zwrócił uwagę, że indeterminizm kwantowy implikuje indeterminizm w skali makro (no ja tak w każdym razie to rozumiem).

Wszystko to jest bardzo interesujące, ale myślę, że leży niejako obok kwestii jakie są interesujące dla biologów, przynajmniej w kontekście ewolucji (choć zagadnienie unikania dekoherencji w widzeniu u ptaków, czy w fotosyntezie byłyby niewątpliwie bardzo interesujące dla wielu biologów).

Współczesny ewolucjonizm, abstrahując od wszystkich cudów związanych z teorią gier, pojęciem replikatorów etc... opiera się na następujących fundamentach: jeśli jest zmienność i jest selekcja, to z czasem zmienność będzie dążyć w kierunku wyznaczonym przez siły selekcyjne. W istocie ten fundament współczesnego darwinizmu był już znany w starożytności o czym poucza jego przeprowadzona explicite krytyka u Arystotelesa.

Drugi fundament to źródło zmienności. Choć czasami mówi się o przypadkowych mutacjach, dla biologa bardziej istotne jest, że są niekierunkowe. I właściwie to chyba tego słowa należałoby używać. Jest to ważka dystynkcja, bo tak naprawdę nie ma znaczenia czy owa bezkierunkowość wynika z autentycznego indeterminizmu, czy jest jedynie produktem ubocznym poza tym deterministycznych, ale bardzo złożonych, aż do chaotyczności, procesów.

Czym są mutacje bezkierunkowe? Są to zmiany w genotypie, które zachodzą "bez wiedzy" o siłach selekcyjnych działających na genotyp. Spróbuję jaśniej: w teorii lamarckowskiej w organizmach działała pewna siła, która wywoływała w nich kierunkowe zmiany. A więc, na przykład przodkowie żyraf mieli coraz dłuższe szyje bo je wyciągali jedząc pokarm z drzew, i przekazywali te cechy potomstwu.

Gdyby chcieć taką lamarckowską ewolucję pożenić ze współczesną biologią molekularną, to genetyka musiałaby działać w bardzo specyficzny sposób: powstające mutacje odzwierciedlałyby nie "losową" (w prawdziwie losowym, czy tylko "pozornie losowym" sensie) zmianę fenotypów, ale warunkowałyby zawsze (lub chociaż zazwyczaj) cechy sprzyjające przeżyciu w danych warunkach. W przypadku naszych żyraf byłyby to na przykład mutacje prowadzące do dłuższej szyi.

Podsumowując: ewolucja ma pewną wpisaną w siebie kierunkowość (szczególnie w skali mikro, ale, jak niektórzy postulują, także w skali makro), ale pochodzi ona właśnie z komponentu selekcji, nie mutacji. Mutacje są źródłem niekierunkowej zmienności. Owa zmienność jest niekierunkowa nie dlatego, że jest przypadkową, a raczej, że ewentualne determinanty kierunku mutacji (o ile w ogóle istnieją) są nietożsame z siłami selekcyjnymi. Mutacje u żyraf, o ile wpływają na długość szyi, mogą równie łatwo ją skracać jak i wydłużać. To selekcja wybiera te użyteczne.

> Mam tu pewne wątpliwości odnośnie aplikacji zasady nieoznaczoności do obiektów makroskopowych. Co prawda są pod tym względem postępy (patrz np www.huffin(*)quantum-physics_n_2694043.html) nie mniej w ogólności nie można traktować tej zasady do makroskopowej kuli jak do cząstki elementarnej.

Nie znamy faktów przeczących stosowalności mechaniki kwantowej do ciał makroskopowych.

> Ponadto ten czynnik 10 też jest wzięty z powietrza.

Niezupełnie. Ten czynnik 10 to moje szacowanie stosunku średniej drogi swobodnej kuli do jej promienia. Wartość tego czynnika w niewielkim stopniu wpływa na wynik. Na przykład, gdyby wynosił on 3 a nie 10, to potrzeba by tylko dwa razy więcej zderzeń aby uzyskać tę samą końcową nieoznaczoność.

> W przypadku losowania totolotkowego wystarczy rozumowanie mechaniki klasycznej w odniesieniu do układów chaotycznych (wrażliwość ewolucji systemu na warunki początkowe i wynikająca z tego nieprzewidywalność stanu końcowego).

W tym pełna zgoda. Ale chodzi o to, że przypadkowość obiektów makroskopowych w dużym stopniu wynika z przypadkowości kwantowej.

>Nie znamy faktów przeczących stosowalności mechaniki kwantowej do ciał makroskopowych.
Jest tu problem koherencji, ciało makroskopowe tylko w bardzo specjalnych warunkach może być traktowane jako koherentny system kwantowy. Np (jak w podanym linku) w izolacji od czynników zewnętrznych i w bardzo niskiej temperaturze. Stąd praktyczne trudności w skonstruowaniu np komputera kwantowego. W przypadku klasycznego eksperymentu interferencji kwantowej (double slit experiment) największe obiekty z jakimi się to udało zrobić to molekuły złożone co najwyżej z około stu cząstek:
www.livesc(*)eriment-largest-molecules.html

>   Z jednej strony, wynik LOSOWANIA, jak sama nazwa wskazuje, jest LOSOWY. ALE... przecież tylko w pewnym zbiorze (zakresie). Może zostać wylosowana dowolna liczba ALE z zakresu od 1, do 49. Jeżeli niektóre z wyników losowań (np. liczba 21 albo szyja o długości 21) są bardziej użyteczne niż inne (ot, więcej żyraf przeżywa), to osobniki, które "wylosowały" daną cechę, zaczynają dominować w populacji. Po jakimś czasie, w określonym środowisku, osobniki z populacji "żyraf" o szyi "nr 21" zaczynają dominować.
>   Tylko... czy to jest dowód ewolucji Darwinowskiej ? To tylko dowodzi, że wśród wachlarza możliwych cech będzie dominować ta, która pozwala na największą przeżywalność. W tym cechy "negatywne" ! Np. barwa futra lisów syberyjskich. U nich nie występuje już losowanie z "49"

>(np. rudy, szary, czarny, itd. kolor futra) ale... z jednego - "brak pigmentu", bo wszelkie inne możliwości prowadzą do śmierci osobników. Tak więc paradoksalnie - strata, może być zyskiem.

Chyba nie przeczytałeś o czym piszę. Owszem, selekcja wybiera z istniejącej zmienności, ale sama zmienność jest, w dłuższej perspektywie czasowej, produktem nieierunkowych mutacji. I my to wiemy, bo potrafimy to obserwować w naturze.

>Mówi się także o bakteriach "uodparniających się na antybiotyki". Przecież mechanizm tego "uodpornienia" jest dokładnie taki sam, jak lisów syberyjskich... Strata prowadzi do zysku...

Nie bardzo rozumiem? Akurat odporność na antybtyki bardzo często bierze sie z mutacji wprowadzających nowe warianty enzymatycznych białek rozkładających antybiotyk, albo nowe warianty białek będących celem działania antybiotyków.

>Wiesz, co ZAJE..ŚCIE zachwiałoby moją wiarą?

Mało mnie to obchodzi. Poza tym słaba to wiara, co ją się uzależnia od mechanizmów makroewolucji.

> Jest tu problem koherencji

Moim zdaniem nie ma tu takiego problemu. Co koherencja ma do nieoznaczoności położenia-pędu kuli?

>Nie znamy faktów przeczących stosowalności mechaniki kwantowej do ciał makroskopowych.

Jest to swoisty kwantowy efekt motyla.

>> Jest tu problem koherencji
>Moim zdaniem nie ma tu takiego problemu. Co koherencja ma do nieoznaczoności położenia-pędu kuli?
W tym że taki makroskopowy obiekt nie możemy traktować jako indywidualny system kwantowy do którego jest stosowalna zasada nieoznaczoności (jak w odniesieniu np do kondensatu Bose-Einstein'a pl.wikipedia.org/wiki/Kondensat_Bosego-Einsteina). No a jak nie ma koherencji to i nie ma kwantowej kolektywności i nie możemy mówić o kuli jako obiekcie kwantowym.

>>Nie znamy faktów przeczących stosowalności mechaniki kwantowej do ciał makroskopowych.
>Jest to swoisty kwantowy efekt motyla.
Czekaj jeszcze, bo Jacholek ma obiekcje.
www.racjonalista.pl/forum.php/s,582520#w583195
I dalsza rozmowa...

Uwielbiam słuchać, gdy rozmawia dwóch ekspertów, nawet gdy nie do końca ich rozumiem.

P.S. A Ty nie mialeś być na urlopie?

>>> Jest tu problem koherencji
>> Moim zdaniem nie ma tu takiego problemu. Co koherencja ma do nieoznaczoności położenia-pędu kuli?
> W tym że taki makroskopowy obiekt nie możemy traktować jako indywidualny system kwantowy do którego jest stosowalna zasada nieoznaczoności...

Uważam, że możemy.

> ...(jak w odniesieniu np do kondensatu Bose-Einstein'a pl.wikipedia.org/wiki/Kondensat_Bosego-Einsteina). No a jak nie ma koherencji to i nie ma kwantowej kolektywności i nie możemy mówić o kuli jako obiekcie kwantowym.

W przypadku kondensatu BE pojęcie koherencji odnosi się do jego struktury wewnętrznej (stanów jego atomów). W przypadku kul loteryjnych pozwalam sobie zignorować ich strukturę wewnętrzną i stosuję zasadę nieoznaczoności do pędu i położenia środka masy kuli. W tym sensie kula jest obiektem kwantowym, nawet przy braku koherencji stanów wewnętrznych.

> W przypadku kul loteryjnych pozwalam sobie zignorować ich strukturę wewnętrzną i stosuję zasadę nieoznaczoności do pędu i położenia środka masy kuli. W tym sensie kula jest obiektem kwantowym, nawet przy braku koherencji stanów wewnętrznych.

Czy to aby nadmiernie nie upraszcza problemu i prowadzi do sztucznego, pół kwantowego opisu zjawiska ? Skoro mówimy tutaj o rzeczywistym wpływie nieoznaczoności na zjawiska powszechnie uważane za losowe w świecie makroskopowym, to czy nieoznaczoność cząstek znajdujących się na sferze losowej kuli nie wpłynie w istotny sposób na mechanikę zderzenia ?

(ja też jestem w dziedzinie laikiem, jeśli mówię coś bardzo głupiego, chętnie przyjmę reprymendę).

---

Jeśli ludzie myślą, że matematyka nie jest prosta, to tylko dlatego, że nie zdają sobie sprawy, jak skomplikowane jest życie.

>Uważam, że możemy.
>W tym sensie kula jest obiektem kwantowym, nawet przy braku koherencji stanów wewnętrznych.
Lepiej nie wpychać w to mechanikę kwantową, której aplikacje do obiektów makroskopowych są baardzo dyskusyjne, nawet w bardzo szczególnych warunkach. Więcej na ten temat można przeczytać np. w artykule
arxiv.org/pdf/1302.1924v1.pdf
Nie jest to więc trywialny problem więc lepiej nie mieszać w głowie nie-ekspertom w tej dziedzinie.

>Czekaj jeszcze, bo Jacholek ma obiekcje.
>www.racjonalista.pl/forum.php/s,582520#w583195
>I dalsza rozmowa...

Zaraz poczytam.

>P.S. A Ty nie mialeś być na urlopie?

Już dawno zapomniałem, ale to był tylko weekend.

>>W tym sensie kula jest obiektem kwantowym, nawet przy braku koherencji stanów wewnętrznych.
>Lepiej nie wpychać w to mechanikę kwantową, której aplikacje do obiektów makroskopowych są baardzo dyskusyjne, nawet w bardzo szczególnych warunkach. [...]
>Nie jest to więc trywialny problem więc lepiej nie mieszać w głowie nie-ekspertom w tej dziedzinie.
Jako nie-ekspert bardzo proszę, żeby jak najbardziej mieszać - w pozytywnym tego słowa znaczeniu oczywiście.
Poprzez dyskusje na forum trochę się ostatnio zainteresowałem fizyką. Chcę się czegoś dowiedzieć o naturze.

W związku z tym jeśli istnieje naukowo poprawna możliwość przedstawienia kulki z toto-lotka jako obiektu kwantowego, do którego stosuje się zasada nieoznaczoności (a przy kolejnych uderzeniach ta nieoznaczoność narasta wpływając ostatecznie na wynik), to ja chcę to wiedzieć, gdyż nawet gdy takie zachowanie kuli nie jest dowiedzione bezpośrednio eksperymentalnie to sama taka teoretyczna możliwość przekłada się na jakiś element mojego rozumienia świata.

Jednocześnie uważam, że rozmowa z innymi ekspertami (tu: z Panem Fizykiem) również jest cenna dla laików i to zwłaszcza wówczas, gdy się eksperci nie w pełni zgadzają. Sądzę, że tego rodzaju spory mogą przy dobrych wiatrach przyczyniać się do postępu nauki.

Dziękuję za Pańskie wyjaśnienia i materiały i liczę na więcej.

> Lepiej nie wpychać w to mechanikę kwantową, której aplikacje do obiektów makroskopowych są baardzo dyskusyjne, nawet w bardzo szczególnych warunkach.

Ale o kwantowe źródło makroskopowej przypadkowości właśnie w tym wątku chodzi, więc bez mechaniki kwantowej nie da się tu obejść.

> Więcej na ten temat można przeczytać np. w artykule arxiv.org/pdf/1302.1924v1.pdf

Dziękuję za interesujący artykuł, który potwierdza poprawność mojej analizy kul loteryjnych. Zaraz na wstępie (przypis na str. 4) autor pisze, że środek masy obiektu makroskopowego ma długi czas relaksacji a rysunek na str. 8 pokazuje schemat pomiaru kwantowego stanu takiego obiektu (zwierciadła). Choć kwantowe pomiary tak dużych obiektów nie zostały jeszcze wykonane, to biorąc pod uwagę fenomenalną zgodność mechaniki kwantowej z dotychczsowymi doświadczeniami, zgodności i w tym wypadku należy się spodziewać.

> Nie jest to więc trywialny problem więc lepiej nie mieszać w głowie nie-ekspertom w tej dziedzinie.

Jeżeli coś nazwać "mieszaniem w głowie" to raczej tezę, że mechaniki kwantowej nie można stosować do obiektów makroskopowych. To właśnie taka teza jest niepotwierdzoną hipotezą, o czym autor powyższego artykułu pisze na str. 71, rozdział 8.

> Czy to aby nadmiernie nie upraszcza problemu ...

Trzymając się zasady Cytat: interesuje nas położenie środka masy kuli po wielu odbiciach, a więc wystarczy rozpatrzeć tylko ten środek.

> ... i prowadzi do sztucznego, pół kwantowego opisu zjawiska ?

Opis środka masy kuli jest w pełni kwantowy. W zasadzie resztę kuli też by można opisać kwantowo, choć praktycznie jest to zbyt trudne.

Bardzo dziękuję, za moim zdaniem w ogólności trafne podsumowanie, uwzględniające wyjaśnienia Pana Fizyka dotyczące wpływu fizyki kwantowej na świat makroskopowy.

Zasadniczo sądzę, że kwestie językowe nie powinny nam przysłaniać rozumienia danych procesów przyrodniczych. Dlatego też uważam, że należy wyjaśniać różne uogólnienia, np. takie jak "przypadek", czy "losowość", a można to uczynić jedynie poprzez użycie innych słów. Dlatego popieram położenie przez Ciebie nacisku na zmienność.

Nie do końca rozumiem jedynie poniższego sformułowania:
>Podsumowując: ewolucja ma pewną wpisaną w siebie kierunkowość (szczególnie w skali mikro, ale, jak, niektórzy postulują, także w skali makro), ale pochodzi ona właśnie z komponentu selekcji, nie mutacji.

Po pierwsze mam pytanie, co oznacza tu skala mikro. Sądzę, że skoro nie możemy pominąć fizyki kwantowej, to odróżnenie mikro i makro powinno byc konsekwentnie zarezerwowane właśnie dla odróżnienia skali uważanej za kwantową (przynajmniej tradycyjnie) - czyli w zasadzie subatomowej od skali makroskopowej, w ramach której poruszamy się już przy większych masach (np. już w związkach chemicznych, z których składa się DNA.)

Domyślam się, że kierunkowość ma polegać na "wybieraniu" przez siły selekcyjne tych osobników, którzy ze względu na swe lepiej przystosowane do środowiska cechy częściej dożywają wieku rozrodczego i w związku z tym mają więcej potomstwa. Czyli w tym sensie kształt środowiska determinuje, które cechy (powstałe na skutek mutacji) przetrwają.

Tak więc w tym kontekście nie do końca rozumiem, dlaczego selekcja ma działać "szczególnie w skali mikro" (kwantowej?), gdyż moim zdaniem dla zrozumienia selekcji wystarczy rozpatrzeć jej działanie na całe organizmy (które albo dożywają wieku rozrodczego, albo nie) i skala mikro nie jest tu istotna (nie tłumaczy procesu selekcji).

(Oczywiście można też powiedzieć, że skoro rozwinięte organizmy mają pewną autonomię, to decydując np. o przemieszczeniu się pociągają za sobą atomy, z których się składają i już mamy kierunkowość działającą na świat mikro, ale przecież, chyba zupełnie nie to chciałeś powiedzieć)

Pozdrawiam