Чим гіпотези та теорії відрізняються від доведених фактів
Спочатку давайте уточнимо, що таке «доказ». Тільки в математиці можна довести будь-що (наприклад, теорему) абсолютно суворо. Такі математично суворі та незаперечні докази по-англійськи називаються «proof». Біологія - природна наука, і тому в ній використовуються докази іншого типу, які відповідають англійському слову "evidence" - "свідчення на користь". Ми збираємо факти, потім висуваємо гіпотезу для їхнього пояснення. З цієї гіпотези виводятьсянаслідки, що перевіряються. Після цього починається найголовніше — пошук нових фактів, які дозволяють ці передбачені слідства перевірити (підтвердити, або спростувати). Отримані результати дозволяють оцінити рівень достовірності гіпотези. Чим більше подібних перевірок витримала гіпотеза, тим нижчою є ймовірність її помилковості. Вочевидь, під час перевірок у вихідну гіпотезу можуть вноситися доповнення та уточнення. Поступово, з накопиченням доказів, ймовірність помилковості гіпотези знижується настільки, що її перестають називати гіпотезою і починають називати теорією. Між гіпотезою та теорією немає чіткої грані: це поступовий перехід. Якщо надалі сумарна «переконливість» зібраних доказів теорії (свідчень на її користь) зростає настільки, що у компетентних учених просто не залишається причин сумніватися в її справедливості, природничо-наукову теорію починають розглядати як доведену істину (доведений факт).
Не лише біологія, а й інші природничі науки ґрунтуються переважно саме на таких фактах, які колись були просто гіпотезами, потім стали теоріями, а потім були визнані доведеними фактами. Наприклад, біологічна еволюція до появи книги Дарвіна «Походження видів» (1859) була швидше гіпотезою, ніжтеорією. Дарвін зробив із неї добре обгрунтовану теорію. До речі, всім, хто сумнівається у реальності біологічної еволюції, потрібно обов'язково прочитати цю книгу (український переклад тут). Якщо вже ви хочете заперечувати наукову теорію, ознайомтеся спочатку з основними, найочевиднішими свідченнями на її користь, які були доступні ще в XIX столітті.
Зовсім неспроможні заперечення проти природничих гіпотез і теорій, що будуються за принципом «цього ніхто ніколи не бачив, отже, це не доведено». Багато наукові істини (доведені факти) недоступні безпосередньому спостереженню. Наприклад, ніхто ніколи не бачив ядро атома кисню і не міг підрахувати в ньому протони, щоб переконатися, що їх там саме вісім, а не сім чи тринадцять із половиною. Однак у ядрі атома кисню справді рівно вісім протонів. З цієї обставини випливає багато слідств, що перевіряються, всі вони підтверджені результатами експериментів, тому вчені обґрунтовано вважають наявність восьми протонів в ядрі атома кисню не гіпотезою, не теорією, а доведеним фактом. Сумніватися в цьому безглуздо і, головне, непрактично: якщо ви почнете планувати експерименти або якісь технологічні процеси, виходячи з припущення про іншу кількість протонів в атомі кисню, на вас чекають великі розчарування. Біологічна еволюція є доведеним фактом у такому самому сенсі.
З часів Дарвіна вчені виявили багато нових свідчень на користь біологічної еволюції. Приблизно починаючи з 30-х років XX століття, коли розвиток генетики дозволив відповісти на найважливіші питання, залишені Дарвіном без відповіді, світова наукова спільнота стала вважати еволюцію доведеним фактом (звичайно, така періодизація не є загальновизнаною — але ми думаємо, що багато хтобіологи з нею погодяться). Однак через багатозначність слова "теорія" збереглося в науці і таке поняття, як "теорія еволюції". Це зовсім не означає, що еволюція — «лише теорія». Те, що біологічна еволюція реально відбувалася і відбувається на нашій планеті — цефакт, але для пояснення цього факту, для пояснення шляхів і механізмів еволюції, для розуміння деталей цього процесу існує — і постійно розвивається і вдосконалюється — велика і складна сукупність наукових уявлень (сюди входять і гіпотези, і теорії, і факти), яку називають "теорією еволюції " або "еволюційною теорією". Називати сучасну теорію еволюції "дарвінізмом" або "теорією Дарвіна" - це погана ідея, тому що біологічна наука вже дуже далеко просунулась у розумінні еволюції в порівнянні з вихідною теорією Дарвіна (див.: А. Купріянов, 2009. "Дарвін: час прощатися" ). Сьогодні лише противники еволюції (антиеволюціоністи) свідомо називають еволюційну теорію «теорією Дарвіна» (а журналісти часто роблять це з невігластва). Це простий риторичний прийом, з якого антиеволюціоністи намагаються принизити еволюційну теорію, звівши її до ідеям одного-единственного вченого. Не ловитимемося на такі дешеві трюки.
Будь-яка наукова гіпотеза повинна мати перевірені слідства. Якщо з гіпотези не можна вивести жодних перевірених наслідків, це гіпотеза просто не є наукової (за визначенням). З погляду науки та здорового глузду, це навіть не гіпотеза, а порожні балачки, довільна фантазія. Гарний приклад такої "гіпотези" - знаменитий чайник Бертрана Рассела. З еволюції випливає безліч перевірених наслідків, перевірка яких і стала основним джерелом доказів еволюції. Точка зору, що протистоїть еволюції.антиеволюціонізм — дозволяє вивести якісь слідства, що перевіряються, лише в тому випадку, якщо її хоч якось конкретизувати. Наприклад, якщо хтось стверджує, що всі сучасні тварини є нащадками особин, які врятувалися від Всесвітнього потопу в Ноєвому ковчезі (згідно з біблійним переказом), то з цього, безсумнівно, випливає ряд слідств, що перевіряються. Згідно з цією ідеєю, центром розселення сучасної фауни були околиці гори Арарат. Отже, ми повинні очікувати, що чим далі від Арарату, тим менше має бути різноманітність тварин, особливо тих, хто повільно і важко пересувається. Тварини, які не вміють перетинати широкі морські протоки, повинні зустрічатися тільки в Євразії, Африці і, можливо, на довколишніх островах. Усамітнені, ізольовані острови і материки (наприклад, Австралія), повинні мати вкрай бідну фауну, що складається переважно з дуже рухливих тварин, які вміють добре літати або плавати. Навряд чи треба пояснювати, що слідчі «гіпотези Ноєвого ковчега», які перевіряються, а отже й сама гіпотеза, рішуче не витримують перевірки фактами. Ця гіпотеза аж ніяк не передбачає (і не пояснює) існування, наприклад, різноманітної фауни лемурів на Мадагаскарі чи кенгуру — в Австралії та Новій Гвінеї, при тому, що ніде більше у світі ці тварини не зустрічаються. Всі лемури — близько сотні видів, що нині живуть! — мали, згідно з цією гіпотезою, дружно марширувати з гори Арарат прямо на Мадагаскар, ніде не зупиняючись надовго (щоб не залишити жодної копалини), ніде не втративши жодного виду, що «відстав». Вони мали якимось невідомим чином благополучно перетнути Мозамбікську протоку (найменша ширина — 422 км) і оселитися на Мадагаскарі. Причому жодна з мавп, що живуть в Африці та Азії, чомусь непобажала переселитися на Мадагаскар разом із лемурами. Чим більше для прийняття гіпотези потрібно зробити подібних малоймовірних припущень, і чим менше відомих фактів вона може пояснити (причому пояснити краще, ніж інші, конкуруючі ідеї), тим нижче достовірність гіпотези. У випадку з гіпотезою «Ноїва ковчега» наукова достовірність практично дорівнює нулю, тому що немає буквально жодного факту, який би пояснювався цією гіпотезою краще, ніж еволюційною теорією. Саме тому антиеволюціоністи не люблять конкретизувати свої погляди. Як тільки вони їх хоч трохи конкретизують, з'являється можливість наукової перевірки, а цього антиеволюціонізм систематично не витримує.
Щодо лемурів, то їхніми предками насправді були стародавні примати, близькі до адапідів, які в еоценову епоху (близько 55-34 млн років тому) жили в Євразії, Африці та Північній Америці. Хтось із представників цієї групи проник на Мадагаскар, давши початок адаптивної радіації лемурів (див. розділ «Біогеографічні докази»). Неважко помітити, що випадкове занесення кількох тварин або навіть всього однієї вагітної самки на віддалений острів — подія набагато ймовірніша, ніж масове переселення сотні видів. Не зустрічаючи конкуренції з боку більш просунутих приматів, лемури збереглися на Мадагаскарі, тоді як на «Великої землі» представники цієї стародавньої лінії приматів вимерли, за винятком деяких архаїчних форм, таких як довгоп'яти і лорі, що вціліли в Азії та Африці.
Спочатку ми використовували в якості основи для цього тексту дуже добротну статтю з української Вікіпедії, яка нещодавно з'явилася і яка так і називається — «Докази еволюції». У ході роботи нами вносилися до тексту численні зміни, а багато хторозділи були написані «з нуля», так що врешті-решт від вихідної вікіпедійної статті залишилося не так багато. У ранніх версіях ми виділяли текст, запозичений з Вікіпедії, особливим кольором, але згодом відмовилися від цієї практики, вважаючи, що цей текст вже достатньо нами перероблений і розширений.
Загальні зауваження
Численні докази еволюції підтверджують еволюційне походження всіх живих істот від загального предка. Сьогодні ми вже досить багато знаємо про те, що являло собою останній загальний предок всіх нині живих організмів (див.: Останній універсальний загальний предок). Потрібно пам'ятати, що цей предокне був: 1) ні першим живим організмом на Землі (його появі передувала довга еволюція); , що жили в той час на землі. Разом з ним жило безліч схожих на нього істот, але через статистичні обставини — частково випадкові, частково закономірні — саме він виявився найближчим предком усіх сучасних істот. У цьому відношенні цей предок схожий з «мітохондріальною Євою», яка не була ні першою, ні єдиною, ні найпримітивнішою, ні «пристосованою» зі своїх родичів — ранніх африканських Homo sapiens.
«Є велич в цій думці, за якою життя з її різними проявами Творець спочатку вдихнув в одну або обмежену кількість форм; і тим часом як наша планета продовжує обертатися згідно з незмінними законами тяжіння, з такого простого початку розвинулося і продовжує розвиватися нескінченна кількість найпрекрасніших і найдивовижніших форм. »
Еволюційні процеси спостерігаються як і природних умовах, і у лабораторії. Є документовані,безпосередньо спостерігалися людиною випадки утворення нових видів (деякі з цих випадків перелічені тут (англ.)).
Факт еволюції підтверджено експериментально. Щоб отримати відомості про еволюційну історію життя, палеонтологи аналізують викопні залишки організмів. Ступінь спорідненості між сучасними видами можна встановити порівнюючи їхню будову, геноми, розвиток ембріонів (онтогенез). Ще одне джерело інформації про еволюцію - закономірності географічного поширення тварин та рослин, які вивчає біогеографія. Всі ці дані вкладаються в єдину картину – еволюційне дерево життя.
Щоб зрозуміти еволюцію, необхідно насамперед дуже добре зрозуміти основну ідею Дарвіна — природний відбір. Вона тільки здається простенькою, насправді усвідомити її не так легко. Невипадково вона була відкрита людством пізніше, ніж куди складніші (здавалося б) речі, такі як диференціальне числення. Рекомендуємо для цього книгу Річарда Докінза «Сліпий годинникар» (The Blind Watchmaker).
Багато випадків неприйняття еволюції пояснюються звичайнісіньким непорозумінням фундаментальних принципів еволюційного вчення. Наприклад, часто доводиться чути твердження про те, що «еволюція неможлива, тому що складні структури не можуть виникати внаслідок простої випадковості». Складні структури справді не можуть виникати внаслідок випадковості, але еволюція зовсім не є випадковим процесом. «Випадковими» є лише мутації, та й то у всякому сенсі, лише у дуже конкретному:корисність чи шкідливість даної мутації для організму, зазвичай, впливає ймовірність виникнення цієї мутации.Мутації виникають незалежно від того, шкідливі вони чи корисні. Мутації створюють «запас мінливості» у популяції, вонислужать матеріалом для відбору. Що ж до самого відбору, то він — повна протилежність сліпому випадку. Це строго закономірний процес, що надає еволюції спрямованості і, зрештою, створює складні адаптації, схожі на результат «розумного проектування». Складні адпатації, як правило, виникають не в результаті поодиноких великих мутацій (хоча і таке в принципі можливо, див. розділ «Ево-діво: сліди макроеволюції»), а в результаті поступового накопичення дрібних спадкових змін. Дія відбору проявляється в тому, що мутаціїкорисні, тобто хоч трохи підвищують ефективність розмноження організму («пристосованість», або очікуване число нащадків, що залишаються), поступово накопичуються в популяції, частота їх народження зростає. Мутації, які істотно впливають на пристосованість, можуть довго зберігатися у популяції, причому їх частота відчуватиме випадкові коливання і зрештою може досягти 100% («мутація зафіксувалася») чи 0% («мутація елімінувалася»). Такі нейтральні спадкові варіації становлять значну частину «запасу мінливості» в більшості популяцій. При зміні умов середовища якісь мутації, які раніше були нейтральними, можуть виявитися корисними або шкідливими.Шкідливі мутації, що знижують пристосованість організму, поступово відбраковуються (їх частота в популяції знижується автоматично, через ту обставину, що носії таких мутацій залишають у середньому менше потомства).