Молох (сборник)

В начале я должен сказать, что не считаю себя достаточно компетентным для хотя бы эскизного определения «горизонта эволюции молекулярных компьютеров», которые являются фундаментальной базой процессов ЖИЗНИ, сегодня пока еще плохо изученной. Эта моя некомпетентность в некоторой степени все же умаляется тем фактом, что пока НИКТО не в состоянии так далеко зайти или заглянуть в эти находящиеся перед нами лишь в отдаленной временной перспективе молекулы, созданные из типовых для кода наследственности нуклеотидов, молекулы, повторюсь для выразительности, представляющие собой «естественно возникшие микромашины Тьюринга».

2

Первое подтверждение того, что моя смутная интуиция имела смысл, указывая на генетический КОД, как на будущего универсального проектанта и одновременно вычислителя, управляющего жизненными процессами, можно найти в американском специализированном журнале «

Science» (том 266 от 11 ноября 1994 года). Мне прислали из США ксерокопии статей, демонстрирующих потенциально содержащуюся в нуклеотидных цепочках вычислительную мощность, которая почти на десять порядков превышает вычислительную мощность самых современных компьютеров (используемых и создаваемых нами), работающих последовательно. Сделал это доброжелательный читатель, поскольку заметил, как он мне написал, какое-то родство моей интуиции, нашедшей отражение в книге «Мнимая величина» и касающейся именно действенных потенциалов наследственного кода, с первыми результатами работ, в которых фрагменты кода — олигонуклеотидные секвенции, состоящие из примерно 20 полимеров, — оказались способны практически преодолеть, то есть решить, такие задачи из области теории графов Гамильтона, которые для «нормального» компьютера оказываются очень трудоемкими. В ЭТУ проблему, разрешенную посредством олигонуклеотидов в жидкой фазе, вникать подробно я не намерен по двум причинам: во-первых, поскольку я очень плохо знаком с теорией графов, и, во-вторых, поскольку задача, решенная с помощью нуклеотидного штурма, не имеет практически ничего общего с протеканием эволюционных процессов (биологических); решение это только показывает, что в полужидкой среде, которую могут образовывать капельки протоплазмы с наследственным кодом, ими управляемым, скрыта такая вычислительная мощность, о которой до сих пор мы не имели ни малейшего понятия.

3

В двух словах стоит хотя бы пояснить, о какой задаче идет речь. Автором труда « Molecular Computation of Solutions to Combinatorial Problem

» [99]является Леонард М. Адельман. В принципе речь идет о проблеме поиска такого пути, который проходит через каждую вершину заданного графа только один раз, и на практике с давних времен эта проблема рассматривалась как задача коммивояжера, который должен посетить по очереди целый ряд населенных пунктов таким образом, чтобы ни один не пропустить на своем пути и одновременно чтобы этот путь оказался как можно короче (экономичнее). Сложность проблемы, которая при малом количестве «населенных пунктов» не представляет особой трудности для нормального компьютера, при возрастании числа этих «населенных пунктов» (вершин графа) начинает расти экспоненциально. Если микросекунда необходима для решения задачи из десяти пунктов, то уже 3,9 x 10 ¹¹веков надо ждать решения для СТА пунктов. (Я, оговорюсь, сам не считал, но полностью полагаюсь на статью «

On the Path to Computation with DNA» [100]Дэвида К. Гиффорда, помещенную в уже упоминаемом номере журнала « Science

».) И вот такую сложнейшую проблему олигонуклеотидные секвенции смогут разрешить не за это «нечеловеческое» время, поскольку действуют «широким фронтом». Говоря иначе, этих молекулярных цепочек существует (должно существовать) очень много, но ведь и в природе в них нет недостатка: например, простейшие бактерии, то есть уже организмы, взаимодействуют в количествах порядка миллиардов и триллионов. Иначе говоря, проблема преодолевается методом brute forceи одновременно параллельно, поскольку задача атакуется всеми олигонуклеотидными цепочками, а решением может оказаться одна их секвенция. Однако эта проблема, в которой математика бросает в бой Гамильтоновы методы, НЕ является главным стержнем моей выраженной здесь надежды, что ТАКИЕ вычислительные методы лежат в основе жизни. Дело только в том, что таким образом оказался «сорван занавес» с кажущейся «хаотической игры» нуклеотидов, за которой таится вычислительный потенциал, и это открытие бросает еще не слишком ясный, но уже поддающийся осмыслению свет на те три миллиарда лет существования Земли, во время которых жизнь на ней была исключительно жизнью простейших организмов, а позже — бактерий.

4