wtorek, stycznia 06, 2015

Teoria ewolucji vs hipoteza kosmicznych siewców życia vs hipoteza kreatora vs hipoteza kreatora na młodej Ziemi - mecz przy pomocy Bayesa :-)

Ostatnio pod filmikiem WC odbyła się dyskusja o ewolucji.
Podejrzanie wiele osób uważa ewolucję za nieprawdziwą, chociaż jedynie kreacjoniści podają jakąś alternatywną "teorię".

Mam swoje poglądy (znaczy jestem ewolucjonistą :-)), ale spróbujmy spojrzeć na pewne obserwacje dotyczące istniejącego świata i spróbujmy użyć twierdzenia Bayesa (a jakże ;-)) do sprawdzenia kilku teorii.

Teorie te to:
- ewolucja (życie pochodzi od jednego praprzodka)
- kosmici jako "siewcy życia"
- kreator (który stworzył życie u początków życia na Ziemi)
- kreator "młodej Ziemi" (kreator jakieś 6 tysięcy lat temu stworzył Ziemię i wszystkie życie tutaj)

Rozpatrzymy 4 różnych obserwacji:
- wspólny kod genetyczny u różnych organizmów
- podobieństwo genetyczne
- materiał kopalny w którym znajdowane skamieliny są bardziej skomplikowane im młodsze osady
- istnienie "nieredukowalnych" organów, czyli takich które gdyby z nich wyjąć choć 1 część, czy choć 1 gen je kodujący to by po prostu przestały działać (nie działałyby gorzej, po prostu przestałyby działać)

Jak mówiłem użyjemy twierdzenia Bayesa i będziemy dla każdej z hipotez starali się ocenić jak prawdopodobna jest dana obserwacja jeśli dana hipoteza jest prawdziwa.

Na początek przyjmijmy, że każda z tych hipotez jest równie prawdopodobna i że na samym początku każda z nich ma 25% bycia prawdziwą.

Zacznijmy więc :-)

Jak prawdopodobne jest to, że wszystkie organizmy na Ziemi mają wspólny kod DNA (zbudowany z tych samych zasad i który można skopiować z jednego organizmu do drugiego) jeśli prawdziwa jest teoria ewolucji?
Wg. teorii ewolucji całe obecne na Ziemi życie pochodzi od jednego praprzodka, przy takim założeniu możemy przypuszczać, że potomkowie tego praprzodka powinni mieć bardzo podobny, jeśli nie identyczny mechanizm kodowania.
Możemy więc przyjąć, że prawdopodobieństwo zaobserwowania wspólnego dla wszystkich organizmów kodu genetycznego pod warunkiem, że teoria ewolucji jest prawdziwa wynosi 1.

W przypadku hipotezy z "siewcami życia" z kosmosu, wspólny genotyp jest możliwy, ale nie jest konieczny. Takie życie byłoby produktem "inżynieryjnym", może mieć więc części wspólne, ale nie musi, chociaż możemy przyjąć, że kosmitom byłoby tak łatwiej, gdy teraz ludzie próbują budować życie to też starają się stosować jeden wspólny "kod genetyczny", stąd zakładamy, że prawdopodobieństwo zaobserwowania identycznego kodu genetycznego u wszystkich organizmów pod warunkiem, że są one produktem "siewców życia" wynosi 0.9.

W przypadku hipotezy kreatora, który stworzył wszystkie organizmy mógł użyć wspólnego kodu genetycznego, ale nie musiał. Nic go do tego nie zmuszało, ale też nic tego nie zabraniało.
Możemy szacować, że wspólny kod genetyczny moglibyśmy zaobserwować u wszystkich organizmów żywych pod warunkiem, że zostały stworzone przez nadnaturalnego kreatora z prawdopodobieństwem 0.5. To 0.5 oznacza, że kreator mógł skorzystać ze wspólnego kodu genetycznego, ale nie musiał.

Jeśli te liczby powyżej wrzucimy do twierdzenia Bayesa, a początkowe prawdopodobieństwa 0.25 wrzucimy jako prawdopodobieństwa prior, to po wzięciu pod uwagę naszych szacunków co do prawdopodobieństwa danego dowodu przy założeniu prawdziwości danej tezy mamy szacowane prawdopodobieństwo dla poszczególnych hipotez:
- teoria ewolucji ~0.345,
- hipoteza z kosmitami jako "siewcami życia" ~0.31,
- hipoteza z nadnaturalnym kreatorem, który stworzył wszystkie organizmy żywe na Ziemi ~0.173,
- hipoteza nadnaturalnego kreatora przy założeniu "młodej Ziemi" ~0.173.

To spójrzmy na kolejne obserwacje.
Tym razem na podobieństwo genetyczne.

Jak prawdopodobne jest by istniało podobieństwo genetyczne między różnymi organizmami na Ziemi, jeśli prawdziwa jest teoria ewolucji?
Wg. teorii ewolucji nowe gatunki "wyrastały" ze starych gatunków, czyli podobieństwo między gatunkami powinno występować, ba nawet się go oczekuje.
Czyli prawdopodobieństwo występowania podobieństwa genetycznego między organizmami różnych gatunków pod warunkiem, że teoria ewolucji jest prawdziwa wynosi 1.

Dla kosmitów jest tak, że może istnieć podobieństwo genetyczne między różnymi organizmami, możemy założyć, że tacy "inżynierowie" używaliby jakichś frameworków na których budowaliby organizmy, czyli mogliby użyć tego samego wzorca przy małpach i ludziach i wprowadzaliby tylko pewne zmiany dotyczące istotnych funkcji specyficznych dla danego gatunku. Nie byliby jednak do tego zmuszeni aż tak bardzo, czasem mogliby pójść na skróty.
Możemy szacować, że prawdopodobieństwo obserwacji podobieństwa genetycznego między różnymi gatunkami przy założeniu prawdziwości hipotezy o kosmicznych "siewcach życia" wynosi jakieś 0.75.

W przypadku nadnaturalnego kreatora podobieństwo może, ale nie musi występować. Nie znamy mechanizmów kreacji, bo z jednej strony kreator mógłby jak inżynier budować wszystko z klocków, ale mógłby też nadnaturalnie wszystko od razu zbudować.
Możemy szacować więc, że prawdopodobieństwo podobieństwa genetycznego między gatunkami przy złożeniu, że hipoteza z kreatorem jest prawdziwa wynosi 0.5.

Po wrzuceniu wszystkiego do wzorów i potraktowaniu poprzednich wyników jako priorów dla tej serii mamy prawdopodobieństwa poszczególnych hipotez:
- teoria ewolucji ~0.459,
- hipoteza kosmicznych "siewców życia" ~0.31,
- hipoteza kreatora ~0.115,
- hipoteza kreatora na młodej Ziemi ~0.115.

Przejdźmy do kolejnej obserwacji, czyli tego, że w materiale kopalnym widzimy iż bardziej skomplikowane formy są widoczne w młodszych osadach.

Wg. teorii ewolucji organizmy w ramach doboru naturalnego nabywały nowych cech (albo je traciły jak nie były przydatne), bardziej skomplikowane organizmy mogły powstać wg. teorii ewolucji tylko z mniej skomplikowanych, stąd prawdopodobieństwo tego, że zobaczymy taki obraz w materiale kopalnym pod warunkiem, że teoria ewolucji jest prawdziwa wynosi 1.

W przypadku kosmitów siewców życia jest inaczej. Tutaj organizmy zostały skonstruowane przez inżynierów, powinno być więc widać albo małą komplikację, później skok i już ciągle taką samą komplikację. Stąd możemy szacować, że prawdopodobieństwo obserwacji stopniowej komplikacji w materiale kopalnym przy założeniu prawdziwości hipotezy o kosmicznych siewcach życia wynosi 0.1.

W przypadku kreatora gdy stworzył on wszystkie gatunki wtedy gdy żyły jest taka obserwacja możliwa, ale jest mało prawdopodobna, w końcu nic go do tego nie zmuszało, a jeśli stworzył tak skomplikowane jak i proste organizmy to w podobnych ilościach powinny być widoczne w starym i nowym materiale kopalnym. Szacujemy więc, że dla kreatora, który stworzył wszystkie organizmy (ale nie na młodej Ziemi) prawdopodobieństwo obserwacji stopniowej komplikacji organizmów w materiale kopalnym pod warunkiem, że hipoteza kreatora jest prawdziwa wynosi 0.1.
W przypadku kreatora na młodej Ziemi większość skamielin musiałaby zostać tam włożona przez kreatora od razu w postaci skamielin. Jest to możliwe, ale dużo mniej.
Stąd szacujemy, że prawdopodobieństwo zaobserwowania stopniowej komplikacji organizmów w materiale kopalnym przy kreatorze na młodej Ziemi wynosi 0.01.

Po wrzuceniu tego do wzorów i wzięciu poprzednich prawdopodobieństw jako priorów mamy prawdopodobieństwo dla poszczególnych hipotez:
- teoria ewolucji ~0.91,
- hipoteza kosmicznych siewców życia ~0.06,
- hipoteza nadnaturalnego kreatora ~0.023,
- hipoteza nadnaturalnego kreatora na młodej Ziemi ~0.0023.

Przejdźmy teraz do tego, że znaleziono organy (u bakterii), które wydają się być tak zoptymalizowane, że gdyby zniknął choć jeden ich element, choć jeden gen, który je koduje to cały organ do niczego by się nie nadawał.

W przypadku teorii ewolucji naturalnym kierunkiem jest rośnięcie złożoności, jednak złożoność jest kosztowna i dobór naturalny może promować "tańsze" sposoby na osiągnięcie tego samego.
Tutaj może być tak, że kiedyś, u przodków bakterii które maja takie "nieredukowalne" organelle istniały ich bardziej skomplikowane wersje, które powstały na drodze doboru naturalnego przez powstanie pierw paranarządu, który jeśli był przydatny to przechodził do kolejnych pokoleń, w których czasem mutacje sprawiały, że stawał się lepszy, a czasem gorszy, te lepsze dawały większą szansę na przetrwanie stąd kolejne pokolenia je miały. W pewnym jednak momencie pojawiła się mutacja, która upraszczała budowę narządu, nie upośledzając jego funkcji, a zmniejszając ilość energii potrzebnej do jego budowy. Tu dobór naturalny też to promował, choć wystąpienie takiej mutacji jest trudniejsze.
Stąd szacujemy, że prawdopodobieństwo zaobserwowania kilku takich organów przy założeniu, że teoria ewolucji jest prawdziwa wynosi 0.5. Są one możliwe przy prawdziwości teorii ewolucji, ale teoria ewolucji uznała by je raczej za rzadkie.

W przypadku hipotezy kosmicznych siewców życia możemy przyjąć, że to byli inżynierowie, więc byli spokojnie w stanie zaprojektować takie rzeczy.
Stąd szacujemy, że prawdopodobieństwo istnienia takich organów przy założeniu hipotezy kosmicznych siewców życia wynosi jakieś 0.9.

W przypadku kreatora trudno to ocenić, powinniśmy przyjąć więc 0.5, ale przyjmijmy 1, bo kreator mógł tak zrobić.

Stąd mamy prawdopodobieństwa hipotez:
- teoria ewolucji ~0.85,
- hipoteza kosmicznych siewców życia ~0.10
- hipoteza kreatora ~0.042,
- hipoteza kreatora na młodej Ziemi ~0.0042.

Jakie z tego wnioski?

Na podstawie tylko 4 obserwacji możemy szacować, że teoria ewolucji jest najbardziej prawdopodobna z tych 4 hipotez, kolejna jest teoria kosmicznych siewców, która teraz jest jednak ponad 8 razy mniej prawdopodobna od teorii ewolucji, hipoteza kreatora jest ponad 20 razy mniej prawdopodobna od teorii ewolucji, a hipoteza kreatora na młodej Ziemi jest ponad 200 razy mniej prawdopodobna.
Co ważne w przypadku prawdopodobieństwa dla 4 obserwacji przyjąłem bardzo niekorzystną dla teorii ewolucji wartość prawdopodobieństwa takiej obserwacji przy prawdziwości teorii ewolucji i najbardziej korzystną dla kreatora.
Zrobiłem tak by uniknąć oskarżeń o faworyzowanie teorii ewolucji.

Jeśli uważacie, że moje szacunki prawdopodobieństwa różnych obserwacji pod warunkiem prawdziwości danej hipotezy są nieprawidłowe to zapraszam do zabawy w swoje ustalenia :-)
W tym arkuszu (trzeba zrobić kopię) są moje wyniki.
Bawiąc się trzeba zmieniać wartości w likelihood i wartości te to prawdopodobieństwo dokonania danej obserwacji przy prawdziwości danej hipotezy. Ponieważ to prawdopodobieństwa to muszą być między 0 a 1.
Nic nie stoi na przeszkodzie dodania sobie własnych obserwacji, w tym celu najlepiej skopiować ostatnią linijkę, zmienić jej opis i powpisywać likelihood dla tej nowej obserwacji dla każdej hipotezy.


Podobne postybeta
Kopernik i zasada kopernikańska, później Darwin i Teoria Ewolucji... co będzie kolejne? Silne AI czy synetyczne życie?
Nieuki
Dziwna sprawa
"Skoro ludzie wyewoluowali z małp to czemu małpy nadal istnieją?"
Dobór naturalny, albo my