Кіріспе
Американдық дәрігер және ғалым Стюарт Алан Кауффман (1939 жылдың 28 қыркүйегінде туған) – американдық дәрігер, теориялық биолог және Жердегі тіршіліктің пайда болуын зерттейтін күрделі жүйелерді зерттеуші. Ол Чикаго, Пенсильвания және Калгари университеттерінде профессор болды. Қазіргі уақытта Пенсильвания университетінде биохимиядан зейнеткер профессор және Жүйелік биология институтының қатысушы оқытушысы. Ол MacArthur стипендиясы және Винер медалі сияқты бірнеше марапатқа ие. Ол биологиялық жүйелер мен организмдердің күрделілігі Дарвиннің табиғи іріктеуінен гөрі өзін-өзі ұйымдастырудан және тепе-теңдіктен алшақ динамикадан туындауы мүмкін екенін айтқандығымен танымал, бұл туралы оның "Тәртіптің бастауы" (1993) кітабында жазылған. 1967 және 1969 жылдары ол гендік реттеуші желілердің өзін-өзі ұйымдастыру қасиеттерін зерттеу үшін кездейсоқ Бульдік желілерді пайдаланды, жасуша түрлері гендік реттеуші желілердегі динамикалық тартымдылықтар екенін және жасушалардың дифференциациялануын тартымдылықтар арасындағы өту ретінде түсіндіруге болатынын ұсынды. Жақындағы дәлелдер адамдар мен басқа да организмдердің жасушалары тартымдылықтар екенін көрсетеді. 1971 жылы ол зиготаның даму кезінде гендік реттеуші желідегі барлық жасуша түрлеріне қол жеткізе алмайтынын және даму барысында қол жетімсіз жасуша түрлерінің кейбіреуі қатерлі жасушалар болуы мүмкін екенін айтты. Бұл "қатерлі ісікті дифференциациялау терапиясының" мүмкіндігін ұсынды. Ол сондай-ақ молекулалық көбеюдің пайда болуы үшін полимерлердің, әсіресе пептидтердің ұжымдық автокатализдік жиынтықтарының өзін-өзі ұйымдастыруын ұсынды, бұл тәжірибелік тұрғыдан қолдау тапты.
Stuart Alan Kauffman (born September 28, 1939) is an American medical doctor, theoretical biologist, and complex systems researcher who studies the origin of life on Earth. He was a professor at the University of Chicago, University of Pennsylvania, and University of Calgary. He is currently emeritus professor of biochemistry at the University of Pennsylvania and affiliate faculty at the Institute for Systems Biology. He has a number of awards including a MacArthur Fellowship and a Wiener Medal. He is best known for arguing that the complexity of biological systems and organisms might result as much from self organization and far from equilibrium dynamics as from Darwinian natural selection, as discussed in his book Origins of Order (1993). In 1967 and 1969 he used random Boolean networks to investigate generic self organizing properties of gene regulatory networks, proposing that cell types are dynamical attractors in gene regulatory networks and that cell differentiation can be understood as transitions between attractors. Recent evidence suggests that cell types in humans and other organisms are attractors. In 1971 he suggested that a zygote may not be able to access all the cell type attractors in its gene regulatory network during development and that some of the developmentally inaccessible cell types might be cancer cell types. This suggested the possibility of "cancer differentiation therapy". He also proposed the self organized emergence of collectively autocatalytic sets of polymers, specifically peptides, for the origin of molecular reproduction, which have found experimental support.
Білім және ерте мансап
Кауффман 1960 жылы Дартмуттен бітірді, 1963 жылы Оксфорд университетінің бакалавр (квалификациялық) дәрежесін алды (ол Маршалл стипендиаты болды) және 1968 жылы Калифорния университетінде (Сан-Франциско) медицина ғылымдарының докторы (М. Д.) дәрежесін аяқтады. Интернатурасын аяқтағаннан кейін ол жеміс шыбынының даму генетикасына көшті, алдымен 1969 жылдан 1973 жылға дейін Чикаго университетінде, 1973 жылдан 1975 жылға дейін Ұлттық қатерлі ісіктер институтында, содан кейін 1975 жылдан 1994 жылға дейін Пенсильвания университетінде жұмыс істеді, онда биохимия және биофизика профессоры қызметіне жетті.
Мансап
Кауффман Санта-Фе институтымен (комплексті жүйелерді зерттеуге арналған коммерциялық емес ғылыми-зерттеу институты) байланысы арқылы танымал болды, онда ол 1986 жылдан 1997 жылға дейін резидент-профессор болып жұмыс істеді, сондай-ақ биологияның әртүрлі салаларындағы модельдер бойынша жұмыстар жасады. Оларға тіршілік пайда болуының зерттеуіндегі автокаталитикалық жиынтықтар, даму биологиясындағы гендік реттеуші желілер және эволюциялық биологиядағы сәйкестік ландшафтары кірді. Марк Бальвиетпен бірге Кауффман комбинаторлық химия және қолданбалы молекулалық эволюция саласындағы негізгі биотехнология патенттерін алды, олар алғаш рет 1987 жылы Францияда, 1989 жылы Англияда, ал кейін Солтүстік Америкада тіркелді. 1996 жылы Кауффман Эрнст пен Янгпен бірлесіп, бизнес мәселелерін шешу үшін күрделі жүйелер әдістемесін қолданған Santa Fe, New Mexico қаласындағы пайда табуға бағытталған BiosGroup компаниясын құрды. 2003 жылдың басында BiosGroup компаниясын NuTech Solutions сатып алды. NuTech компаниясын 2008 жылы Netezza, ал кейін IBM сатып алды. 2005 жылдан 2009 жылға дейін Кауффман Калгари университетінде биология, физика және астрономия салаларында бірлескен қызмет атқарды. Ол сондай-ақ Калгари университетінің философия факультетінде адъюнкт-профессор болды. Ол iCORE (Информатика зерттеулерінің үздік орталығы) төрағасы және Биокомплекстік және Информатика институтының директоры болды. Кауффман Гарвард діни мектебінде ғылым мен дін бағытының басталуына көмектесуге шақырылды және 2009 жылы қонақ профессор болып жұмыс істеді. 2009 жылдың қаңтарында Кауффман Тампере технологиялық университетінің сигналды өңдеу кафедрасында Финляндияның ерекше профессоры (FiDiPro) атағын алды. Осы лауазым 2012 жылдың желтоқсанында аяқталды. FiDiPro зерттеу жобасының тақырыбы – гендік экспрессия деректеріне негізделген, жеке молекула деңгейіндегі гендік реттеу желілерінің кешіктірілген стохастикалық модельдерін жасау. 2010 жылдың қаңтарында Кауффман Вермонт университетінің профессорлық құрамына қосылды, онда ол екі жыл бойы UVM-нің күрделі жүйелер орталығында жұмысын жалғастырды. 2011 жылдың басынан 2013 жылдың сәуіріне дейін Кауффман NPR Blog 13.7, Cosmos and Culture блогына тұрақты үн қосты, онда ол өмір ғылымдары, жүйелер биологиясы және медицина, руханият, экономика және құқық сияқты тақырыптарды қамтыды. Теңдестірілген әлемде (төменде қараңыз), кванттық және классикалық әлемдер арасында өзара ауысып отыратын, жаңа "материя күйі". 2015 жылы ол Біріккен Ұлттар Ұйымы үшін экономикалық өсуді қайта қарау жөніндегі жалпы талқылауды бастауға шақырылды. Осы уақытта ол Оксфорд университетінің профессоры Теппо Фелинмен бірлесіп зерттеу жүргізді.
Марапаттаулар мен марапаттар
Кауффман 1987-1992 жылдар аралығында MacArthur стипендиясын алды. Ол сондай-ақ 1997 жылы Лувен университетінен ғылым бойынша құрметті доктор дәрежесін алды; 1973 жылы кибернетика саласындағы Норберт Винердің есімдік алтын медалімен, 1990 жылы Римдегі Accademia dei Lincei алтын медалімен, 2001 жылы ақпарат және күрделілік саласындағы Троттер сыйлығымен және 2013 жылы күрделі жүйелер саласындағы Герберт Саймон сыйлығымен марапатталды. 2009 жылы ол Канада Корольдік қоғамының мүшесі атанды.
Шығармалары
Кауфман ең алдымен эволюциялық биологияның үш саласында – популяциялық динамика, молекулалық эволюция және морфогенезде – Дарвиндік табиғи іріктеуден гөрі өзін-өзі ұйымдастыру мен тепе-теңдіктен алшақтау динамикасы биологиялық жүйелер мен организмдердің күрделілігін анықтауы мүмкін деген пікірді қорғағанымен белгілі. Молекулалық биология саласында Кауффманның структуралистік тәсілі жасушалардағы биохимиялық реакцияларды қозғаушы күш ретінде энергияның ролін ескермегені үшін сынға ұшырады, оны өзін-өзі катализдеуші процеске жатқызуға болады, бірақ ол жай ғана өзін-өзі ұйымдастырмайды. Кейбір биологтар мен физиктер Кауффманның өзін-өзі ұйымдастыру және эволюция туралы тұжырымдарын күмәндікпен қабылдады. Мысалы, 2001 жылғы «Білімділер өздігінен ұйымдасады» кітабындағы кейбір пікірлер осыған дәлел. Роджер Сансомның 2011 жылғы «Тамаша гендер: гендік реттеу желілерінің дамуды бақылау үшін қалай эволюцияға ұшырағаны» кітабы – гендік реттеу желілеріне қатысты Кауффманның өзін-өзі ұйымдастыру моделіне жасалған толыққанды сын. Физикадағы спиндік шыны модельдерінен шабыттанған Кауффман биология мен экономикада қолданылған «N K» фитнес ландшафтарын ойлап тапты. Бұл тақырыпқа байланысты Кауффман және оның әріптестері экономикалық жүйелердегі сындық, сындықтан төмен және сындықтан жоғары мінез-құлықты зерттеді. Кауффманның жұмысы оның биологиялық тұжырымдамаларын сана-дене проблемасына және нейроғылым мәселелеріне аударады, кванттық байланыстылық пен классикалық арасында мәңгілік түрде тепе-теңдікте болатын жаңа «дайын тұру аймағының» қасиеттерін ұсынады. Ол бұл тақырыпта «Декартқа жауап беру: Тьюрингтен асып түсу» атты мақаласында жариялады. Джузеппе Лонго мен Маэль Монтевилмен бірге ол 2012 жылдың қаңтарында «Биосфера эволюциясында заңдар жоқ, тек мүмкіндіктер бар» деген мақала жазды, онда эволюция физика сияқты «заңмен міндетті емес» екені айтылды. Кауффманның жұмыстары Физика ArXiv-те жарияланды, соның ішінде «Тұйықтан шығу: сана/дене, кванттық механика, еркін ерік, мүмкін панпсихизм, кванттық жұмбақтың мүмкін шешімі» (қазан 2014) және «Тіршіліктің пайда болуындағы кванттық сындық» (ақпан 2015). Кауффман жинақтамалы технологиялық эволюцияның дамып келе жатқан саласына «жақын мүмкіндіктердің» математикасын енгізу арқылы үлес қосты. Ол 350-ден астам мақала және 6 кітап жариялады: «Тәртіптің шығу тегі» (1993), «Ғаламдағы үй» (1995), «Зерттеулер» (2000), «Қасиетті қайта қарастыру» (2008), «Шығармашылық ғаламдағы адамзат» (2016) және «Физикадан тыс әлем» (2019). 2016 жылы Кауффман «Патрик, Руперт, Слай және Гас протоклеткалары» атты балаларға арналған әңгіме жазды, ол биосферадағы орындалмаған нишалардың пайда болуы туралы баяндайды және кейіннен қысқа анимациялық бейнефильм ретінде шығарылды. 2017 жылы шындықтың онтологиялық жағынан нақты «мүмкіндіктерден» (res potentia) және «нақтылықтардан» (res extensa) тұратын тұжырымдаманы зерттей отырып, Кауффман Рут Кастнер және Майкл Эпперсонмен бірлесіп «Гейзенбергтің потенциясын қабылдау» кітабын жазды.