ŠTA JE ŽIVOT? ZAŠTO ATOMI I ĆELIJE NISU ODGOVORILE NA OVO PITANJE
75 godina nakon što je Erwin Schrödinger predvidio opis nečega poput DNK, još uvek ne poznajemo „zakone života“.
Godine 1944. Erwin Schrödinger se već smatrao jednim od najvećih fizičara svoje generacije, otkrivši najvažniju jednačinu kvantne fizike za opis realnosti na atomskom nivou. Ali, budući da je intelektualno nemiran, Schrödinger je bio spreman preuzeti još težu temu: prirodu organizama. Šta je to, pitao se on, po čemu se živi sistemi razlikuju od neživih? Rezultati njegovog razmišljanja postali su jedna od najvažnijih knjiga na uzbudljivom, a opet opasnom području koje se nalazi između fizike i biologije. Pitanje te knjige bio je i njen naslov, „Šta je život?„. Njegove ideje vredi sada razmotriti jer se više od 75 godina nakon objavljivanja otvaraju zapanjujući novi smerovi prema odgovoru koji potvrđuje i daleko nadilazi Schrödinger-ovu originalnu viziju.
„Šta je život?“ usredsređena na potrebu da se pronađu fizički principi koji čine da se živi sistemi ponašaju tako različito. Nada se oduvek nalazila u pronalaženju „zakona života“ sličnih onima koji su pronađeni za temeljne zakone prirode u drugim područjima fizike. Gledajući na život sa gledišta fizičara, Schrödinger je uvideo da je jedno od njegovih najuvjerljivijih svojstava poraz sveprisutnog drugog zakona termodinamike. Drugi zakon kaže da evolucija bilo kojeg fizičkog sistema uvek teži ka stanjima najvećeg poremećaja (tj. Maksimalne entropije). Ali na lokalnom nivou tela organizma život uspeva stvoriti i održati zapanjujuće stepene reda. Vraća se haosu na kratko. Tako je na neki način život manifestovao ono što je Schrödinger nazvao „negentropijom“ ili negativnom entropijom.
Budući da je jedan od osnivača kvantne mehanike, koja je nauka o mikrosvetu, Schrödinger je duboko razmišljao i o životnoj mehanici na molekularnom nivou. Ovde je bio predznak, pretpostavljajući da se unutar ćelija mora nalaziti “aperiodični kristal” koji sadrži informacije potrebne za prenošenje naslednih osobina sa jedne generacije na drugu, omogućavajući evoluciji da funkcioniše. Pod „aperiodičnim kristalom“ Schrödinger je mislio na molekul koji je imao stabilnu, pravilnu (tj. ponovljivu) strukturu. Međutim, ako je bio previše redovan i ponovljiv, ne biste ga mogli koristiti za kodiranje strukture živog organizma. Dakle, „aperiodično“ je značilo „nekako, nekako se ponavlja.“ Deceniju kasnije, Francis Crick i James Watson pripisali su ovu pretpostavku svojom inspiracijom za korišćenje rentgenskih podataka Rosalind Franklin za otkrivanje DNK kao kopiju života.
„Šta je život?“ istinski je zaista, zaista važna knjiga.
Ali koliko god knjiga bila moćna, 75 godina nakon objavljivanja nikada nisu pronađeni fizički temelji životnog zakona. Ne postoji F = ma ili E = mc2, pa čak ni Schrödingerova jednačina za žive sisteme. Uprkos decenijama traganja, fizičari nisu bili u stanju da u potpunosti „redukuju“ domene biologije (ćelije i organi i ekologije) u sopstvene domene (atomi, energija i sile). Poslednjih godina, međutim, pojavio se novi put napred koji obećava, potpuno jedinstveno. Umesto da svede biologiju na fiziku, novi smer bi ih oboje transformisao.
Naučnicima kao što su Paul Davies, Sara Walker i Lee Cronin, koji rade na različitim domenima, postalo je jasno da razumevanje života zahteva postavljanje novog „glumca na scenu“ i puštanje da on preuzme vodeću ulogu. Taj glumac je informacija. Umesto da se fokusiraju na mehaniku života, što znači kako se zakoni atoma mogu ugraditi u živi organizam, istraživači počinju shvatati da je zaista važno kako atomi i molekuli postaju vodiči za složene tokove informacija. Umesto samo da se razmišlja o silama ili razmeni energije između molekularnih delova, ključ postaje viđenje celine; videći kako se ti delovi mogu posmatrati kao nešto više, nešto što se pojavljuje tek kada informacije postanu važne za sistem.
Zašto je ova nova perspektiva tako radikalna?
Ono što je najvažnije nije redukcijsko. To znači da se život ne svodi na „samo“ zakone koji uređuju kvarkove. Bez sumnje, život je fizički sistem, ali stvaranjem, a zatim i iskorištavanjem zamršenih „plesnih pokreta“ tokova informacija, život čini nešto neverovatno: stvara. Fokus na mreže tokova informacija znači da se njeni zakoni mogu pojaviti. Životni zakoni stoga ne bi bili kodirani u zakonima kvarkova. Umesto toga, oni se pojavljuju tek kada se dovoljno materijala spoji u pravim uslovima da mreže tokova informacija postanu moguće. Tada novitet ulazi u univerzum.
Druga radikalna posledica gledanja na život kao na ples informacija koja vozi materiju je ta što se ta pojava nastavlja uzlaznom linijom. Kao što se pojavljuju nova pravila za ćelije, tako se pojavljuju i za zbirke ćelija u životinjama ili biljkama. A onda se pojavljuju još novija pravila na nivou ekosistema od mnogih životinja i biljaka. Na još višim nivoima, novi zakoni i strukture moraju se pojaviti u stvaranju društvenih organizacija kao mravi, ili grupa šimpanza, pa čak i globalnih tehnoloških kultura.
Protok informacija o životu je jedno od ključnih polazišta, za shvatanje pitanja: Šta je život?
Krene se polako od početka. A to je nesumljivo Schrödinger i njegova knjiga „Šta je život?„, izvanredan prvi korak jer je video da informacije igraju bitnu ulogu u „aperiodičnim kristalima“. Ali ono što nije mogao videti je kako bi fokus na protok informacija promenio ne samo odgovor, već i samo pitanje koje je postavio.
Jer ako ćete se fokusirati na informacije, sledeće pitanje na koje morate odgovoriti je ko ili šta zna te informacije?
Nulta Tačka/BigThink
