Czytaj dalej

Informacja to niezmiernie abstrakcyjne pojęcie, które dopiero uczymy się rozumieć. Jak dowodzi Paul Davies, uchwycenie jej istoty będzie kluczowym krokiem na drodze do rozwikłania wielkich zagadek świata przyrody, włączając w to tajemnicę życia.

Każdy z nas zna Erwina Schrödin­gera jako sławnego fizyka, noblistę, miło­śnika kotów oraz ojca mecha­niki kwan­to­wej. Nie każdy jednak słyszał o tym, że w latach 40. ubie­głego stulecia bez­wstyd­nik wdał się w namiętny romans z biologią. Owocem przygody okazała się krótka publi­ka­cja: Czym jest życie? Fizyczne aspekty żywej komórki. Austriak dał w niej wyraz swojej wiarze w spójność praw natury i tchnął w skost­niałą naukę konieczny powiew inter­dy­scy­pli­nar­no­ści. Nie­przy­pad­kowo praca do chwili obecnej bywa uważana za naj­zna­ko­mit­szy przy­czy­nek do wielkiej dyskusji na temat genezy, ewolucji i defi­ni­cji życia na Ziemi.

Wydany przez Coper­ni­cus Center Press Demon w maszynie. Jak ukryte sieci infor­ma­cji wyja­śniają tajem­nicę życia, to pod wieloma wzglę­dami duchowy spad­ko­bierca dzieła Schrödin­gera. Nie ukrywa tego sam Paul Davies – bry­tyj­ski fizyk, współ­pra­cu­jący z Uni­wer­sy­te­tem Stanowym w Arizonie – który od przed­mowy po zakoń­cze­nie wie­lo­krot­nie powołuje się na legen­dar­nego uczonego.

Mimo, że jego książka z pew­no­ścią stała się dla mnie inspi­ra­cją, podany opis wydawał mi się iry­tu­jąco nie­kom­pletny. Było dla mnie oczy­wi­ste, że życie musi obej­mo­wać coś więcej niż samą fizykę atomów i cząstek. Chociaż Schrödin­ger suge­ro­wał, że w grę może tu wchodzić jakaś nowa fizyka, nie wyjaśnił, co miał na myśli. (…) Dopiero całkiem niedawno pojawił się zarys roz­wią­za­nia, które pochodzi z zupełnie nowego kierunku.

Książka Daviesa przyj­muje postać mani­fe­stu pro­pa­gu­ją­cego bogaty, miej­scami spe­cy­ficzny pogląd na abio­ge­nezę i fizyczne fun­da­menty życia. Rolę głównego bohatera odgrywa tu infor­ma­cja. Bo infor­ma­cja – czego szeroko dowodzi autor – to fizyczna i mie­rzalna wielkość, realnie kształ­tu­jąca ota­cza­jącą nas rze­czy­wi­stość. Jej anta­go­ni­stą jest nato­miast (podobnie jak u Schrödin­gera) nie­ugięta, destruk­cyjna druga zasada ter­mo­dy­na­miki.

Punktem wyjścia dla swojej narracji autor uczynił XIX-wieczny eks­pe­ry­ment myślowy znany jako demon Maxwella. Zmyślony stwór byłby w stanie śledzić każdą czą­steczkę gazu w pojem­niku prze­dzie­lo­nym prze­grodą i prze­pusz­czać w danym kierunku tylko molekuły o okre­ślo­nej energii. W ten sposób inte­li­gentny demon mógłby prze­ciw­sta­wić się prawom ter­mo­dy­na­miki i zmniej­szyć entropię wewnątrz pudełka. Mając na uwadze ten kla­syczny problem, Davies wpro­wa­dza czy­tel­nika w dzie­dzinę “demo­no­lo­gii sto­so­wa­nej” (podoba mi się ta nazwa). Okazuje się bowiem, że współ­cze­śni fizycy, chemicy oraz infor­ma­tycy od lat tworzą róż­no­ra­kie wariacje demona zwal­cza­ją­cego entropię, choćby pod postacią silników infor­ma­cyj­nych.

Idąc tym tropem, autor przenosi w końcu swoje roz­wa­ża­nia na białkową maszy­ne­rię, poszu­ku­jąc demonów regu­lu­ją­cych funk­cjo­no­wa­nie żywych komórek. Co prawda odpo­wiedź na pytanie zawarte w pod­ty­tule – Jak ukryte sieci infor­ma­cji wyja­śniają tajem­nicę życia? – nie została udzie­lona (i zdzi­wił­bym się gdyby było inaczej), ale poszcze­gólne roz­działy rzucają na sprawę sporo nowego światła. Oczy­wi­ście jest tu w bród spe­ku­la­cji, filo­zo­fii i hipotez dopiero ocze­ku­ją­cych na spraw­dze­nie, ale nie zabrakło również kon­kret­nych odnie­sień do kil­ku­dzie­się­ciu publi­ka­cji i wyników naj­śwież­szych doświad­czeń.

Chociaż Maxwell bez wąt­pie­nia byłby zachwy­cony poja­wie­niem się demo­no­lo­gii sto­so­wa­nej, raczej nie mógł przy­pusz­czać, że wzajemne oddzia­ły­wa­nie infor­ma­cji i energii jest wyko­rzy­sty­wane przez orga­ni­zmy od miliar­dów lat. (…) Oto jeden nie­sa­mo­wity przykład: rodzaj turbiny skła­da­ją­cej się z dwóch uło­żo­nych w jednej linii wirników połą­czo­nych mikro­sko­pij­nym wałem. Wirnik obraca się, gdy protony prze­cho­dzą przez wał w jednym kierunku. (…) Japońska grupa prze­pro­wa­dziła pomy­słowy eks­pe­ry­ment, w którym jeden z wirników został wyjęty i zako­twi­czony do szklanej powierzchni. Naukowcy przy­mo­co­wali włókno mole­ku­larne do końca wału i ozna­czyli je barw­ni­kiem, aby można było je zobaczyć pod mikro­sko­pem. Dzięki temu byli w stanie obser­wo­wać obra­ca­nie się wirnika w dys­kret­nych skokach co 120 stopni podczas prze­miesz­cza­nia się protonu.

Poten­cjal­nym man­ka­men­tem stylu Daviesa, widocz­nym zwłasz­cza w dalszych roz­dzia­łach, staje się pewien brak spój­no­ści. Wygląda to tak, jakby zaafe­ro­wany poru­szaną tematyką uczony starał się zmieścić na nie­ca­łych trzystu stronach wszyst­kie inte­re­su­jące go wątki. Zdarzały się więc akapity i roz­działy, które choć szczerze mnie zafa­scy­no­wały, zacie­rały główną ścieżkę narracji (daro­wał­bym sobie np. doko­op­to­wa­nie roz­dzia­łów doty­czą­cych świa­do­mo­ści i wolnej woli). Tak, jak gdyby Bry­tyj­czyk nie mógł się zde­cy­do­wać, czy bardziej zależy mu na przy­bli­że­niu czy­tel­ni­kom okre­ślo­nych idei i własnych prze­my­śleń, czy na cało­ścio­wym zary­so­wa­niu aktu­al­nego stanu wiedzy na temat fizyczno-che­micz­nych podstaw życia.

Biologia kwantowa pozo­sta­wała w dużej mierze nie­zau­wa­żona do 2007 roku, kiedy to pewne dra­ma­tyczne odkrycie całkiem dosłow­nie rzuciło na nią światło. Grupa naukow­ców z Uni­wer­sy­tetu Chi­ca­gow­skiego badała fizykę foto­syn­tezy. (…) Kompleks mole­ku­larny, który prze­chwy­tuje foton, oraz centrum reakcji, w którym zachodzą rze­czy­wi­ste reakcje che­miczne, to nie to samo. Przy­po­mina to umiesz­cze­nie paneli sło­necz­nych na otwartym terenie, aby zasilić fabrykę miesz­czącą się kawałek dalej. W biologii nie­ustan­nie trwa walka o energię, więc opłaca się unikać mar­no­wa­nia zbyt dużej ilości tego cennego zasobu podczas prze­ka­zy­wa­nia go z miejsca na miejsce. Dla naukow­ców przez długi czas stanowił zagadkę sposób, w jaki foto­syn­teza może tak sku­tecz­nie doko­ny­wać tego trans­feru. Teraz wydaje się, że nie­try­wialne efekty kwantowe mogą udzielić odpo­wie­dzi na to pytanie…

Być może jest to cena, jaką autor musiał zapłacić za praw­dziwą inter­dy­scy­pli­nar­ność. Bo choć łatwo mi pisać o braku balansu czy spój­no­ści, trzeba mieć na uwadze, że Davies podjął się arcy­trud­nej misji zmiesz­cze­nia w jednym wykła­dzie ele­men­tów ter­mo­dy­na­miki, infor­ma­tyki, mecha­niki kwan­to­wej, ewolucji, genetyki i biologii mole­ku­lar­nej. Urze­czy­wist­nił tym samym postulat Schrödin­gera, wiesz­czą­cego że ujaw­nie­nie naj­głęb­szych tajemnic przyrody będzie wymagało koope­ra­cji wielu dziedzin nauki. Dla umysłu czy­tel­nika oznacza to jednak koniecz­ność wytę­żo­nej pracy i stałego sku­pie­nia. Nawet jeżeli czujemy się kom­for­towo czytając o maszynie Turinga, zaraz potem dosta­jemy lekcję o czą­stecz­kach ATP i ADP, następ­nie zosta­jemy rzuceni w wir auto­ma­tów komór­ko­wych, a kilka stron później słyszymy o splą­ta­niu i tune­lo­wa­niu kwan­to­wym.

Jest tu po trochu wszyst­kiego, zaś autor nie daje taryfy ulgowej wygry­za­jąc z każdej dzie­dziny zadzi­wia­jąco pokaźny kawał mięsa. Dlatego lektura Demona w maszynie to praw­dziwy inte­lek­tu­alny rol­ler­co­aster, z którego nie­uważny czy­tel­nik może łatwo wypaść. Jeśli jednak nale­ży­cie do grona bardziej wyma­ga­ją­cych odbior­ców i potra­fi­cie poświę­cić książce należną ilość uwagi – będzie­cie zauro­czeni. Nie­wy­klu­czone nawet, że Paul Davies zmieni wasze spoj­rze­nie na istotę życia.

Tak na marginesie, jest o trzecia książka Paula Daviesa, jaką miałem okazję czytać (po Bogu i nowej fizyce oraz Kosmicznym projekcie. Pośród tych pozycji Demona w maszynie wypada najlepiej.
Info:
Autor: Paul Davies;
Oryginalny tytuł: The Demon in the Machine. How Hidden Webs of Information Are Solving the Mystery of Life;
Tytuł polski: Demon w maszynie. Jak ukryte sieci informacji wyjaśniają tajemnicę życia;
Przełożył: Tomasz Lanczewski;
Wydawnictwo: Copernicus Center Press;
Wydanie: Kraków 2020;
Liczba stron: 297.
Autor
Adam Adamczyk

Adam Adamczyk

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.