Informacja kontra entropia – recenzja “Demona w maszynie”

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.
8/10
Total Score
  • Styl literacki
    8/10 Very good
  • Wyczerpanie tematu
    8/10 Very good
  • Unikatowość treści
    9/10 Amazing
  • Przystępność
    6/10 Normal
  • Oprawa i wydanie
    8/10 Very good
Kerbal Space Program 0.19 – opinia “Mars” – wrażenia po pierwszym odcinku Pierwiastki wokół nas – recenzja “Z czego zrobiony jest świat”