Informasjon og livets opprinnelse - et tilbakeblikk
Av Eric Hedin 21. juni 2023. Oversatt herfra {Kursiv og understreking ved oversetter.}

Bilde 1. Menn-DNA-lys

På slutten av 1980-tallet møtte jeg først informasjonsteori og dens anvendelse på teorier om livets opprinnelse. Min introduksjon til emnet var en bok, Origins and Destiny (1), av forsker Robert Gange. Han beskrev ideen om en generalisert form av den tradisjonelle termodynamikkens andre lov, basert på kvantestatistisk mekanikk. I forbindelse med forståelsen av at dannelsen av liv fra ikke-liv utgjør en økning i spesifisert kompleksitet snarere enn økende orden, reiste denne generaliserte andre loven en teoretisk barriere mot ethvert scenario med naturlig livs-opprinnelse.

Den tradisjonelle termodynamikkens andre lov blir sett på som en ukrenkelig dommer over mulige utfall for alle fysiske prosesser. Spesielt kan ethvert tenkelig forslag om en evighetsmaskin, uten analyse, avvises, basert på den andre loven. Når det gjelder livets opprinnelse og utvikling, slår den generaliserte andre loven fast at enhver "påstått naturlig forklaring ... vil være usann på samme måte som en patentgransker i Washington, DC, vet at en påstått oppfinnelse av en evighetsmaskin er usann".(2)

En postdoktor undrer seg
Som ung postdoktor i fysikk lurte jeg på hvorfor den kvantestatistiske versjonen av den andre loven ikke ble mer anerkjent som et aspekt av fysisk virkelighet som begrenset enhver foreslått naturlig mekanisme for livets opprinnelse. Men siden bakgrunnsfysikken til den generaliserte andre loven vanligvis er begravd i tekster på masternivå om kvantestatistisk mekanikk, er dens lave synlighet kanskje ikke overraskende.
Siden min egen fysikkforskningsbane tok meg fra eksperimentell plasmafysikk til integrert optikk til beregningsbasert nanoelektronikk, krysset ikke mitt profesjonelle arbeid direkte med forskning på de fysiske aspektene ved informasjonsteori. Min personlige interesse for å se hvordan bevis for intelligent design holdt seg til vitenskapelige fremskritt holdt imidlertid oppmerksomheten min fokusert på relevant utvikling innen kosmologi og molekylærbiologi.

Bilde 2. 2.Termodynamiske lov

Tidlig på 1990-tallet ga universitetsbiblioteket ved University of Washington tilgang til forskningsartikler av Hubert Yockey om anvendelsen av informasjonsteori på livets opprinnelse. Yockey bemerker at "informasjonsinnholdet i aminosyresekvenser ikke kan øke før en genetisk kode med en adapterfunksjon har dukket opp", og sier:
"Ingenting som i det hele tatt ligner vagt på en kode finnes i den fysisk-kjemiske verden. Man må konkludere med at det ikke finnes noen gyldig vitenskapelig forklaring på livets opprinnelse for øyeblikket."(3)

Å løse livets gåte
På midten av 1990-tallet hadde jeg lest The Mystery of Life’s Origin (4), der forfatterne skiller mellom termisk entropi (relatert til fordelingen av energi i systemet) og konfigurasjonsentropi (relatert til fordelingen av masse - for eksempel den spesifikke sekvensen av aminosyrer som utgjør et protein). Deres analyse av flere forslag til naturlige mekanismer for å overvinne den termodynamiske barrieren representert av den høye graden av konfigurasjonsentropi i levende systemer, førte til at de konkluderte med at alle slike mekanismer er "klart utilstrekkelige til å forklare det konfigurasjonsentropiske arbeidet med koding".(5)

I dokumentarvideoen "Unlocking the Mystery of Life" -lenke ble premisset om intelligent design overbevisende forsvart som et alternativ til manglene ved naturalisme, for å forklare slike biokjemiske gåter som irreduserbar kompleksitet og de spesifikke sekvensene av aminosyrer som utgjør funksjonelle proteiner. Det siste eksemplet på naturens manglende evne til å øke informasjonsinnholdet i et lukket system over tid førte til at biofysikeren Dean Kenyon tok avstand fra sin egen forskning, publisert tidligere i læreboken hans, Biochemical Predestination -lenke.

Bilde 3. Livet er ikke et syssystem av naturlover

På slutten av 1990-tallet tillot min akademiske timeplan meg å forfølge annet kildemateriale om fysikken til den generaliserte andre loven, og jeg skaffet meg kopier av to hovedlærebøker om statistisk mekanikk referert av Gange. Forfatteren av en av disse tekstene gir en grunnleggende definisjon av informasjon som vektlegger forholdet mellom informasjon og sinnet:
"Informasjon er den enheten som utgjør forskjellen mellom å vite og ikke vite, mellom å bli stilt overfor en rekke muligheter og mellom å vite den som faktisk råder." (6)
Bare i sinnets kontekst er forskjellen mellom å vite og ikke vite et meningsfullt skille. Forfatteren av den andre teksten, Arthur Hobson, bekrefter at gitt en innledende måling av et system, kan ikke prediksjoner av systemet på et senere tidspunkt "inneholde mer informasjon (men kan inneholde mindre informasjon)" enn de innledende dataene som beskriver systemet.(7) Denne begrensningen på naturlige prosesser, basert på kvantemekanikkens lover, forbyr et system (til og med hele universet avgrenset av den kosmiske horisonten) å gå fra en tilstand med lavere informasjon (før-liv) til en tilstand med høyere informasjon (etter-liv) ved enhver kombinasjon av naturkrefter.

Tilfeldighet og nødvendighet
William Dembski bekrefter forbudene i den generaliserte andre loven ved å vise at tilfeldighet og nødvendighet ikke er tilstrekkelige til å øke det Komplekse Spesifiserte Informasjonsinnholdet (KSI) i et lukket system over tid:
"Det naturlige årsaker imidlertid ikke kan gjøre, er å danne KSI (Kompleks, Spesifisert Informasjon). Denne sterke proskriptive påstanden om at naturlige årsaker bare kan overføre KSI, men aldri danne det, kaller jeg Loven om Konservering av Informasjons (LKI). Det er denne loven som gir definitivt vitenskapelig innhold til påstanden om at KSI er intelligent forårsaket." (8)

I 2005, mens jeg veiledet en avgangsstudent på en studie av vitenskapens grenser, leste jeg Stephen Meyers banebrytende artikkel som skisserte intelligent design som en kilde til biologisk informasjon. (9) Som et supplement til konklusjonene fra andre forskningslinjer, bidro Meyers analyse og konklusjoner til den vitenskapelige litteraturen og bekreftet gyldigheten av den generaliserte andre loven som en grunnleggende grense for naturen som forbyr en ikke-styrt opprinnelse til liv.
Har de siste tjue årene produsert noen eksperimentell forskning som demonstrerer hvordan ustyrte naturlige prosesser kan produsere de komplekse, spesifiserte arrangementene av komponenter som er iboende i funksjonelle biomolekyler? Mangel på suksess på dette feltet skyldes ikke mangel på forsøk, og det er heller ikke overraskende at forskere ikke har klart å lokke frem et eneste biokjemisk relevant protein fra en blanding av ingredienser som sannsynligvis var tilgjengelige på den tidlige jorden.

Bilde 3. Tour om vitenskap - og Gud

Grensene for ikke-styrte prosesser
En professor i kjemi ved Rice University, James Tour, som er kjent for sin forskning innen syntetisk organisk kjemi, trekker denne konklusjonen angående ethvert naturalistisk scenario om livets opprinnelse:
".. det er så usannsynlig at de nødvendige molekylene (lipider, proteiner, nukleinsyrer og karbohydrater) har oppstått i de nødvendige tilstandene og mengdene, at vi aldri kunne ha kommet til det punktet hvor vi kunne finne ut opprinnelsen til den nødvendige koden eller informasjonen."(10)
Ikke-styrte naturlige prosesser kan, i henhold til den generaliserte andre loven, ikke systematisk øke informasjonsinnholdet i et lukket system over tid. Siden livets opprinnelse, representert ved dannelsen av en encellet organisme, utgjør nettopp en slik økning i informasjon, forventes det ikke at naturlige prosesser er årsaken. Intelligens er den eneste anerkjente informasjonskilden, som er iboende i levende organismer. Det vi vet om fysikkens lover støtter denne konklusjonen.

For Referanser, se slutten av originalartikkelen her.