Den usynlige (h)ånd

Levende organismer. En kosmisk sammensværgelse af døde atomer styret af en usynlig hånd - som nu er blevet synlig...



 Af Robin Engelhardt
______________________________
Stuart Kauffman: At Home in the Universe. The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity. 321 s., Oxford University Press 1996.
______________________________

HVAD er den mest iøjnefaldende egenskab ved levende organismer? Er det deres evne til at reproducere sig? Er det det, at de alle består af kulstofkæder? Eller måske at de alle har nogle fælles gener, kaldet hox-gener?
  
Nej, det er alt sammen nogle, godt nok nødvendige, men alligevel sekundære karakteristika. De kan jo ikke engang ses. Det mest bemærkelsesværdige må være levende systemers grad af organisation. Trillioner af millioner af molekyler, som hver især adlyder fysikkens love, rotter sig sammen for at producere en orden, en kompleksitet og ikke mindst en stabilitet, som er forbløffende ud over alle grænser. En kosmisk sammensværgelse af døde atomer, som med en "usynlig hånd" formår at kommunikere over lange afstande og skabe noget så fascinerende som en levende organisation.
  
Og her kommer så de nye videnskaber som en åbenbaring: den "usynlige hånd" er ikke længere usynlig. Det er i hvert fald det budskab bogen At Home in the Universe vil formidle. Den er skrevet af Stuart Kauffman, som er medlem af Santa Fe Instituttet i USA, og en af de førende tænkere indenfor den nye tværvidenskabelige forskningsgren for deterministisk kaos, selvorganisation og teoretisk biologi.
  
Hvad er så "den usynlige hånd"? Ja, hvis man følger Kauffman, er den usynlige hånd blot nogle endnu ukendte "love", eller snarere organisationsprincipper, som helt automatisk dukker op, når mange molekyler vekselvirker med hinanden.

ET enkelt tankeeksperiment i bogen kan give os et lille vink, hvad der tales om: Man kan spørge sig selv hvad der ville ske, hvis man tog 100.000 gener, der ligesom elektriske pærer kunne tændes og slukkes, og byggede et mere eller mindre tilfældigt netværk af disse gener, som så kunne tænde og slukke hinanden, alt efter hvordan de nu tilfældigvis var forbundet med hinanden?
  
Mere præcist: forestil dig et kæmpe juletræ pyntet med blinkende pærer, hvor hver pære er forbundet med et tilfældigt antal andre pærer, som igen på en tilfældig måde kan bestemme, om den pære, de er forbundet med, er tændt eller slukket. Forestil dig ud over det, at juletræet har blinket med en million blink i sekundet siden universets begyndelse for atten milliarder år siden. Det antal muligheder, hvorpå juletræet kunne blinke er enormt stort. Når man regner efter, vil et juletræ med hundrede pærer i princippet kunne blinke på 2100 (hvilket er cirka et ettal med tredive nuller) forskellige måder. Men da universet kun er cirka 260 (et ettal med atten nuller) sekunder gammelt, vil vores juletræ stadig skulle bruge en million gange så lang tid som det allerede har gjort, for at få blinket alle mulighederne igennem.
  
Men det gør det bare ikke! Fordi juletræet er forbundet i et absolut tilfældigt spaghettivrimmel af elektriske pærer,som kan tænde og slukker hinanden, er hele systemet tiltrukket afen tilstand af ekskvisit orden. Typisk vil det kun blinke på cirka 10 (ti!) forskellige måder, hvorefter det starter forfra.
  
Den kendsgerning håber Kauffman at få blæst sine læseres sokker af med. Hans egne sokker blev fuldstændigt ødelagt, siger han, og mine er godt på vej til Mars. Kauffman forklarer yderligere: hvis man så ville starte juletræet på en anden måde, med andre tilfældige forbindelser, og andre tilfældige regler for, hvornår en pære lyser eller er slukket, så ville hele juletræet igen blot blinke med ti-tyve forskellige konfigurationer, dog nogle helt andre, men alligevel få.


PUDLENS kerne i alt dette her er, at der opstår en spontan (og som Kauffman siger: gratis) orden, som er givet ved nogle lovmæssigheder man endnu ikke kender til fulde. Kun computeren kan vise os resultatet. En gammeldags gennemregning med blyant ville kræve mindst lige så mange stykker papir som der er muligheder for at blinke, og det kan de finske skove ikke klare (fysikere har problemer nok med bare at løse trepartikel-problemet for den kvantemekaniske bevægelsesligning, glem alt om 100 partikler). Faktisk er den eneste repræsentation af sådanne selvorganiserende systemer systemet selv. Det er det, man med et frækt ord kalder irreducibelt.
  

Er den kosmiske sammensværgelse af døde molekyler til en stabil orden af pulserende liv altså blot et fysisk fænomen - ligesom søvn i øjnene og ørevoks? Er livet blot en bundfældning af tilfældigheder i en stor gordisk spaghetti-knude? Det ser ud til at være tilfældet - men man kan da glæde sig over én ting: der er aldrig nogen eller noget, som kan beregne sig til, hvordan vores liv er, for det ville kræve, at man startede det hele forfra, og selv hvis man gjorde dét, ville det hele blive til noget andet alligevel. Det ville være en anden gordisk knude, som heller ikke kunne løses, og derfor også være en livsform.
  
Kauffmans budskab er, at det meste af biologien er på den måde. Evolutionens veje er begrænset af indbyrdes afhængigheder, ligesom de forbundne ledninger på juletræet. Ligesom flodernes vej ned af et bjerg, er evolutionen begrænset af topologiske restriktioner i rummet, eller snarere faserummet. Molekylerne, cellerne, organismerne og civilisationerne bygger deres egne veje og deres eget faserum udfra de dynamiske principper om selvorganisation og kompleksitet.
  
Kauffman synger sin sang meget højt, dog i et sprog, der mange gange er for skinger, med romantiske udfald og mange religiøse billeder.
  
Men på trods af Kauffmans foretrukne brug af religiøse metaforer til at forklare os disse fænomener, skal man lige udrydde en misforståelse, som endda florerer langt inde i de naturvidenskabelige kredse: alt dette er ikke vitalisme.


HER er det nødvendigt kort at opridse noget af naturvidenskabens filosofitime: Der eksisterer en ældgammel diskussion mellem reduktionister og vitalister. De første anser komplekse systemer for at være et tilfældigt overlap af mange komponenter, en simpel opstabling af de elementære enheder. På den måde bliver "kompleksitet" til en skinbarlig "kom-pli-ce-ret-hed", hvormed det gamle lineære verdensbillede, som Newton og Laplace grundlagde, stadig er entydigt gældende. Den videnskabelige analyse kan stadig udføres udelukkende ved at isolere komponenterne fra en given sammenhæng, for derefter at finde helheden gennem summen af dens dele.
  
Nu er levende systemer ikke lineære, og ethvert forsøg på at forklare levende systemer som helheder gennem en analyse af enkeltkomponenterne er dømt til at mislykkes. I dag kender man selv døde fysiske og kemiske systemer som solitoner, turbulens og kemiske oscillationer, som ikke kan beskrives tilfredsstillende ved hjælp af den lineære analyse.
  
Men i hvert fald: svaret på en sådan blind reduktionisme var en endnu mere blind vitalisme: at antage, at der findes nogle hypotetiske "vitale kræfter", som er utilgængelige for fysikken. Det interessante er her, at vitalisterne på den måde ubevidst anerkendte reduktionisternes lineære analyse som fyldestgørende for fysikken, og derfor hellere forkastede hele fysikken. De glemte helt, at man jo også bare kunne tvivle på, om vi allerede kender alle "love" i fysikken. Ogdet gør vi ikke, ser det ud til, når det kommer til vekselvirkningen mellem de mange partikler.
  
Den nye videnskab om selvorganisation og kompleksitet opløser måske den gamle modstilling mellem reduktionisme og vitalisme ved hjælp af en mere præcis betragtning af problemet, fordi det mest tvingende argument mod vitalismen er, at der eksisterer selvorganiserende systemer selv i de ikke-biologiske videnskaber.
  
Et af nøglebegreberne i den sammenhæng er emergens, hvilket vil sige, at der på hvert trin af kompleksitet i hierarkiet af fysiske systemer opstår nye egenskaber, som hverken er til stede eller har mening på de lavere trin.
  
For eksempel: betydningen "elektrisk modstand" kan ikke anvendes på de individuelle atomer, men har en veldefineret mening i elektricitetslæren. Der findes endda en lov om den - Ohms lov - som nogen måske svagt kan huske fra gymnasietiden. På den måde bliver helheden mere end summen af dets dele, uden at man har kastet sig i favnen på vitalismen.


STUART Kauffman har skrevet en modig bog. Den har et bestemt åndeligt ærinde, ikke i religiøs forstand, men bare med spørgsmålet: "hvorfor er vi her?". Man må aldrig glemme at stille sådanne basale spørgsmål, og når det kombineres med en ny videnskabelig tilgang, bliver resultatet dynamit.
  
Derfor er det en modig bog. Som en anden videnskabsmand, Ian Stewart, udtrykte sig efter at have læst bogen: "Jeg garanterer, at enhver læser, hvis forestillingsevne har overlevet en akademisk uddannelse, eller aldrig været udsat for en, vil lære en masse, og ændres for evigt."    

0 comments:

There was an error in this gadget