НОВИ ЗАКОН ПРИРОДЕ

Тим научника и филозофа објавио је недавно у угледном часопису Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) научни рад у којем предлаже постојање закона природе који би могао објаснити зашто се свемир развио са свим атомима, молекулима, звијездама, планетима, минералима и живим бићима; другим речима, са свим комплексним систеима.

Деветочлана група, састављена од филозофа, астробиолога, теоријских физичара, минералога и научника за податке изс Института за науку Карнеги, Kалифорнијског института за технологију (Caltech) и са универзитета Корнел и Колорадо, сматра да постоји закон према којем сложени природни системи имају склоност да еволуирају у стања сложенијих узорака, разноликости и сложености. Притом функције пролазе кроз селективни притисак околине који се, такође, мења и развија. Другим речима, сматрају да еволуција није ограничена само на живот на Земљи и евентуално у свемиру, већ се догађа и у другим сложеним ситемима. Биолошка еволуција би у том би смислу требало бити само посебан случај ширег природног закона. Шта су закони природе?

Закони су научни описи посматраних појава, тврдње које описују правилности или редослед у појављивању одређених феномена под одређеним условима или универзално или у неком односу случајева. Они не објашњавају зашто ти феномени постоје или шта их узрокује, али унапређују наше научно разумевање света и представљају темеље за будућа истраживања. До успоставе одређеног закона долази се кроз основне научне методе као што су посматрање света и појава, постављање питања, смишљање хипотезе, успостављање предвиђања на темељу претпоставки, провера тих предвиђања, проналажење или непроналажење емпиријских доказа за предвиђања и доношење закључака и евентуално коришћење резултата за промене или настанак нових хипотеза и предвиђања.

Често се математички изражавају као што је то случај са славном Ајнштајновом једнчином E = mc² која се може сматрати законом природе јер описује конзистентан однос између масе и енергије у тзв. систему мировања. Она даје различита предвиђања која су до сада сва потврђена. Примерице, еквиваленција масе и енергије предвиђа да се мала количина масе може претворити у велику количину енергије и обратно, што је потврђено кроз развој нуклеарне енергије. Она тумачи како нуклеарне реакције, попут фисије и фузије, ослобађају огромне количине енергије претварањем малене масе у употребљиву енергију, што је потврђено како у фисионим реакторима, тако и у фузионим. Наиме, када се мала маса помножи с великом брзином на квадрат, добија се велика енергија. Дакле, закон природе који је изведен из експериментално опажених чињеница има велику моћ објашњавања других физичких феномена.

Нови закон који предлаже амерички тим, заправо, тек треба проћи кроз научне методе да би био прихваћен. Поменути научни рад цитира 140 других од који сваки представља изузетно занимљиво штиво. Аутори сматрају да би нови закон који препознаје еволуцију као заједничку одлику сложених система природног света, неживих и живих, могао представљати модеран додатак природним законима везаним уз силу, кретање, гравитацију, електромагнетизам и енергију, формулисаним пре више од 100 година.

Те сложене системе аутори карактеришу на следећи начин:

• Они се састоје од много различитих компоненти, као што су атоми, молекуле или ћелије, које се могу више пута слагати и преслагати.

• Подложни су природним процесима који у њима узрокују стварање безбројних различитих конфигурација.

• Само мали део свих могућих конфигурација сложених система преживљава у процесу који се зове одабир за функцију.

• Kада нова конфигурација добро функционише и функција се побољшава, долази до еволуције, независно од тога да ли је систем жив или нежив.

Аутори предложени закон називају Законом повећања функционалних информација, а тумаче да ће се систем развити „ако многе различите конфигурације буду подвргнуте селекцији за једну или више функција” и преживе притисак селекције. Идеја није сасвим нова, али се сматра великим кораком у правом смеру, јер свет посматра кроз конкретну квантификацију функционалности и информационог садржаја. „Важна компонента предложеног природног закона јесте идеја о одабиру функције”, каже Карнегијев астробиолог др Мајкл Л. Вонг, први аутор студије. Заправо, аутори предлажу временски асиметричан закон који каже да ће функционалне информације система расти тијеком времена када су подвргнуте одабиру.

Према ауторима постоје најмање три врсте функција које се јављају у природи. Најосновнија је стабилност. У свету превладавају распореди атома и молекула који су стабилни. Нестабилни брзо нестају, нарочито у одређеним околностима које их не подржавају. Исто тако, опстају динамички системи који имају постојану опскрбу енергијом. А посебно се истиче трећа, иновативност, као најзанимљивија. То је, у ствари, тенденција система да се развијају и стварају нове конфигурације што понекад доводе до фасцинантних нових понашања или карактеристика које могу имати функције корисне за опстанак.

Биолошка еволуција богата је новитетима. На пример, разне врсте животиња развиле су се захваљујући новим понашањима као што су пливање, ходање, летење и размишљање која су им омогућила нове погодности и предности у одређеним срединама. Слична врста еволуције догађа се и у царству минерала. Најранији су имали посебно стабилан распоред атома, поставивши темеље за следеће генерације од којих су неки учествовали у еволуцији живота изграђујући љуштуре, шкољке, зубе и кости. У раном раздобљу Сунчевог система на Земљи је било тек двадесетак минерала. Данас их има око 6.000 који су настали захваљујући све сложенијим физичким, хемијским и биолошким процесима у току 4,5 милијарди година.

Научници надаље истичу да су у раној фази развоја свемира, недуго након Великог праска, постојала само два елемента – водоник и хелијум. Од њих су се под утицајем гравитације формирале прве звезде у којима су, захваљујући високом притиску и температури, покренути процеси фузије у којима је настало двадесетак нових елемената. Следећа генерација звезда наставила је производити нове елементе и тако их је настало још стотинак.

Kоаутор Роберт М. Хејзен наглашава да је Чарлс Дарвин „речито артикулисао како се биљке и животиње развијају природном селекцијом, с много варијација и особина јединки и много различитих конфигурација”. „Тврдимо да је Дарвинова теорија само врло посебан, врло важан случај унутар кудикамо већег природног феномена. Идеја да селекција за функцију покреће еволуцију једнако се односи на звезде, атоме, минерале и многе друге концептуално еквивалентне ситуације у којима су многе конфигурације подвргнуте селективном притиску”, додаје он.

Астробиолог Мајкл Л. Вонг објаснио је да су он и његови сарадници у разматрали еволуцију у најширем смислу, као промену током времена, која укључује Дарвинову еволуцију. „Свемир ствара нове комбинације атома, молекула, ћелија итд. Оне које су стабилне и могу произвести више новости наставиће да се развијају. То је оно што живот чини најупечатљивијим примером еволуције, но еволуција је свуда“, тумачи Вонг.

Нови научни рад наишао је на одобравање бројних научника. Рецимо, теоријски биолог Стјуарт Kауфман, професор емеритус биохемије и биофизике на Универзитету Пеннсилванија, рекао је да је студија „врхунски храбар, широк и трансформациони рад”. Но неки, укључујући британског краљевског астронома Мартина Риса, понешто су скептични: „С обзиром на огромну количину простора и времена, и законе физике и хемије, у неживом свету појавиће се све већа разноликост материјала, окружења и структура. Но, не видим да ово мора бити манифестација било каквог новог темељног принципа аналогног улози Дарвинове селекције путем наслеђивања у биолошком свету.”