Wywiad z fizykiem systemów złożonych Brianem Millerem

Wywiad z fizykiem systemów złożonych Brianem Millerem

 

Jaki jest obszar twoich zainteresowań badawczych?

Jestem doktorem fizyki systemów złożonych, więc w kręgu moich zainteresowań znalazło się zagadnienie początków życia. Wielu ludzi badających ten temat starało się wyjaśnić kwestię pochodzenia życia w kategoriach termodynamiki nierównowagowej, układów złożonych lub czegoś w tym rodzaju, a to znajduje się w obszarze moich kompetencji. Zdałem sobie sprawę, że kiedy potraktujemy termodynamikę jako wyjaśnienie początków życia, dojdziemy do wniosku, że życie nie mogło powstać bez czynnika inteligencji, który umieścił informacje w systemach ożywionych.

 

Co sprawiło, że zacząłeś wątpić w powszechnie akceptowane wyjaśnienia neodarwinistyczne?

Jeśli chodzi o darwinowską teorię ewolucji, to bez wątpienia jest ona dobrym wyjaśnieniem bardzo małych zmian w budowie organizmów, takich jak dziób zięby, który – w zależności od warunków środowiskowych – może być mniejszy lub większy. Niemniej od kilku dziesięcioleci coraz częściej natrafiamy na dane empiryczne świadczące o tym, że teoria ta ma spore ograniczenia. Być może stanowi wyjaśnienie zmian do poziomu rodzaju, ale z pewnością nie może tłumaczyć przeobrażeń zachodzących w ramach rodzin i powyżej. A to dlatego, że kiedy przyjrzymy się nieszkodliwym mutacjom, widzimy, że mogą one wpływać na białko i powodować jego niewielkie modyfikacje. Przykładowo enzymy i bakterie, które powodują rozbicie określonych cząsteczek, przy niewielkich zmianach mogą sprawić, że będą one w stanie podzielić również inne cząsteczki podobne do tamtych. Jeśli jednak przyjrzymy się temu, co jest potrzebne do znaczącej zmiany w budowie organizmów, dostrzeżemy, że przykładowo przemienienie ryby w płaza, będzie wymagało modyfikacji genu kontrolującego sposób powstawania osobnika dorosłego z jaja, czyli sposobu powstawania struktury danego organizmu. Wszystkie zaobserwowane mutacje pokazują, że zmiany tego typu są zawsze szkodliwe i nie ma tutaj wyjątku. Jeśli przejrzymy podręczniki poświęcone ewolucji, w których porusza się zagadnienie mutacji, to one zasadniczo będą ograniczały się do zmiany w skrzydle muchówek. Problem polega na tym, że zmiany te zachodzą w laboratorium, a taka mucha w rzeczywistości nie jest w stanie przeżyć na wolności. Nie ma więc przykładów mutacji, która prowadziłaby do znaczącej, a zarazem korzystnej zmiany. I na tym polega ogromny problem.

 

Czy nagromadzenie drobnych mutacji powoduje zmiany ewolucyjne na większą skalę?

Przekonanie, że istnieją mutacje pozwalające na różnorodność genetyczną i proces ewolucji, jest słuszne na poziomie gatunku i rodzaju. Przykładem mogą być ryby pielęgnicowate żyjące w jeziorach w Afryce, których złożoność można wyjaśnić mutacjami. Jest taka pojedyncza mutacja genu mającego wpływ na wzrok, tworzącego cząsteczkę lub też mogącego przekształcać cząsteczkę w taki sposób, aby lepiej pochłaniała światło o różnych długościach fal. Ale ta niewielka modyfikacja nigdy nie spowoduje, że ryba pielęgnicowata zmieni się w płaza. Widzimy, że różnorodność genetyczna występująca u każdego z gatunków pozwala jedynie na bardzo niewielkie zmiany, a podstawowa struktura organizmów pozostaje zasadniczo niezmieniona. Geny odpowiedzialne za połączenie kości oraz połączenie arterii i żył z sercem są zawsze takie same i nie ma tutaj zróżnicowania. Zatem wszystkie nieszkodliwe mutacje, które jesteśmy w stanie zaobserwować, pozwalają jedynie na niewielkie zmiany w budowie organizmów żywych. Natomiast wszystkie mutacje mogące wprowadzić dużą zmianę w strukturze jednostek są niekorzystne.

 

Jaka jest różnica między mikroewolucją a makroewolucją?

Proces ewolucji rzeczywiście zachodzący w przyrodzie dotyczy tego, co nazywa się mikroewolucją, czyli zmianą organizmu w granicach rodzaju. Niewielkie przeobrażenia zwiększają stopień przystosowania organizmu do danego środowiska. W przypadku zięb można zauważyć pewne zróżnicowanie dziobów: jedne są mniejsze, drugie większe, a jeszcze inne grubsze. I to wszystko. Pierwotnie istniejący dziób został nieznacznie zmieniony, aby był lepiej przystosowany do środowiska. Mikroewolucja nie wyjaśnia jednak tego, skąd wziął się dziób, ani skąd wzięły się ptaki. Pamiętajmy też o bakteriach. Możemy mówić o mutacji nieznacznie modyfikującej dany gen i doprowadzającej do rozbicia części cząsteczki, ale dana bakteria nadal ma tę samą podstawową strukturę cząsteczkową. Cały metabolizm jest taki sam, struktury są jednakowe. Widzimy więc, że mikroewolucja może zmodyfikować nieznacznie coś, co już istnieje, natomiast nie może stworzyć niczego faktycznie nowego, na przykład nowego układu, nowej ścieżki metabolicznej czy nowej struktury. To jest makroewolucja i nie ma wiarygodnych danych empirycznych na jej poparcie.

 

Czy teoria inteligentnego projektu prowadzi do rozwoju nauki?

Tak, zdecydowanie jestem zwolennikiem teorii inteligentnego projektu. Twierdzę, że jeśli spojrzymy na życie, to możemy dostrzec świadectwa przemawiające na rzecz tej koncepcji, co rzeczywiście pomaga w prowadzeniu skuteczniejszych badań. Gdyby przykładowo trzeba było odkryć pochodzenie statku kosmicznego, który rozbił się na Ziemi, to kto mógłby lepiej zrozumieć ten obiekt: zwolennik poglądu, że został on zaprojektowany, ktoś kto szuka zasad inżynierii i kryjącej się za nimi logiki, czy ktoś wierzący, że badany obiekt jest tworem ślepych siły przyrody? Trudno sobie wyobrazić, żeby wulkany mogły wytworzyć układ napędowy statku kosmicznego. o wiele bardziej korzystne byłoby spojrzenie na sprawę z perspektywy teorii inteligentnego projektu. Podobnie, kiedy patrzymy na życie, widzimy nanotechnologię, dostrzegamy hierarchiczny projekt i bardzo podobny wzorzec w inżynierii człowieka. Kiedy przyjrzymy się filogenetyce, dostrzeżemy, że biolodzy a wraz z nimi inżynierowie doszli do wniosku – a nie są to koniecznie zwolennicy projektu – że najlepiej jest prowadzić badania przy założeniu celowości. Argumentują oni, że jeżeli przyjmiemy teleologię, co jest innym sposobem wyrażenia tej samej idei, to zobaczymy, że życie jest wysoce zoptymalizowane i celowe, a tym samym będziemy mogli dokonać lepszych przewidywań. Uczeni ci obserwują dokonania inżynierii, takie jak układy ze sprzężeniem zwrotnym, a następnie stwierdzają: „Zobacz, te wzorce ludzkiej inżynierii są obecne w biologii”. Jeśli przyjmiemy takie ramy projektu, otrzymujemy lepsze wyniki badań. Pojęcie „projekt” umieszczamy w cudzysłowie, ale używamy języka z nim związanego, z jego zasadami. Widzimy w ten sposób, że perspektywa inteligentnego projektu prowadzi do rozwoju w biologii.

 

Czy proces powstania życia można wyjaśnić naturalistycznie?

Jednym z obszarów, w którym prowadzę badania, jest pochodzenie organizmów żywych. Z pewnością możemy stwierdzić, że życie nie mogło powstać bez projektu. Wszystkie procesy przyrodnicze zmierzają bowiem ku dwóm różnym stanom. Podążają od tak zwanej niskiej entropii ku wysokiej entropii, co przypomina przechodzenie od stanu uporządkowania do stanu nieuporządkowania. To tak jakbyśmy mieli w pokoju porządek, a zaraz potem bałagan. W uporządkowanym pokoju musi powstać nieład. Podobnie jest ze związkami biochemicznymi. W przypadku wszystkich procesów przyrodniczych znaczna ilość energii wyjściowej w końcu maleje. Woda płynie w dół, a w nie w górę. Nic w przyrodzie nie będzie jednocześnie dążyć ku niskiej entropii i wysokiej energii. Jest to niemożliwe z punktu widzenia praw fizyki, ale tak właśnie się stało przy okazji powstania życia. Proste związki chemiczne osiągnęły stan wysokiej energii, a zarazem niskiej entropii, co jest niemożliwe na gruncie znanych praw przyrody. Istnieją specjalne tezy nazywane twierdzeniami fluktuacyjnymi. Pokazują one, że nawet w układach, w których nie ma równowagi, wciąż uzyskuje się  ten sam wzór polegający na dążeniu do wysokiej entropii i ku niższemu poziomowi energii. Oznacza to, że w przypadku wszystkich procesów naturalnych przyroda postępuje odwrotnie względem tego, co jest konieczne do zaistnienia pierwszej komórki. Zatem, aby powstało życie, jest potrzebna swoista maszyneria przekształcająca jedną formę energii w drugą. Potrzebna jest więc synteza ATP zmieniająca falę protonów w ATP. W odniesieniu do bardziej prymitywnych form życia mogą zajść pewne procesy metaboliczne, które prowadzą do przemiany cukru w związki chemiczne o większym ładunku energetycznym. Do wytworzenia energii potrzeba zarówno silnika, jak i informacji niezbędnej do tego, aby kierowanie energią przyniosło oczekiwany rezultat. W naturze istnieją więc bardzo złożone związki chemiczne zmuszające cząsteczki do takiej organizacji, która powoduje powstanie molekularnej maszynerii komórki. Informacja jest więc konieczna do powstania życia, a jednocześnie może być jedynie wytworem umysłu.

 

Wywiad w wersji wideo

Źródło zdjęcia: Discovery Institute

Ostatnia aktualizacja strony: 18.11.2019

Dodaj komentarz