„Universul începe să arate mai mult ca un gând măreț decât ca o mașinărie imensă. Mintea nu mai pare să fie un intrus întâmplător în domeniul materiei, ci mai degrabă o putem clasifica drept creatorul și guvernatorul domeniului material”[1] – sunt cuvintele fizicianului Sir James Jeans, matematician și astronom, care a formulat aceste gânduri în prima parte a secolului trecut.
Sigur, replica sa era un răspuns la părerea newtoniană, devenită baza generală de cercetare în fizică – prin extensie, și în biologie –, cum că universul, cu legile sale fixe, se aseamănă cu o mașinărie. Că organismul omului, cam simplist exprimat, e format din componente cu un rol exact, iar dacă aflăm felul în care funcționează, s-ar putea îndrepta orice „defecțiune”, înlocuind sau reparând „piesa”. Ceva asemănător cu James Jeans susține și astronomul Sir Arthur Eddington: „Universul nu este materie, ci gând”. Odată cu evoluția fizicii cuantice, această idee a fost preluată de tot mai mulți gânditori și cercetători, intrând în noile direcții de cercetare.
Când este vorba de minte, de gând, este vorba, neîndoielnic, (și) de informație.
Ne este cunoscută alcătuirea tridimensională a Universului și știm că celor trei dimensiuni spațiale li se adaugă timpul, ca a patra dimensiune. Tot mai des apare printre cercetători ideea unei noi dimensiuni, care, la rândul ei, se adaugă celorlalte: cea a informației. Noile teorii spun că ea este prezentă și ordonatoare, în aceeași măsură ca și celelalte patru. „Țesătura” informației, deși se manifestă și influențează la rândul ei celelalte dimensiuni, este de sine stătătoare, ba mai mult, ea imprimă legi de comportament pentru tot ce „apare” în existență, fie lucruri materiale (de la atomi la corpurile cerești, de la molecule la ființele vii), fie nonmateriale (energii, vibrații, lumină, forțe, unde, chiar și psihicul uman etc.). De exemplu: felul în care atomii de carbon „știu” cum să se lege între ei, cum să formeze compuși și cum să se comporte în anumite situații, de la moleculele care „știu” cum să interacționeze chimic, fizic, energetic, până la legile de comportament din macrocosmos și astronomie, toate acestea presupun informație. Pare că aceste patternuri comportamentale există aprioric. Dar și mai straniu este comportamentul lumii vii, materia în structura căreia există viață se comportă total diferit față de cea nebiologică.
Paul Davies, interesat de acest subiect, în cartea Rețelele de informație și misterul vieții[2], pune un nou accent în cercetarea acestui domeniu științific de vârf, aflat la interfața dintre biologie, fizică, informatică și matematică. Un domeniu extrem de promițător, cum susține autorul, conceptul unificator pe care se bazează fiind „informația, nu în sensul ei prozaic, cotidian, ci în sensul unei cantități abstracte care, asemenea energiei, are capacitatea să anime materia. Tiparele fluxului de informație pot căpăta efectiv viață proprie: ele străbat celulele și creierul și formează rețele în cadrul a întregi ecosisteme și societăți, dezvoltându-și propria dinamică sistemică.”[3]
Ca să ne amintim de ideile îndrăznețe ale autorului, Paul Davies este deja cunoscut cititorului român datorită uneia dintre cele mai căutate cărți ale sale: Ultimele trei minute, ipoteze privind soarta universului[4]. Aici, savantul configurează povestea stranie și tulburătoare a celui mai îndepărtat viitor pe care l-am putea imagina despre lumea noastră. În general, sunt luate în calcul două scenarii: 1) expansiunea Universului până la diluarea într-o infinită beznă pustie, 2) implozia catastrofală, inversul big bang-ului din care s-a născut totul. Această concluzie sumbră își găsește în viziunea lui Paul Davies un spectru larg de alternative și nuanțări: poate că, deși trăim într-o lume limitată în spațiu și timp, vom dăinui și vom gândi nelimitat (dacă am subliniat că întregul univers nu e decât un mare gând, ne vom putea „refugia” în gândul respectiv?); poate că vom rezista la nesfârșit înghețului hibernând tot mai mult, încetinind timpul (odată cu creșterea spațiului prin expansiune, timpul fiind invers proporțional, se oprește); sau poate că, dimpotrivă, universul însuși nu e decât o parte dintr-o entitate mult mai vastă (e cunoscută teoria universurilor paralele, a multiversurilor), iar urmașii noștri vor putea crea alte universuri în care să evadeze.
Oricum, acestea nu sunt scenarii care să ne amenințe prea curând, pe când în cartea Rețelele de informație… autorul este interesat de viața la timpul prezent. Nu ce poate să facă viața – lucrul acesta face obiectul altor studii –, ci ce este viața. O întrebare la care încă nu s-a găsit răspunsul. El spune că s-a ajuns la un punct critic cu cercetările, concluzia de până acum fiind una pe cât de satisfăcătoare, pe atât de provocatoare: lucrul care separă viața de non-viață este informația.
Un subcapitol al cărții are tocmai acest titlu: Viața = materie + informație. Problema e cum poate fi legată informația, care este abstractă, de o structură fizică cum e molecula, de exemplu. Prin ce mecanisme preia molecula „instrucțiunile”, cum de se comportă conform acestora, cum le înmagazinează și le transmite mai departe, cum se transformă informația în lucru mecanic, în mișcare, în reacții chimice, în căldură etc? Se știe că fiecare celulă din organismul nostru posedă aproximativ un miliard de baze ADN aranjate într-o anumită secvență de patru litere, numărul de combinații posibile fiind mai mare decât numărul tuturor atomilor din univers: calculat în biți, rezultă aproximativ două miliarde. Legat de această proprietate impresionantă de stocare a datelor pe care o are ADN-ul, ca exemplu amuzant, oamenii de știință au creat un fel de industrie artizanală: ei încarcă în ADN-ul microbilor, fără să-i ucidă, poezie, cărți și chiar filme. Astfel avem bacterii vii E-coli care au poezii în gene. Bineînțeles, aceste informații sunt într-o stare reziduală, neactivată, iar realizările sunt doar de dragul curiozității, dar ele atestă că există deja tehnologii care pot deschide drumul introducerii de dispozitive prin care informația să fie înregistrată, monitorizată, modificată pentru a aduce sănătate.[5] E clar că și celulele organismelor vii funcționează pe baza informației, deoarece când celula moare, deși au rămas acolo toate componentele sale, informația se schimbă, viața oprindu-se, biții aceia „se pierd”, nu mai dictează comportamente specifice lumii vii. Apare entropia.
O concluzie este evidentă: în acest univers în care cele două legi ale termodinamicii sunt stăpâni absoluți, „pentru ca viața să genereze ordine din dezordine, trebuie să ocolească a doua lege a termodinamicii”. Înseamnă că „viața bate entropia”, iar concluzia la care a ajuns fizicianul Claude Shannon este că „informația este opusul entropiei”. Informația: n-o putem atinge, n-o putem mirosi, nici vedea, totuși ne afectează pe toți. „Informația este un concept pur abstract, precum patriotismul, sau oportunitatea politică, sau iubirea, pe de altă parte, joacă un rol fizic în lume, mai ales în biologie. O schimbare la nivelul informației stocate în ADN poate produce mutații și schimba cursul evoluției. Informația influențează lumea. Am putea spune că are putere cauzală.”[6]
Revenind la cantitatea de informație existentă într-un sistem dat, realitatea este că nimeni nu poate spune cu certitudine câtă ar fi. Mai mult, ducând acest raționament la extrem, autorul spune că este imposibil de măsurat: „o particulă precum un electron, care ar putea foarte bine să fie adimensional (e un punct), reprezintă o cantitate infinită de informație pentru că ar fi nevoie de un grup format din trei numere infinit de lungi care să-i specifice locația exactă în spațiul tridimensional, iar dacă o singură particulă are informație infinită, conținutul total de informație din univers va fi cu siguranță infinit.”[7] Deși nu putem măsura toată informația, măsurătorile noastre înseamnă totuși reducerea gradului de ignoranță sau de incertitudine. Așa că, dacă nu cunoaștem toată informația, cunoaștem cât măsurăm, cât decriptăm din ea. Chiar dacă gradul de ignoranță este ambiguu, cunoașterea puțină e lucru periculos, spune autorul. Vorbind în special despre informația conținută în lanțurile de ADN, știm că pentru replicare, celula are nevoie să-și copieze informația, acțiunea ce-i revine moleculei de ARN-polimerază. Deși se face cu mare precizie, copierea poate să producă greșeli (ceea ce nu e catastrofal, deoarece astfel de greșeli catalizează evoluția), însă viața a creat metode multiple de a corecta erorile. Dincolo de toate astea, este de reținut că transmiterea corectă a informației poate avea loc într-un singur fel, pe când transmiterea greșită are n variante. Proporția este copleșitoare. Realitatea e că organismele trăiesc și mor în baza informației pe care o obțin despre ele însele și despre mediul lor.
Un lucru uluitor al acestor concluzii este că aceste minisisteme, fie ele molecule, celule, fie țesuturi (ne referim la lumea vie), nu doar că procesează cantități uluitoare de informație pentru a reacționa imediat în conformitate cu datele, ci sunt capabile să memoreze ce anume le-a fost folositor în trecut, ca să poată alege mereu noile informații potrivite. Deci au mecanisme de predicție, învață din experiență cum să anticipeze mai bine viitorul, pentru noi mișcări inteligente. Ca urmare, își selectează datele pe care să le rețină, căci nu ar fi avantajos să „țină minte” totul (deși, ne întrebăm, în ce măsură moleculele au minte ca să țină minte, iar dacă o au, unde se află mintea lor?). „Toate acestea presupun o formă de reprezentare a lumii (un fel de realitate virtuală) care să permită judecăți statistice sofisticate. Se pare că până și bacteriile sunt genii la matematică”[8], spune cercetătorul.
Până acum am vorbit despre informația care este controlată în molecule, în celule, în sisteme. Paul Davies continuă studiile în următoarele capitole atacând cercetările din sfera epigeneticii, adică informația din mediu plus inteligența colectivă. Vom reveni asupra uluitoarelor sale concluzii într-un articol viitor. Să reținem summa summarum ce spune autorul: „considerăm că tiparele de informație sunt lucruri coerente cu existență independentă. În opinia mea, dacă se supun anumitor reguli sau legi, tiparele pot fi tratate ca entități de sine stătătoare” (s.m/HB). În acest context, am putea considera că universul nostru este cvinto-dimensional: 3 dimensiuni spațiale, una temporală și una a informației.
Cu fiecare lărgire a cunoașterii, trebuie inventate noi cuvinte: biologul Robert Lanza ne spune că „puțini se opresc ca să se gândească la limitele logicii și ale limbajului, ca instrumente pe care le folosim în general, în căutarea noastră după cunoaștere.”[9]
În definitiv, de ce să ne batem capul cu astfel de lucruri, de ce să căutăm să scădem nivelul de ignoranță? Căci nu e nevoie să înțelegem ceva, ca să ne putem bucura de beneficiile acelui ceva, adică multiplicarea celulelor noastre și copierea pentru replicare a ADN-ului au loc fără să știm neapărat cum se face. Însă am putea păți ca în povestea lui Creangă: să ne chinuim să cărăm lumina soarelui cu oborocul în bordei, în loc să deschidem o fantă prin care să intre informația. Căci ea ne transformă.
Să nu uităm că o mică schimbare provoacă, prin efectul înlănțuirii, efecte uriașe.
[1] R. C. Henry, articolul „The Mental Universe” în publicația Nature 436:29, 2005.
[2] Paul Davies, Rețelele de informație și misterul vieții, Humanitas, 2021.
[3] Idem. p. 10.
[4] Paul Davies, Ultimele trei minute, Ipoteze privind soarta universului, Humanitas, 2008, ed a II-a.
[5] Paul Davies, Rețelele de informație și misterul vieții, pp.55-56
[6] Idem. p. 51.
[7] Idem. p. 58.
[8] Idem. p. 87.
[9] Robert Lanza, Biocentrismul, Livingstone, p.162.