Informationsproblemet som det hårde problem for livets oprindelse

Inden for bevidsthedsforskning skelnes der ofte mellem det, der kaldes de lette og det hårde problem (Chalmers, 1995; 1996). De lette problemer handler om at forklare hvordan hjernen udfører forskellige bevidsthedsfunktioner – såsom lagring af minder, genkendelse af objekter, reaktioner på stimuli, og så videre. Mens det hårde problem handler om at forklare, hvordan hjernens fysiske aktivitet resulterer i det subjektive fænomen, som bevidsthed er. Med andre ord: Det er én ting at forklare, hvad der neurologisk sker i hjernen, når vi slår os selv over fingeren med en hammer. Det er en ganske anden ting at forklare, hvorfor al denne nerveaktivitet skulle resultere i en subjektiv oplevelse af smerte.

De såkaldte “lette” bevidsthedsproblemer kan være udfordrende nok at løse, men som bevidsthedsfilosof David Chalmers forklarer, har de “karakter af gåder snarere end mysterier” (Chalmers, 1996, s. 24). Vi har redskaberne til at undersøge hjernens fysiske aktivitet, og der er således tale om “en samling af små tekniske problemer, som videnskaben og filosofien gennem en normal fremgangsmåde kan tage fat på” (Chalmers, 1996, s. 25).

Med det hårde bevidsthedsproblem forholder det sig anderledes. Bevidstheden er med sin subjektive natur væsensforskellig fra andre objekter, som videnskaben studerer. Som Chalmers forklarer andetsteds:

“Der er bred enighed om, at bevidsthed opstår fra en fysisk baggrund, men vi har ikke nogen god forklaring på, hvorfor og hvordan den opstår. Hvorfor skulle fysisk databehandling overhovedet resultere i et rigt, indre liv? Det virker objektivt absurd, at det burde ske, og alligevel sker det.” (Chalmers, 1995)

Det, der adskiller det det hårde bevidsthedsproblem fra de lette problemer er således ikke af en kvantitativ natur (hvor problemet kan løses gennem den samme tilgang og blot kræver ekstra kræfter), men af en kvalitativ natur (hvor problemet kræver en helt anden og væsensforskellig tilgang).

Byggeklodsproblemerne

Forskning i livets oprindelse er et andet område med lette og hårde problemer; det vil sige problemer, hvor skellet mellem dem er af en kvalitativ, ikke blot en kvantitativ natur.

Tag problemerne med at forklare oprindelsen af de molekylære byggeklodser (aminosyrer, nukleotider og ribonukleotider), der udgør de makromolekyler, som levende organismer består af (proteiner, DNA og RNA).

Vi kan kalde disse byggeklodsproblemer for de “lette” problemer ved livets oprindelse. Ikke forstået på den måde, at problemerne står over for ubesværet at blive løst. Men problemerne er i det mindste håndtérbare, forstået på den måde, er der findes en operationaliseret metode, der potentielt kan løse dem. De er med andre ord gåder, ikke mysterier.

Byggeklodsproblemet for et givent biologisk relevant molekyle kan formuleres som problemet med at finde et prebiotisk realistisk miljø, under hvilken dannelsen af molekylet er termodynamisk favoriseret.

Dannelsen af iskrystaller er et eksempel på dette. Et havebord på en varm sommerdag udgør ikke et miljø, hvor dannelsen af iskrystaller er termodynamisk favoriseret. Tværtimod vil vandet i en isterning, der placeres på havebordet, efter kort tid overgå fra fast til flydende form – isterningen vil smelte. Omvendt udgør en fryser et miljø, hvor dannelsen af iskrystaller er termodynamisk favoriseret, hvad enhver ved selvsyn kan konstatere ved afrimning af fryseren.

Forskere i livets oprindelse har i nogen grad haft held med løsning af byggeklodsproblemer, for eksempel ved dannelsen af simple aminosyrer. Men for mere komplekse molekyler, såsom adenosintrifosfat (ATP), der fungerer som cellens energikilde, er der stadig flere uafklarede spørgsmål (Kitadai & Maruyama, 2018).

Sådanne uafklarede spørgsmål er dog ikke tilstrækkelige til at vise, at disse problemer ikke vil blive løst engang i fremtiden. På den prebiotiske Jord må der trods alt have været adskillige forskellige miljøer, bestående af forskellige kombinationer af temperaturer, syre-base-forhold, blandingsforhold, etc. Og i det ydre rum fandtes langt flere. Forskere i livets oprindelse behøver således ikke at blive bekymrede, hvis oprindelsen af et givent biologisk relevant molekyle endnu ikke er blevet forklaret. Den naturalistiske tilgang har jo haft succes med at forklare oprindelsen af andre molekyler, og det kan jo ikke udelukkes, at det rette miljø, der fører til dannelsen af det givne molekyle, blot venter på at blive fundet.

Informationsproblemet

Cellen funger ved hjælp af proteinmaskiner; konstruktioner bestående af præcist koordinerede bevægelige dele (Alberts, 1998). Informationerne til konstruktionen af proteiner er kodet ind i cellens DNA. Ligesom en teksts betydning afhænger af den rækkefølge, bogstaverne står i, afhænger informationen i DNA af rækkefølgen af baser (figur 1). Som Francis Crick, der var med til at opdage DNA-molekylets struktur, formulerede det: “Information betyder her den præcise specificering af sekvensen, enten af baserne i DNA eller af aminosyrerne i proteinet” (Crick, 1958, s. 153; oprindelig fremhævelse).

Hvor byggeklodsproblemerne skal forstås som problemerne med at forklare oprindelsen af de enkelte byggeklodser, skal informationsproblemet således forstås som problemet med at forklare, hvordan disse byggeklodser blev sat sammen i en rækkefølge, der gjorde det første selvreproducerende system i stand til at kopiere sig selv, hvad enten dette system bestod af RNA, proteiner, eller noget tredje. Som Bernd-Olaf Küppers, der forsker i livets oprindelse, har formuleret det: “Problemet med livets oprindelse svarer tydeligvis til problemet med oprindelsen af biologisk information” (Küppers, 1990, s. 170).

Informationsproblemet er af en kvalitativ og dermed væsensforskellig anden natur end byggeklodsproblemet. For at se dette, behøver man blot at spekulere over, hvad der gør f.eks. DNA så velegnet til at kode cellens information. Dette skyldes, at der ikke er nogen kemisk nødvendighed i rækkefølgen af DNA’ets “bogstaver”, baserne. Rækkefølgen “GCAT” er således lige så termodynamisk favorabel som rækkefølgen “ATAT”.

Lad os et øjeblik forestille os, at der eksisterede en kemisk lovmæssighed, således at A altid efterfulgtes af T på langs af DNA’ets rygrad af fosfatbindinger, at T altid efterfulgtes af C, at C altid efterfulgtes af G, og at G altid efterfulgtes af A. I så fald ville DNA ikke kunne indeholde noget information, men ville alene bestå af sekvensen “ATCG” gentaget igen og igen.

DNA’ets evne til at kode cellens information er således afhængig af, at DNA’ets kemiske egenskaber ikke er tilstrækkelige til at forklare rækkefølgen af baser, ligesom papiret og blækkets kemiske egenskaber ikke er tilstrækkelige til at forklare rækkefølgen af bogstaver i en bog.

Dette betyder, at de begrænsede fremskridt med at forklare oprindelsen af molekylære byggeklodser ikke giver os nogen tillid til, at også informationsproblemet en dag vil blive løst. Hvor byggeklodsproblemerne “kun” handler om at finde de rette kemiske forhold, under hvilken dannelsen af en given byggeklods er termodynamisk favorabel, kan der i sagens natur ikke eksistere kemiske forhold, der gør én specifik rækkefølge af byggeklodser mere termodynamisk favorabel end de utallige andre potentielle rækkefølger. Som fysikeren Paul Davies forklarer: “En naturlov af den slags, som vi kender og elsker, vil ikke skabe biologisk information, eller nogen information overhovedet” (Davies, 1999, s. 254).

Alternativet til naturlove er tilfældigheder; at i et uendeligt eller næsten uendeligt univers satte byggestenene sig sammen i lige netop den rigtige rækkefølge ved at lykketræf. En forklaring, der også er svær at stille sig tilfreds med (Krauze, 2020).

Intelligent design som løsning på det hårde problem

Information, som vi finder den i biologiske makromolekyler, er et begreb, som vi naturligt forbinder med intelligente designere.

At henvise til intelligente designere som forklaring på informationsrige strukturer er der intet revolutionerende ved. Vi gør det, når vi forklarer Stormen med henvisning til Shakespeares digterevner og sublime kendskab til det engelske sprog. Det revolutionerende består i henvisningen til intelligente designere i forbindelse med livets oprindelse – en begivenhed, der i sagens natur fandt sted lang tid før menneskets oprindelse.

Vores forståelse af fysikken blev på mange måder revolutioneret af kvantemekanikken. Princippet om kvanteubestemmelighed gjorde op med konceptet om det mekaniske og fuldt ud deterministiske univers og etablerede tilfældighed som en faktor, der ikke blot skyldes vores aktuelle uvidenhed, men som udgør en fundamental egenskab ved virkeligheden.

Er tiden kommet til på ny at udvide vores opfattelse af, hvilke koncepter en tilfredsstillende forklaring på verdens indretning kan gøre brug af?

Referencer

Alberts B., 1998, “The Cell as a Collection of Protein Machines: Preparing the Next Generation of Molecular Biologists”, Cell 92(3):291-4. https://doi.org/10.1016/s0092-8674(00)80922-8

Chalmers D.J., 1995, “Facing up to the problem of consciousness”, Journal of Consciousness Studies 2(3):200-19. https://www.ingentaconnect.com/contentone/imp/jcs/1995/00000002/00000003/653

Chalmers D.J., 1996, The Conscious Mind: In Search of a Fundamental Theory, Oxford University Press.

Crick F.H.C., 1958, “On Protein Synthesis”, i Sanders F.K. (red.), Symposia of the Society for Experimental Biology, Number XII: The Biological Replication of Macromolecules, Cambridge University Press, s. 138-63.

Davies P., 1999, The Fifth Miracle: The Search for the Origin of Life, Simon & Schuster.

Kitadai N. & Maruyama S., 2018, “Origins of building blocks of life: A review”, Geoscience Frontiers 9(4):1117-53. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2017.07.007

Krauze M., 2020, “Astrofysiker: Sløje odds for livets oprindelse”, Intelligent Design DK. https://intelligentdesign.dk/2020/04/26/astrofysiker-sloje-odds-for-livets-oprindelse/

Küppers B.-O., 1990, Information and the Origin of Life, MIT Press.