Η Αβιογένεση ως Νοήμων Διαδικασία

 

Η αβιογένεση ως νοήμων διαδικασία: μια λειτουργική προσέγγιση

Μια λογική ανάλυση της οργάνωσης της ύλης

Εισαγωγή και μέθοδος

Το ερώτημα που τίθεται εδώ είναι αν η φυσική διαδικασία που οδήγησε από την άβια ύλη στη ζωή μπορεί να χαρακτηριστεί νοήμων διαδικασία. Η απάντηση δίνεται βάσει ενός λειτουργικού ορισμού της νοημοσύνης, που δηλώνεται ρητά παρακάτω. Δεν ισχυριζόμαστε ότι η νοημοσύνη ορίζεται μόνο έτσι. Εξετάζουμε τι προκύπτει όταν εφαρμόσουμε αυτόν τον ορισμό στην πραγματικότητα, και τι μένει ανοιχτό.

Στο κείμενο διακρίνονται τρία είδη προτάσεων: οι ορισμοί (συμβάσεις που επιλέγουμε), οι παρατηρήσεις (δεδομένα της πραγματικότητας) και οι υποθέσεις (ερμηνείες που χρειάζονται έλεγχο).

Θεμελιώδεις ορισμοί

Αβιογένεση (όπως χρησιμοποιείται εδώ). Με τον όρο αβιογένεση εννοούμε την ενιαία, αδιάκοπη φυσική διαδικασία που ξεκινά από την προ-βιοτική χημεία, οδηγεί στα πρώτα ζωντανά αναπαραγόμενα συστήματα και συνεχίζεται με τη βιολογική εξέλιξη. Η στενή, συνήθης έννοια του όρου (η μετάβαση από την άβια χημεία στο πρώτο ζωντανό σύστημα) είναι μέρος αυτής της διαδικασίας. Η επιλογή της ευρύτερης έννοιας είναι σύμβαση, και δικαιολογείται από το ότι δεν υπάρχει στη φύση σαφές όριο που να χωρίζει τη χημική από τη βιολογική εξέλιξη.

Νοημοσύνη. Νοημοσύνη είναι, ως σύνολο, η ικανότητα ενός συστήματος να τροποποιεί τη λειτουργία του μηχανισμού του, αντιλαμβανόμενο πληροφορία, να την οργανώνει σε γνώση, να την αποθηκεύει σε μνήμη και, βάσει αυτής της μνήμης, δρώντας, να μπορεί να κατασκευάζει δημιουργήματα. Η δράση αυτή εκδηλώνεται όταν ωριμάσουν οι συνθήκες και ανάλογα με την ποιότητα της νοημοσύνης του συστήματος. Το επίπεδο της νοημοσύνης κλιμακώνεται: τα πιο σύνθετα συστήματα μπορούν να δημιουργούν ακόμη και άλλα νοήμονα συστήματα.

Νοήμον σύστημα. Ένα σύστημα είναι νοήμον όταν εκπληρώνει τον ορισμό της νοημοσύνης τουλάχιστον στην ικανότητα τροποποίησης της λειτουργίας του μηχανισμού του. Η τροποποίηση αφορά τον ίδιο τον μηχανισμό, βάσει αποθηκευμένης πληροφορίας, και όχι απλή αλλαγή κατάστασης.

Ο τελευταίος όρος είναι κρίσιμος, γιατί κάνει τον ορισμό διακριτικό. Ένας θερμοστάτης αλλάζει κατάσταση ανάλογα με τη θερμοκρασία, αλλά ο κανόνας λειτουργίας του μένει ίδιος και δεν αποθηκεύει πληροφορία που να τον αλλάζει. Ένας κυκλώνας ή ένας κρύσταλλος αυτοοργανώνεται, αλλά δεν διαθέτει μνήμη που να μεταβάλλει τη μελλοντική του λειτουργία. Αποκλείονται, λοιπόν. Αντίθετα, ένα κύτταρο, που ρυθμίζει τη γονιδιακή του έκφραση με βάση αποθηκευμένη πληροφορία (γονιδίωμα, επιγενετική μνήμη), πληροί τον ορισμό. Το ίδιο θα ίσχυε και για έναν τεχνητό θερμοστάτη που μαθαίνει και αναπροσαρμόζει τον κανόνα του.

Σημείωση για το καθεστώς του ορισμού. 

Ο ορισμός αυτός επιχειρεί να περιγράψει τη νοημοσύνη λειτουργικά και όχι ανθρωποκεντρικά.

Δεν προϋποθέτει συνείδηση, αυτογνωσία ή υποκειμενική εμπειρία.

Είναι ένας από τους δυνατούς ορισμούς της νοημοσύνης.

Το επιχείρημα

Εάν η φυσική διαδικασία της αβιογένεσης εκπληρώνει τον ορισμό της νοημοσύνης, με ποιο κριτήριο θα μπορούσαμε να πούμε ότι δεν είναι νοήμων διαδικασία; Δεν πρέπει να αποκλείουμε εκ των προτέρων τη νοημοσύνη από μια φυσική διαδικασία. Πρέπει να εξετάζουμε αν η ίδια η διαδικασία πληροί τα λειτουργικά κριτήρια.

1. Το παράδειγμα του ανθρώπου

Ο άνθρωπος αποτελείται από χημικά στοιχεία, μόρια, κύτταρα, ιστούς και όργανα. Τα μεμονωμένα χημικά στοιχεία δεν διαθέτουν ανθρώπινη νοημοσύνη. Ωστόσο, ο άνθρωπος ως οργανωμένο λειτουργικό σύνολο διαθέτει νοημοσύνη. Επομένως, είναι λογικά εσφαλμένο να συμπεράνουμε ότι ένα σύνολο δεν μπορεί να έχει μια ιδιότητα απλώς επειδή τα επιμέρους συστατικά του δεν την έχουν.

Το παράδειγμα δείχνει μόνο ότι ο αποκλεισμός a priori δεν είναι θεμιτός. Δεν δείχνει ότι η αβιογένεση έχει την ιδιότητα. Αυτό απαιτεί το επόμενο βήμα.

2. Η αβιογένεση ως συνολική διαδικασία

Η αβιογένεση πρέπει να εξεταστεί ως συνολική φυσική διαδικασία και όχι να κριθεί από τα επιμέρους χημικά συστατικά της. Η προ-βιοτική χημεία και η βιολογική εξέλιξη συνιστούν μια ενιαία αλυσίδα. Από τη στιγμή που η αλυσίδα παράγει συστήματα (Ζωή → DNA + Κύτταρο + Βιολογικό Υλικό) τα οποία εκπληρώνουν τον ορισμό της νοημοσύνης, ακόμη και σε απλοϊκές μορφές όπως οι μονοκύτταροι οργανισμοί με κυτταρική μνήμη, και από τη στιγμή που η ανατροφοδότηση της κληρονομικής πληροφορίας και της επιλογής λειτουργεί μέσα στην ίδια τη διαδικασία, η διαδικασία αυτή εκπληρώνει λειτουργικά τον ορισμό. Αυτό δείχνει ότι πρόκειται για νοήμονα διαδικασία, χωρίς να σημαίνει ότι η ίδια αποτελεί αυτόνομο νοήμον υποκείμενο, με όρια και εσωτερική αναπαράσταση.

Η διάκριση είναι ουσιώδης. Ο ορισμός μιλά για ιδιότητα (διαθέτει νοημοσύνη), όχι για υποκείμενο. Επίσης, το ότι μια διαδικασία παράγει νοήμονα συστήματα δεν αρκεί από μόνο του για να χαρακτηριστεί νοήμων, αλλιώς θα ήταν νοήμονες και οι αστρικές διεργασίες που παρήγαγαν τον άνθρακα. Το κριτήριο είναι ότι η ίδια η διαδικασία εμφανίζει μνήμη και τροποποίηση του μηχανισμού της, και αυτό ισχύει, με τον ορισμό που δόθηκε, από το σημείο που εμφανίζεται αποθηκευμένη, κληρονομήσιμη πληροφορία.

3. Το προ-βιοτικό στάδιο

Η κληρονομική μνήμη και η επιλογή εμφανίζονται μετά την εμφάνιση των πρώτων αναπαραγόμενων συστημάτων. Για το προγενέστερο στάδιο δεν διαθέτουμε σήμερα δεδομένα που να δείχνουν αν υπήρχε κάτι ισοδύναμο με αποθηκευμένη πληροφορία που τροποποιεί τον μηχανισμό. Υπάρχουν όμως υποψήφια στοιχεία που η έρευνα εξετάζει:

• Αυτοκαταλυτικά σύνολα: δίκτυα αντιδράσεων όπου τα προϊόντα καταλύουν τη δική τους παραγωγή, δηλαδή μια μορφή ανατροφοδότησης πριν από τα γονίδια.
• Προ-γενετική επιλογή: η ιδέα ότι χημικοί πληθυσμοί (π.χ. στον «κόσμο του RNA») υφίστανται κάποιου είδους επιλογή πριν σχηματιστεί πλήρες κύτταρο.
• Δομική «μνήμη»: επιφάνειες ή πολυμερή που αναπαράγουν τη δομή τους. Αυτά από μόνα τους δεν αρκούν, αφού η αναπαραγωγή δομής δεν συνεπάγεται προσαρμοστική τροποποίηση της λειτουργίας.

Η θέση που διατυπώνεται εδώ είναι ελέγξιμη ακριβώς σε αυτό το σημείο: αν στην προ-βιοτική χημεία βρεθεί διατήρηση πληροφορίας που τροποποιεί τον μηχανισμό, η θέση επεκτείνεται και σε αυτό το στάδιο. Αν όχι, περιορίζεται στη διαδικασία από την εμφάνιση της κληρονομικής πληροφορίας και μετά.

Τα κρίσιμα ερωτήματα

Από την παραπάνω συλλογιστική προκύπτουν τρία ερωτήματα:

1. Έχει η ύλη εγγενώς την ικανότητα να δημιουργεί το σύστημα (Ζωή → DNA + Κύτταρο + Βιολογικό Υλικό) όταν ωριμάσουν χρονικά οι συνθήκες;
2. Υπάρχει κάποιο μη συνειδητό πρόγραμμα που προγραμματίζει την ύλη;
3. Ή υπάρχει κάποιος συνειδητός προγραμματιστής που προγραμματίζει την ύλη;

Στο ερώτημα 1 διακρίνουμε δύο εκδοχές. Η ασθενής (οι φυσικοί νόμοι επιτρέπουν τη γένεση ζωής) έχει ήδη επαληθευτεί, αφού συνέβη τουλάχιστον μία φορά, στη Γη. Η ισχυρή (η ύλη τείνει προς ζωή όταν οι συνθήκες το επιτρέψουν, δηλαδή η ζωή είναι αναμενόμενη και όχι σπάνιο ενδεχόμενο) είναι εμπειρικά ανοιχτή. Έχουμε ένα μόνο δείγμα, και η παρατήρησή του από εμάς υπόκειται σε μεροληψία επιλογής. Η ισχυρή εκδοχή ελέγχεται, π.χ., με την αναζήτηση δεύτερης, ανεξάρτητης γένεσης ζωής (Άρης, Ευρώπη, Εγκέλαδος, εξωπλανήτες) και με εργαστηριακά πειράματα που δείχνουν πόσο εύκολη είναι η δημιουργία αυτοαναπαραγόμενων συστημάτων από άβια χημεία.

Το ερώτημα 2 έχει νόημα με δύο ανάγνωσεις. Αν «πρόγραμμα» σημαίνει οι φυσικοί νόμοι, η εκδοχή συγχωνεύεται με την πρώτη. Αν σημαίνει κάτι επιπλέον των νόμων, δεν έχουμε σήμερα παρατήρηση που να το διακρίνει από την εκδοχή χωρίς αυτό.

Το ερώτημα 3 δεν διαψεύδεται, αλλά και δεν παράγει προβλέψεις που να το διακρίνουν από τις άλλες. Έχει επιπλέον το πρόβλημα της παλινδρόμησης (ποιος προγραμμάτισε τον προγραμματιστή) και μεταθέτει τη νοημοσύνη από τη διαδικασία στον προγραμματιστή.

Αξιολόγηση των εναλλακτικών εκδοχών

Εκδοχή Α: Ωμό γεγονός και τύχη. Οι νόμοι και οι αρχικές συνθήκες απλώς είναι έτσι, και η ζωή είναι σπάνιο ενδεχόμενο, που σε συνδυασμό με πολλά σύμπαντα ή περιοχές εξηγεί γιατί παρατηρούμε ένα σύμπαν που τη φιλοξενεί. Αξιολόγηση: η εκδοχή αυτή δεν μπορεί να αποκλειστεί. Δεν εξηγεί όμως πώς συνέβη, και δεν παράγει ελέγξιμες προβλέψεις παρά μόνο αρνητικές (π.χ. ότι δεν θα βρούμε δεύτερη γένεση ζωής). Ορισμένοι θεωρούν επιπλέον ότι η «τύχη» εκφράζει άγνοια των αιτίων και όχι πραγματική έλλειψη αιτίου. Αυτό είναι ντετερμινιστική θέση και δηλώνεται ως τέτοια, όχι ως δεδομένο.

Εκδοχή Β: Επιλογή σε επίπεδο σύμπαντος. Θεωρίες όπως η κοσμολογική φυσική επιλογή (Smolin) προτείνουν ότι οι παράμετροι των νόμων προκύπτουν από μια ευρύτερη διαδικασία. Αξιολόγηση: είναι υποθετική αλλά διατυπωμένη ώστε να ελέγχεται. Το ερώτημα «τι επιλέγει;» δεν προϋποθέτει υποκείμενο, όπως δεν προϋποθέτει υποκείμενο η φυσική επιλογή των οργανισμών. Μπορεί όμως να εξεταστεί με τον ίδιο ορισμό: υπάρχει εκεί κληρονομήσιμη πληροφορία (οι παράμετροι) που τροποποιεί τη μελλοντική λειτουργία;

Εκδοχή Γ: Εγγενής νοημοσύνη στην ύλη (πανψυχισμός, ουδέτερος μονισμός). Η ύλη διαθέτει εξαρχής μια πρωτογενή ιδιότητα που οδηγεί στη νόηση. Αξιολόγηση: αν ισχύει, η ίδια η ύλη και οι διεργασίες της εκπληρώνουν ευθέως τον ορισμό. Είναι φιλοσοφικά σοβαρή θέση, αλλά προς το παρόν χωρίς εμπειρικό έλεγχο.

Η ικανότητα της ύλης και τι συνεπάγεται

Αν η ύλη έχει την εγγενή ικανότητα να παράγει συστήματα που τροποποιούν τον μηχανισμό τους βάσει αποθηκευμένης πληροφορίας, και αν αυτή η ικανότητα λειτουργεί η ίδια μέσω ανατροφοδότησης, τότε ο λειτουργικός ορισμός επιτρέπει να χαρακτηριστεί η αβιογένεση νοήμων διαδικασία. Το αν η συνθήκη ισχύει εξαρτάται από την εμπειρική επαλήθευση της ισχυρής εκδοχής του ερωτήματος 1. Το συμπέρασμα είναι έγκυρο υπό τις προκείμενες, αλλά η αλήθεια του εξαρτάται από αυτές και από την καταλληλότητα του ορισμού.

Η πολυπλοκότητα και η δυσκολία αναπαραγωγής

Μια βασική ιδιότητα της νοημοσύνης, ανάλογα με την ποιότητά της, είναι η ικανότητα να αντιλαμβάνεται πολύπλοκες καταστάσεις, να τις αναλύει και να τις αναπαράγει. Ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται το χιόνι και κατασκευάζει χιονομηχανή. Αναπτύσσοντας τη φυσική και τη χημεία, παράγει τεχνητά διαμάντια. Με τις βιολογικές του γνώσεις φτάνει στην κλωνοποίηση. Η νοημοσύνη του δηλαδή τροποποιεί όχι μόνο τον δικό του μηχανισμό αλλά και μηχανισμούς άλλων συστημάτων.

Παρόλα αυτά, με τις σημερινές γνώσεις μας, δεν έχουμε καταφέρει να δημιουργήσουμε έναν πλήρη οργανισμό από το μηδέν (DNA + Κύτταρο + Βιολογικό Υλικό), κάτι που η φύση έκανε πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η ικανότητα αναπαραγωγής είναι ένα κριτήριο κατανόησης, και η αδυναμία μας αποτελεί ένδειξη ότι δεν έχουμε αντιληφθεί πλήρως τη διαδικασία, ιδίως στην αρχή της. Η ένδειξη αυτή δεν είναι απόδειξη, γιατί η αποτυχία μπορεί να οφείλεται και σε άλλους παράγοντες (χρόνος, κλίμακα δοκιμών, τεχνικά όρια).

Η δυσκολία αυτή δεν είναι ποσοτική, όπως η κατασκευή ενός αστέρα, αλλά ποιοτική: αφορά οργανωτική πολυπλοκότητα. Η δημιουργία τέτοιας πολυπλοκότητας συμβιβάζεται με το σχήμα που ο ορισμός θεωρεί λειτουργική νοημοσύνη, δηλαδή μεγάλη κλίμακα δοκιμών σε συνδυασμό με διατήρηση των αποτελεσμάτων (μνήμη και επιλογή). Η κλίμακα δοκιμών από μόνη της δεν διακρίνει, αφού την εμφανίζουν και διαδικασίες χωρίς μνήμη. Ό,τι τη κάνει ένδειξη είναι η διατήρηση και η αξιοποίηση των αποτελεσμάτων.

Τι γνωρίζουμε και τι όχι

Παρατηρήσεις (δεδομένα).

• Μια πολύπλοκη φυσική διαδικασία, που ονομάζουμε αβιογένεση, παρήγαγε πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια συστήματα νοημοσύνης με τον ορισμό που δόθηκε.
• Από το σημείο της κληρονομικής μνήμης και μετά, η ίδια η διαδικασία εμφανίζει λειτουργικά τα χαρακτηριστικά που ορίζει η νοημοσύνη.
• Δεν έχουμε ακόμη δημιουργήσει πλήρη οργανισμό από το μηδέν και δεν έχουμε εξηγήσει πλήρως το πρώτο στάδιο.

Υποθέσεις (προς έλεγχο).

• Ότι το προ-βιοτικό στάδιο εμφάνιζε ήδη διατήρηση πληροφορίας που τροποποιούσε τον μηχανισμό.
• Ότι η ύλη τείνει εγγενώς προς ζωή (ισχυρή εκδοχή).
• Ότι η ανατροφοδότηση που παρατηρείται στην εξέλιξη χαρακτηρίζει τη διαδικασία ως όλο και όχι μόνο τους οργανισμούς που παράγει.

Ανοιχτά ερωτήματα.

• Δεν γνωρίζουμε αν η ύλη είναι νοήμον, ούτε αν κάτι νοήμον την προγραμμάτισε. Τα τρία ενδεχόμενα (εγγενής ιδιότητα της ύλης, μη συνειδητό πρόγραμμα, συνειδητός προγραμματιστής) παραμένουν στο τραπέζι, και το αν η προέλευση της διαδικασίας απαιτεί νοημοσύνη στη βάση της είναι ανοιχτό.

Κατακλείδα

Με τον λειτουργικό ορισμό που δόθηκε, η αβιογένεση, ως ενιαία διαδικασία από την προ-βιοτική χημεία έως τη βιολογική εξέλιξη, μπορεί να χαρακτηριστεί νοήμων διαδικασία από το σημείο που εμφανίζεται αποθηκευμένη, κληρονομήσιμη πληροφορία που τροποποιεί τον μηχανισμό. Για το προ-βιοτικό στάδιο το ερώτημα μένει ανοιχτό και ελέγξιμο. Η αδυναμία μας να αναπαράγουμε έναν ζωντανό οργανισμό από το μηδέν δείχνει τεράστια οργανωτική πολυπλοκότητα και ελλιπή κατανόηση της αρχής, και συμβιβάζεται με την ιδέα ότι η διαδικασία εμφανίζει λειτουργικά νοημοσύνη, χωρίς να την αποδεικνύει.

Η νοημοσύνη, μέσω της λογικής, μπορεί να ανακαλύπτει πράγματα που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί, αναλύοντας πολύπλοκες έννοιες και εξηγώντας τες απλά. Η εξήγηση αυτή απαιτεί αυστηρό έλεγχο, λογικό (συνέπεια ορισμών και συμπερασμάτων) και εμπειρικό (επαλήθευση προβλέψεων). Η υπόθεση της αβιογένεσης ως νοήμονος διαδικασίας είναι προϊόν λογικής ανάλυσης και παραμένει μια ανοιχτή, ελέγξιμη επιστημονική και φιλοσοφική πρόταση, όχι τελική απάντηση.

Βιβλιογραφικές κατευθύνσεις (προς επαλήθευση πριν τη δημοσίευση)

Οι παρακάτω αναφορές υποδεικνύουν πού να αναζητηθούν οι πηγές των ιδεών που αναφέρονται. Πριν τη δημοσίευση χρειάζεται έλεγχος των πλήρων στοιχείων τους.

• Smolin, L. (1992). Did the universe evolve? Classical and Quantum Gravity. (κοσμολογική φυσική επιλογή)
• Kauffman, S. (1993). The Origins of Order. Oxford University Press. (αυτοκαταλυτικά σύνολα)
• England, J. (2013). Statistical physics of self-replication. Journal of Chemical Physics. (διαχυτική προσαρμογή)
• Lyon, P. (2015). The cognitive cell: bacterial behavior reconsidered. Frontiers in Microbiology. (βασική γνώση στα κύτταρα)
• Goff, P. (2019). Galileo's Error. Pantheon. (πανψυχισμός)
• Szostak, J., Bartel, D., Luisi, P. L. (2001). Synthesizing life. Nature. (προσπάθειες δημιουργίας ζωής από άβια ύλη)