The Demon in the Machine: เว็บที่ซ่อนข้อมูล
กำลังไขปริศนาของชีวิตในที่สุด Paul Davies Allen Lane (2019)
ชีววิทยา ซึ่งเป็นขอบเขตของฝากถอนไม่มีขั้นต่ำทฤษฎีเชิงคุณภาพและวิชาทดลองที่ปฏิเสธไม่ทำสิ่งเดียวกันซ้ำ 2 เป็นเวลานาน ได้รับการขับเคลื่อนด้วยข้อมูลอย่างละเอียดถี่ถ้วน ขับเคลื่อนโดยการปฏิวัติทางอณูชีววิทยาและการคำนวณในศตวรรษที่ 20 การเน้นได้เปลี่ยนจากการสังเกตและอธิบายเป็นการจัดลำดับและการคำนวณ ในกระบวนการนี้ ชีววิทยาได้กลายเป็นเหมือนฟิสิกส์มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเป็นพัฒนาการที่ได้รับความสนใจจากนักฟิสิกส์จำนวนไม่น้อย
นักคิดที่ก้าวข้ามพรมแดนคนหนึ่งคือ Paul Davies นักจักรวาลวิทยาและนักเขียน หนังสือเล่มล่าสุดของเขา The Demon in the Machine นำเสนอกรณีที่ข้อมูลไม่ได้เป็นเพียงศูนย์กลางในการทำชีววิทยาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำความเข้าใจชีวิตด้วย เขาเดินตามรอยเท้าที่เคารพนับถือ ในปี ค.ศ. 1943 นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย Erwin Schrödinger ได้จัดบรรยายในที่สาธารณะที่ Trinity College Dublin ตีพิมพ์ในปีต่อไปในชื่อ What Is Life? โดยอธิบายหลักการหลายประการของอณูพันธุศาสตร์ — หนึ่งทศวรรษก่อนที่จะมีการค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอ (ดู P. Ball Nature 560, 548–550; 2018)
ในฐานะนักทฤษฎีควอนตัม ชโรดิงเงอร์รู้สึกประทับใจเป็นพิเศษกับการสังเกตว่าอะตอมถึงแม้จะคาดเดาไม่ได้อย่างสุดซึ้ง แต่ก็สามารถสร้างระบบที่มีลำดับชั้นสูงได้ นอกจากนี้ ระบบเหล่านั้นยังคงมีอยู่เป็นเวลานานและทำซ้ำได้ ดังนั้น ดูเหมือนว่าจะหลบเลี่ยงกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งระบุว่าเอนโทรปีทั้งหมดหรือความโกลาหลสามารถเพิ่มขึ้นได้เท่านั้น
บัญชีแบบคลาสสิกนี้ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของเดวีส์
อย่างไรก็ตาม ในฐานะนักจักรวาลวิทยา คำถามหลักของเขาเกิดขึ้นจากการพิจารณาไม่ใช่สิ่งเล็ก ๆ ที่ลดทอนไม่ได้ แต่มีขนาดใหญ่อย่างหาที่เปรียบมิได้ หากชีวิตอยู่ที่อื่นในจักรวาล Davies สงสัยว่าเราจะรู้จักมันได้อย่างไร? การค้นหาสัญญาณของน้ำของเหลว เคมีอินทรีย์ หรือก๊าซในชั้นบรรยากาศบางอย่าง (เช่น ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ หรือมีเทน) สมเหตุสมผลเมื่อพิจารณาจากลักษณะของระบบนิเวศเดียวที่เรารู้จัก แต่ให้ยอมรับสิ่งเหล่านี้ว่าเป็นแก่นแท้ของชีวิตสำหรับเขา (และฉัน ) ใจแคบอย่างสิ้นหวัง
เดวีส์อ้างว่าคุณลักษณะที่กำหนดชีวิตมีความเข้าใจที่ดีขึ้นในแง่ของข้อมูล นี่ไม่ใช่เรื่องไร้สาระอย่างที่คิด พลังงานเป็นนามธรรม แต่เรามีปัญหาเล็กน้อยที่จะยอมรับว่ามันเป็นปัจจัยเชิงสาเหตุ อันที่จริงพลังงานและข้อมูลมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดผ่านเอนโทรปี
เดวีส์อธิบายการเชื่อมต่อนี้โดยอ้างถึงปีศาจของแม็กซ์เวลล์ การทดลองทางความคิดที่มีชื่อเสียงโด่งดังของ James Clerk Maxwell นักฟิสิกส์ชาววิกตอเรียนำเสนอสัตว์ร้ายขนาดจิ๋วสมมุติที่เกาะอยู่ที่ช่องรับแสงระหว่างถังแก๊สสองถัง ซึ่งยอมให้โมเลกุลบางตัวเท่านั้นที่จะผ่านไปได้ ขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์ของพวกมัน ปีศาจสามารถสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิระหว่างภาชนะได้: การลดลงของเอนโทรปีโดยรวม ดูเหมือนจะทำลายกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ การแก้ไขความขัดแย้งนี้ดูเหมือนจะอยู่ที่ความจริงที่ว่าปีศาจต้องรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของแต่ละโมเลกุลและด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้อุปกรณ์บันทึกเช่นสมองหรือสมุดบันทึกขนาดเล็ก เมื่อพื้นที่เก็บข้อมูลหมดลง ข้อมูลจะต้องถูกลบ ซึ่งเป็นกระบวนการที่จำเป็นต้องเพิ่มเอนโทรปีทั้งหมด
จากมุมมองนี้ ระบบชีวิตสามารถถูกมองว่าประกอบด้วย ‘ปีศาจ’ (โปรตีนและกลไกของเซลล์อื่นๆ) นับไม่ถ้วน ที่รักษาระเบียบของท้องถิ่นโดยการสูบฉีด (มักอยู่ในรูปแบบของความร้อน) เข้าสู่สภาพแวดล้อม เดวีส์นำเสนอบัญชีของชโรดิงเงอร์อย่างคล่องแคล่วโดยใช้ทฤษฎีข้อมูลของคลอดด์ แชนนอน เครื่องจักรทัวริง (คอมพิวเตอร์สากล) เครื่องจักรฟอนนอยมันน์ (ตัวสร้างสากลที่จำลองตัวเองได้) ชีววิทยาระดับโมเลกุล อีพีเจเนติกส์ ทฤษฎีการรวมข้อมูลของจิตสำนึกและชีววิทยาควอนตัม (ซึ่ง เกี่ยวข้องกับผลกระทบควอนตัมในกระบวนการตั้งแต่การสังเคราะห์ด้วยแสงไปจนถึงสีของแมลงและการนำทางของนก)ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
