В научното списание Proceedings of the National Academy of Sciences

В научното списание Proceedings of the National Academy of Sciences бе оповестена публикация, в която се разказва „ изчезнал естествен закон “, който за първи път признава значима норма в работата на света на природата. Същността на новия закон се състои в това, че комплицираните естествени системи еволюират към положения на по-голям порядък, многообразие и трудност. С други думи, еволюцията не се лимитира единствено до живота на Земята; тя се случва и в други комплицирани системи – от планети и звезди до атоми, минерали и други

Статията е написана от екип от девет представители – водещи учени от Института за просвета „ Карнеги “, Калифорнийския софтуерен институт (Калтех) и университета „ Корнел “, както и философи от университета в Колорадо. Работата е финансирана от фондация „ Джон Темпълтън “.

„ Макроскопичните “ естествени закони разказват и изясняват явленията, които следим всеки ден в естествения свят. Природните закони, свързани със силите и придвижването, гравитацията, електромагнетизма и силата, да вземем за пример, са разказани преди повече от 150 години. В новия теоретичен труд е показано едно модерно допълнение – макроскопичен закон, който признава еволюцията като обща характерност на комплицираните системи на естествения свят, които се характеризират по следния метод:

Те са формирани от доста разнообразни съставни елементи, като атоми, молекули или кафези, които могат да бъдат подреждани и пренареждани многократно Те са обект на естествени процеси, които основават безчет разнообразни конфигурации Само дребна част от всички тези конфигурации оцеляват в процеса, наименуван „ асортимент по функционалностите “.

Създателите на „ Закона за възходящата функционална информация “ настояват, че една система ще еволюира, „ в случай че доста разнообразни конфигурации на системата са подложени на селекция във връзка с една или повече функционалности “.

„ Важен съставен елемент на този препоръчан естествен закон е концепцията за „ асортимент по функционалност “, “ споделя астробиологът от Института Карнеги доктор Майкъл Л. Уонг, първи създател на проучването.

В случая с биологията Дарвин по принцип отъждествява функционалността с оцеляването – способността да се живее задоволително дълго, с цел да се сътвори плодовито поколение. Новото проучване уголемява тази вероятност, като отбелязва, че в природата има най-малко три типа функционалности.

Най-основната функционалност е стабилността – постоянните конфигурации на атомите или молекулите се отсяват, с цел да продължат да съществуват.

Динамичните системи с непрекъснати източници на сила също се селектират за опазване.

Пример за такава динамична система е Земята, която се е развивала в продължение на 4,5 милиарда години под въздействието на геоложки процеси като вулканизъм, тектоника на плочите и въглеродни цикли. Тези процеси са довели до образуването на повече от 1500 нови типа минерали, които на собствен ред са взаимодействали с живите организми, обогатявайки атмосферата с О2 и увеличавайки биоразнообразието. По този метод биологичната и минералната система са си взаимодействали, с цел да основат живота, какъвто го познаваме през днешния ден.

Друг образец за динамична система е звездата, която еволюира посредством нуклеарни реакции, които трансформират леките детайли в тежки. Този развой генерира разнообразни типове радиация и частици, които въздействат на околното пространство и планетите. Звездите също могат да трансформират своята конструкция и държание според от масата, възрастта и околната среда. Така да вземем за пример звездите могат да образуват двойни или множествени системи, да преживеят изригвания или изхвърляния на материя и да еволюират в нови типове астрономически обекти като бели джуджета, неутронни звезди или черни дупки.

Третият тип функционалност е информацията – способността за запазване, предаване и обработка на данни. Информацията може да бъде показана в разнообразни форми, като да вземем за пример физически сигнали, химически съединения или символни кодове. Информацията играе основна роля в еволюцията на живота на Земята, защото дефинира генетичния код, контролира клетъчните процеси и дава опция за продан на информация сред организмите. Информацията е значима и за други комплицирани системи като планети, звезди или атоми, тъй като дефинира техните свойства, положения и взаимоотношения. Например информацията дефинира химичните връзки сред атомите, спектралните линии на звездите или гравитационните капацитети на планетите.

Авторите на тази нова научна работа акцентират, че еволюцията на комплицираните системи в природата води до увеличение на функционалната информация – количеството информация, належащо за изложение на функционалността на системата. Това значи, че еволюцията основава по-подредени, разнородни и комплицирани конфигурации, които са по-подходящи за осъществяване на избрани функционалности. Например еволюцията на живота на Земята е довела до появяването на над 8 милиона типа животни и растения, всеки от които има своя неповторима роля в екосистемата. Еволюцията на звездите е довела до появяването на разнообразни генерации звезди с друг химичен състав и светимост. Еволюцията на атомите е довела до образуването на над 100 детайла от периодическата таблица с разнообразни физични и химични свойства.

Авторите на публикацията оферират и математическа формула за пресмятане на функционалната информация във всяка комплицирана система на природата. Формулата е във типа:

където If е функционалната информация в битове, Nf е броят на систематичните конфигурации, които извършват дадена функционалност, а N е общият брой на вероятните систематични конфигурации. Формулата демонстрира, че функционалната информация е толкоз по-голяма, колкото по-малко са конфигурациите на системата, способни да изпълнят дадена функционалност. Например функционалната информация на живота на Земята е висока, тъй като единствено дребна част от всички вероятни комбинации от атоми могат да образуват живи организми.

Авторите на публикацията се надяват, че работата им ще помогне за обединяването на разнообразни научни дисциплини под обща доктрина за еволюцията на комплицираните системи в природата. Те считат, че откриването на този закон може да има дълбоки метафизичен и на практика последствия за разбирането на произхода и ориста на живота във Вселената.

Законите на природата – придвижване, гравитация, електромагнетизъм, термодинамика – и така нататък кодират общото държание на другите макроскопични естествени системи в пространството и времето.

„ Законът за възходящата функционална информация “ добавя 2-рия закон на термодинамиката, който гласи, че ентропията (безпорядъкът) на една изолирана система се усилва с течение на времето (а топлината постоянно тече от по-топли към по-студени обекти).