- Stuart Kauffman ve Andrea Roli yaşamı denge dışı, kendini yeniden üreten kimyasal reaksiyon sistemi olarak tanımlar; yaşamın ortaya çıkışını mucizevi ama evrensel kimyasal evrim içinde beklenebilir bir olay olarak görür
- Canlılar, parçaların ve bütünün birbirini var ettiği Kantian Whole’dur; kolektif otokataliz, katalitik kapanış, kısıt kapanışı ve mekânsal kapanışı birlikte gerçekleştirmelidir
- Kilit nokta, Collectively Autocatalytic Sets ile Theory of the Adjacent Possible’ın birleşimidir; moleküler çeşitlilik ve reaksiyon sayısı arttığında moleküler kendini yeniden üretme, birinci dereceden faz geçişi gibi ortaya çıkabilir
- DNA, RNA ve peptit otokatalitik kümeleri deneysel olarak oluşturulmuştur; 6.700 prokaryotta da küçük moleküllü otokatalitik kümeler hesaplamalı olarak doğrulanmıştır, ancak test tüpünde yeniden üretim henüz kanıtlanmamıştır
- Yaşayan hücrelerde yazılım ve donanım ayrımı bulanıklaşır; metabolik filogeni, dış gezegenlerde yaşam arayışı ve ilkel yaşamın ortaya çıkış deneyleri yeni bir şekilde ele alınmalıdır
Yaşamı oluşturan dört kapanış
- Yaşam için üzerinde uzlaşılmış bir tanım hâlâ yoktur; burada yaşam denge dışı, kendini yeniden üreten kimyasal reaksiyon sistemi olarak tanımlanır
- Kolektif otokataliz
- Kısıt kapanışı
- Mekânsal kapanış
- Kantian Whole
- Collectively Autocatalytic Set (CAS), dışarıdan molekül ve enerji bileşenleri alan açık bir kimyasal reaksiyon sistemidir
- Küme içindeki her molekülü oluşturan son kimyasal reaksiyon adımı, o küme içindeki en az bir molekül veya food set içindeki bir molekül tarafından katalizlenir
- Şablon kopyalayan RNA’dan daha geniş bir kavramdır; çift sarmallı RNA’da her ipliğin diğer ipliğin sentezi için şablon katalizör olması da CAS kapsamına girer
- Yaşamın kökeni araştırmalarında son yaklaşık 50 yıldır şablon kopyalayan polinükleotitlerin yaşamın temeli olması gerektiği fikri baskındı
- “nude replicating RNA gene”in kopyalanması henüz başarılamadı, ancak olasılık hâlâ var
- DNA, RNA ve peptitlerin kolektif otokatalitik kümeleri hâlihazırda oluşturuldu
- G. von Kiedrowski DNA otokatalitik kümesini, N. Lehman’ın araştırma ekibi RNA otokatalitik kümesini, G. Ashkenasy ise 9 peptitlik otokatalitik kümeyi oluşturdu
- Lipit otokatalitik kümeleri de daha önce değerlendirilmiştir
Kantian Whole ve hücrenin kendini örgütlemesi
- Kantian Whole, Immanuel Kant’ın 1790’lardaki, parçaların bütün için ve bütün tarafından var olduğu kavramından yola çıkar
- İnsan kalp, karaciğer, böbrek, akciğer ve beyin gibi parçalar aracılığıyla var olur; bu parçalar da insan denen bütün aracılığıyla var olur
- Tüm canlı organizmalar Kantian Whole’dur; bu tanımda virüsler de hücre ortamı içinde kendini kopyalayan Kantian Whole olarak sınıflandırılır
- Kristaller veya tuğlalar Kantian Whole değildir, ama hücre Kantian Whole’dur
- Katalitik kapanış, sistemdeki her reaksiyonun o sistem içindeki en az bir molekül tarafından katalizlendiği durumdur
- Tüm yaşayan hücreler katalitik kapanışı gerçekleştirir
- Yaşayan bir hücrede hiçbir molekül doğrudan kendi oluşumunu katalizlemez; hücrenin tüm molekül kümesi, yeniden üretim sürecinde katalitik kapanışı sağlar
- 9 peptitlik otokatalitik kümede de her peptit, tüm kümenin karşılıklı katalizi sayesinde var olduğu için Kantian Whole’dur
- Kısıt kapanışı, denge dışı bir süreçte enerji salımını kısıtlayan sınır koşullarının, yeniden o sınır koşullarını oluşturduğu durumdur
- Termodinamik iş, enerji bazı serbestlik derecelerine kısıtlanarak salındığında yapılır
- Top, enerji salımını kısıtlayarak mermiyi namlu yönünde fırlatır; topun kendisini yapmak için de termodinamik iş gerekir
- Montévil ve Mossio, 2015’te kısıt kapanışını A, B, C kısıtlarının sırasıyla 1, 2, 3 süreçlerini kısıtlayıp birbirini oluşturduğu biçimde tanımladı
- Hücre, kendisini oluşturan sınır koşullarını kendisinin üretmesi bakımından otomobillerden, lokomotiflerden ve bilgisayarlardan farklıdır
- Otomobilde parçaların düzeni enerji salımını kısıtlar, ancak kendi sınır koşullarını kendisi üretmez
- Hücre, enerji salımını kısıtlayan sınır koşullarını üretir; bu sınır koşulları da yeniden aynı sınır koşullarını oluşturur
- Kendini yeniden üreten hücre, von Neumann’ın Universal Constructor’ından farklı olarak ayrı Instructions gerektiren evrensel bir üretici değildir; somut olarak kendisini oluşturur
- 9 peptitlik otokatalitik kümede kendi oluşumunu kodlayan ayrılabilir “Instructions” yoktur; bu bağlamda yazılım ve donanım ayrımı anlamsızdır
Moleküler kendini yeniden üretme neden faz geçişi olarak ortaya çıkar?
- RAF teorisi, yeterince zengin kimyasal reaksiyon ağlarında kolektif otokatalitik kümelerin ortaya çıkışını birinci dereceden faz geçişi olarak ele alır
- Yaşamın molekülleri karbon, hidrojen, azot, oksijen, fosfor ve kükürt (CHNOPS) gibi atomlardan oluşan kombinatoryal nesnelerdir
- A ve B iki bileşeninden oluşan uzunluğu 10 olan doğrusal bir polimer, bitişik 9 bağdan herhangi birini koparma yoluyla 9 oluşum yoluna sahiptir
- Moleküllerin kombinatoryal karmaşıklığı arttıkça, tüm reaksiyon sisteminde molekül sayısı M’ye kıyasla reaksiyon sayısı R’nin oranı R/M artar
- Kimyasal reaksiyon grafiği, molekül türlerini noktalarla, reaksiyonları kutularla gösteren iki parçalı grafik olarak ifade edilebilir
- Substratlardan reaksiyon kutusuna, reaksiyon kutusundan ürünlere oklar uzanır
- Bu yapı reaksiyon ağını gösterir; kimyasal dengeden sapmaya göre değişen termodinamik akış yönü anlamına gelmez
- Hangi molekülün hangi reaksiyonu katalizlediği bilinirse, katalizör molekülden ilgili reaksiyona kesikli ok eklenebilir ve bu yapı iki parçalı hipergraf hâline gelir
- Katalitik ilişkiler bilinmediğinde teori, her molekülün her reaksiyonu katalizleme olasılığı Pcat olduğu şeklindeki basit varsayımla geliştirilir
- Pcat arttığında yeterince çok reaksiyon katalizlenir ve dev bir bağlı bileşen oluşturur; bu bileşen kolektif olarak otokatalitik olur
- Pcat sabit tutulsa bile molekül sayısı ve atomik karmaşıklık arttığında R/M büyür; belirli bir karmaşıklıkta RAF, 1,0 olasılığa yakın bir değerle ortaya çıkar
- Bu, yeterince zengin denge dışı kimyasal reaksiyon sistemlerinde moleküler kendini yeniden üretmeye giden birinci dereceden faz geçişi olarak yorumlanır
- Erdos ve Renyi’nin 1959 tarihli rastgele grafik sonucu, faz geçişi sezgisine temel olarak kullanılır
- N düğüme rastgele kenarlar eklendiğinde, kenar sayısı L ile düğüm sayısı N’nin oranı L/N 0,5’e ulaştığında dev bir bağlı bileşen aniden ortaya çıkar
- Kimyasal reaksiyon hipergrafında kolektif otokatalitik kümenin ortaya çıkış süreci de aynı türden faz geçişi olarak ele alınır
TAP ve RAF’ın birleşimi: kozmik kimyasal evrimden yaşama
- Theory of the Adjacent Possible (TAP) ile RAF teorisinin birleşimi, moleküler çeşitliliğin artışı ile otokatalizin ortaya çıkışını tek bir süreçte birleştirir
- TAP denklemi, moleküllerin birbirine bağlanarak yeni moleküller oluşturduğu ayrık dinamik sistemi ele alır
- Mevcut molekül sayısı Mt olduğunda, Mt içinden i büyüklüğünde bir altküme seçilip alpha^i olasılığıyla yeni bir molekül üretilir; burada 0 < alpha < 1,0’dır
- Az sayıda başlangıç molekülüyle yola çıkıldığında molekül türlerinin sayısı önce yavaş artar, sonra hiperbolik olarak patlar ve sonlu zaman içinde sonsuza ulaşır
- TAP süreci, evrende kimyasal çeşitliliğin artışını kabaca modeller
- Erken evrende kuarklar, gluonlar, elektronlar ve pozitronlar gibi temel parçacıklar vardı; evren soğudukça hadronlar ile hidrojen ve berilyum oluştu
- Daha sonra süpernovalarda kalan 98 kararlı atom oluştu
- Basit moleküllerden daha karmaşık moleküllere doğru ilerledikçe moleküler çeşitlilik, atomik karmaşıklık ve potansiyel reaksiyonlar artar
- Güneş Sistemi ile birlikte yaklaşık 5 milyar yıl önce oluşan Murchison meteoritinde yüz binlerce molekül türü ve bunlar arasında potansiyel reaksiyonlar vardır
- TAP-RAF birleşiminde TAP’ta oluşan her molekül, her reaksiyonu sabit Pcat olasılığıyla katalizleyebilir
- Zamanla nesne çeşitliliği artar ve kolektif otokatalitik kümenin birinci dereceden faz geçişi 1,0 olasılıkla ortaya çıkar
- Moleküler çeşitlilik arttığında moleküllerin karmaşıklığı ve reaksiyon sayısı artar; R/M oranı da büyür
- Aynı molekül kümesi M, aynı reaksiyon kümesi R’yi katalizlemeye aday olduğundan, kataliz olasılıkları tekdüze dağılım, kuvvet yasası veya başka yöntemlerle atansa da bir noktada faz geçişi gerçekleşir
- Bu nedenle, evrilen bir evrende moleküler kendini yeniden üretme beklenebilir bir olay olarak ele alınır
- Kendini yeniden üreten moleküler reaksiyon sistemi, mekânsal kapanış eklendiğinde yaşam koşullarını karşılar
- Mekânsal çevrelenme, hidrotermal bacalardaki küçük cepler veya daha tercihen aynı sistemin sentezlediği lipitlerden oluşan lipozom olabilir
- Kantian Whole, katalitik kapanış, kısıt kapanışı ve mekânsal kapanışın birleşimi yaşamı oluşturur
- Bu bakış açısı Bergson’un élan vital kavramını mistik olmayan biçimde yorumlar
Açık evrim ve yasaların sınırı
- Yaşam ortaya çıktıktan sonraki biyosfer evrimini Newtonian Paradigm içinde eksiksiz ele almak zordur
- Klasik fizik, ilgili değişkenleri, hareket yasalarını, sınır koşullarını ve başlangıç koşullarını belirleyip hareket denklemlerinin integrasyonuyla faz uzayında tekil bir yörünge elde etme yöntemine dayanır
- Kuantum mekaniğinde de Schrödinger denkleminin integrasyonuyla olasılık dağılımının yörüngesi elde edilir; ölçüm genellikle ontolojik olarak rastgele bir olay olarak ele alınır
- Tüm Newtonian Paradigm içinde faz uzayının önceden belirtilmiş olması gerekir
- Evrilen biyosferin Kantian Whole’ları, önceden çıkarılamayan veya belirlenemeyen yeni faz uzayları üretmeyi sürdürür
- Bu nedenle biyosferin evrimi yalnızca fizikle açıklanamaz; işlev kavramı gerekir
- Kantian Whole tanımlandığında, bir parçanın işlevi bütünü sürdüren nedensel sonuçların altkümesi olarak tanımlanır
- Kalbin işlevi kan pompalamaktır; kalp sesi çıkarmak veya perikard içindeki suyu sallamak değildir
- Seçilim parçalar üzerinde değil, Kantian Whole organizma düzeyinde işler
- Seçilim, kanı daha verimli pompalayan kalbi doğrudan seçmez
- Böyle bir kalbi miras alan organizmanın daha fazla yavru bırakma olasılığı artar; gelişmiş kalp dolaylı olarak seçilir
- Aynı parçanın işlevi, yeni nedensel özellikler bütünü sürdürür hâle geldikçe değişebilir
- Bu, Darwinian pre-adaptation veya Gould ve Verba’nın exaptation kavramıyla ele alınır
- Dinozorların ısı düzenleme amaçlı pullarının kuşların uçuş tüylerine dönüştürülmesi, normal bir enzimin şeffaf lens proteini hâline gelmesi ve akciğerli balıkların akciğerinden yüzme kesesinin evrimleşmesi örnekler arasındadır
- Bir motor bloğunun kâğıt ağırlığı olarak kullanılmasından, hindistan cevizi kırmak için de kullanılabileceği sonucu tümdengelimle çıkarılamaz; aynı nesne bir muz kabuğu da olabilir
- İşlevsel yenilik, tümdengelimle çıkarılabilir yasalardan değil, jury-rigging ve exaptation’dan doğar
- Aynı nesnenin yeni kullanım biçimleri için tümdengelimsel bir teori yoktur
- Biyosferin açık evrimi, yasaların ima ettiği bir tümdengelim değil, tümdengelimsel olmayan bir inşadır
- Bir motor bloğunun veya tornavidanın tek başına ya da başka nesnelerle birlikte sahip olabileceği tüm kullanım biçimleri listelenemeyeceğinden, küme teorisine dayalı matematikle bile bu liste önceden kapatılamaz
1 yorum
Hacker News yorumları
Denis’e ve bu makaleye ilgi gösterenlere teşekkürler. Yaşamın kökeni alanı eski ve değerli, ancak çok parçalı; ana akımda iki büyük yaklaşım var: önce şablon kopyalama ve önce metabolizma
Ben önce metabolizma tarafında sorumluluk taşıyan kişilerden biri olarak, 1971’de yeterince çeşitli ve karmaşık kimyasal reaksiyon sistemlerinde, kolektif olarak otokatalitik kendi kendini yeniden üreten kümelerin birinci dereceden faz geçişi gibi ortaya çıktığını düşünmüştüm. Bu tür kümeler DNA, RNA ve peptitlerle mühendislik yoluyla zaten oluşturuldu; Joana Xavier’in öncülük ettiği son sonuçlar ise DNA/RNA/peptit polimerleri olmadan da 6700 prokaryotun tamamında küçük molekül temelli kolektif otokatalitik kümeler olduğunu gösteriyor
Bu kümelerin test tüpünde gerçekten yeniden üreyip üremediği henüz kesin değil; bunu doğrulamak kilit nokta. Eğer doğruysa, şablon-önce bakışının neredeyse dışarıda kaldığını düşünüyorum. Bir şablon sisteminin kurulabilmesi için RNA enzimlerinin, şablon kopyalama sistemi için bileşenler üreten “bağlantılı metabolizmayı” katalizleyecek şekilde evrimleşmesi gerekir; oysa RNA polimeraz olmadan bu bağlantılı metabolizmanın kendisinin kolektif olarak otokatalitik olmaması için bir neden yok
Joana’nın kümesi yalnızca amino asitler ve ATP üretmekle kalmıyor, bağlantılı enerji metabolizmasının merkezi temellerini de oluşturuyor. Çevrimiçi makalenin temelde doğru olduğunu düşünüyorum. Canlı hücreler gerçekten de bir Kantçı bütün olarak katalitik kapanma, kısıt kapanması ve uzamsal kapanma elde eder ve bununla kelimenin tam anlamıyla kendilerini kurarlar
Hücrenin sınır koşulu molekülleri, çeşitli denge dışı süreçlerde açığa çıkan enerjiyi, tam da o sınır koşullarını yeniden oluşturan az sayıdaki serbestlik derecesiyle sınırlar. Bu, Mael Montevil ve Mateo Missio sayesinde ortaya çıkan tamamen yeni bir fikir ve ben 15 yıl boyunca bunu kaçırmışım
TAP süreci ile kolektif otokatalizin birinci dereceden faz geçişi teorisini birleştiren TAP-RAF gerçekten çalışıyor gibi görünüyor. Sistemin karmaşıklığı ve çeşitliliği artarken 1’e yakın bir olasılıkla birinci dereceden faz geçişi oluşuyorsa, evrimleşen bir evrende yaşamın ortaya çıkışı beklenebilir bir şey haline gelir
İki büyük sürpriz de var. Kısıt kapanması nedeniyle hücrenin kendini yeniden üretme biçimi, von Neumann’ın kendi kendini yeniden üreten otomatlarının hayal ettiği biçimden tamamen farklı; aşina olduğumuz donanım/yazılım ayrımı da ortadan kalkıyor. Bu derinden önemli olabilir, ama anlamı hâlâ çok belirsiz
Ayrıca Andrea ve ben “A Third Transition in Science?” adlı, 14 Nisan 2023 tarihli J. Roy. Soc. Interface makalesinde, küme kuramına dayalı herhangi bir matematikle evrimleşen biyosferin durmaksızın yaratıcı yeniliklerinin ortaya çıkışının tümdengelimle çıkarılamayacağını gösterdiğimize inanıyoruz. Eğer doğruysa, evrimleşen biyosfer klasik fizik ile kuantum fiziğinin tamamının temeli olan Newtoncu paradigmanın bütünüyle ötesine geçiyor
Evrimleşen biyosfer tümdengelimle hesaplanabilir bir şey değil, tümdengelimle öngörülemez biçimde yayılan bir inşadır. Öyleyse neden Turing’i ve yapay zekayı izleyerek dünyanın, zihnin, her şeyin oluşumunun algoritmik olduğuna inanıyoruz? Öyle değil. Andrea ve ben “The world is not a theorem”ı yayımladık; eğer doğruysa fizikçilerin ve hepimizin bunun anlamı üzerine düşünmesi gerekiyor
Schrödinger’in “What is Life?”ından başlayarak bu tür kitaplar adeta bir tür oluşturuyor. Monod’nun “Chance and Necessity”si eski ama harika; Nick Lane’in kitapları, özellikle “The Vital Question”, Nurse’ün “What is Life?”ı ve Zimmer’ın “Life’s Edge”i de okunmaya değer
Ayrıntılar ve vurgular yazardan yazara değişiyor, ama genel olarak hepsi paradigma öncesi döneme ait, spekülatif ve bolca el yordamıyla ilerleyen tartışmalar. McFadden ve Al-Khalili’nin “Life on the Edge”indeki şu cümleyi özellikle sevmiştim: “Biyologlar yaşamın kendisinin özgün bir tanımı üzerinde bile uzlaşamamış olsalar da, hücreleri, çift sarmalı, fotosentezi, enzimleri ve sayısız yaşam olgusunu çözümlemeyi bırakmadılar”
Bilgi teorisini anlamaya başladığım dönemde epey sarsıcıydı
Bütün bunların sentezlenip tek bir paradigma oluşturup oluşturamayacağını bilmiyorum. Sadece çok fazla şey var
Kişisel olarak, evrenin entropi yoluyla çökebileceği yolların birden çok daha fazla sayıda ortaya çıkması ve bu yeni yolların oluşumunu hızlandıran mekanizmalar kümesinin “yaşam” olarak görülebileceği kanaatindeyim. Bu tanım üzerinden DNA kullanan yaşam ile kullanmayan yaşam arasında ayrım yapılabilir
İlk birkaç paragrafı okuyunca “Stuart Kauffman’ı kim kopyalıyor? Bu fikirleri 30 yıldır yazan kişi o” diye düşündüm; meğer ilk yazar Stuart Kauffmanmış
Kauffman burada yer alan fikirleri onlarca yıldır geliştiriyor ve bu makale “yeni bir fikir”den çok 50 yıllık çalışmanın yoğunlaştırılmış özetine yakın. Sözler ve düşünceler bulanık görünebilir, ama aslında çoğu zaman somut ve belirli anlamlara sahipler. Yazının sonunda bu teoriyi yanlışlayabilecek deneyler de sunuluyor
Gerçekten derine inmek istiyorsanız 1993 tarihli “On The Origins of Order” kitabına bakabilirsiniz, ISBN 978-0-19-507951-7: https://global.oup.com/academic/product/the-origins-of-order-9780195079517
Yaşamın karmaşıklığının hep artıyor gibi görünmesi ilginç. Yok oluş olaylarını saymazsak, karmaşık yaşam zaman geçtikçe genel olarak daha avantajlı hale geliyor gibi; ekosistemin tamamı ölüme gitmediği sürece de bütün olarak karmaşıklığını kaybettiğini pek görmüyoruz gibi
Basit canlılar karmaşık canlıların temelini oluşturur; karmaşık canlıların daha spesifik gereksinimleri vardır ama keşfetme, edinme ve yayılma yetenekleri daha iyidir. Bu yüzden basit canlıların tek başına ulaşamayacağı yaşanabilir nişleri bulur ve basit canlılar için de bir tür yuva oluşturur
Teknolojinin zaman ölçeğinde de mümkün olur olmaz başka zekâlarla temas kurmaya çalıştık; yapabileceğimizi düşünür düşünmez de yapmaya çalıştık. Sızma (percolation), yaşamın ve zekânın tanımlayıcı bir özelliğidir demek oldukça makul görünüyor
Hyperion, Neuromancer, Foundation gibi bilimkurgular da akla geliyor. Geleceği konu alan insan yazınında, yüksek zekânın varış noktası başka zekâları aramak ya da yaratmak ve onlara yaklaşmak gibi görünüyor; sonrasında da ilginç şeyler oluyor
Evrende enerji yayılımı yoluyla karmaşıklık artışını seçen bir güç var. Denge dışı sistemlerde, enerjiyi daha verimli biçimde yaymanın yollarını bulmak için olasılıklar uzayını keşfetmeye yönelik güçlü bir baskı oluşur. Kum tanesi büyüklüğündeki bir bakteri, bir kum tanesinden çok daha fazla enerji yaydığı için bu bakış açısından bakteriye yönelik güçlü bir “tercih” ortaya çıkar
Örneğin bazı virüsler parazit bakterilerden, o parazit bakteriler de serbest yaşayan bakterilerden evrimleşmiş olabilir. Pek çok parazit basitleşerek konak olmadan yaşama yetisini kaybetmiştir; mağara ve yeraltı hayvanları da çoğu zaman görme yetisini ve pigmentlerini kaybeder. Deniz memelilerinin kara memelilerinin uzuvlarını kaybetmesi ya da sabit yaşayan deniz omurgasızlarının serbest yüzen atalardan evrimleşmesi de örnekler arasında
Karmaşıklığın bir maliyeti vardır; avantajlı olduğunda evrimleşir, faydası yoksa hızla kaybedilir. Tek yönde ilerleyen bir karmaşıklık oku yoktur
Birey sayısına göre Dünya’daki yaşamın ezici çoğunluğu bugün de geçmişte de tek hücreli prokaryotlardır. Toplam biyokütle açısından bitkiler daha büyük olsa da bu, bitkilerin yüzeyi biyolojik güneş panelleri gibi kaplama biçiminden kaynaklanır
Bakteriler ve arkeler 3,5–4 milyar yıldır özünde çok fazla değişmedi. Gerektiğinde gen alışverişi yapar, maliyeti yüksek ve gereksizse atarlar. Baskın olan ve her yerde bulunanlar onlardır
Dünya’nın oluşumundan birkaç yüz milyon yıl sonra, hatta belki daha da erken bir zamandan beri vardılar; gezegen koşulları yeniden daha düşmanca hale gelirse, uzun vadede ökaryotlar tarihte bir anlık parıltı ve bir tesadüften ibaret kalmış olabilir. Dünya dışında yaşam olarak tanıyacağımız bir şey varsa, prokaryotlara benzemesi çok muhtemel. Galaksi bu tür şeylerle dolu olabilir
Kültürümüzde dünyayı “ilerleme” olarak görmeye yönelik güçlü bir felsefi ve ideolojik yanlılık, yani evrenin belirli bir düzene doğru aşama aşama ilerlediğini varsayan teleolojik bir yanlılık var. Ve bu ilerleme neredeyse her zaman bize ya da bugünde gizli duran gelecek fantezisindeki “bizim ötemize” varacak şekilde tanımlanıyor. Bu oldukça Kopernik öncesi hissettiriyor
Yok oluş olayları kaçınılmazdır ve çevresel bozulmalar, her şey ölene kadar giderek daha zorlayıcı hale gelebilir. Milyarlarca yıl sürse bile o dönemde karmaşıklığın azalma eğiliminde olması muhtemeldir. Sonuçta bu, tek bir evreyi aşırı genellemek gibi görünüyor
Makalenin girişini okuyunca Kauffman’ın mükemmel kitabı “At Home in the Universe” yeniden yazılmış gibi geliyor. Neredeyse 30 yıllık bir kitap; bu makalenin ne eklediğini görmek için okumak gerekecek
Kitabın ana fikri, yaşamın ortaya çıkışının; ortamda çeşitli kaynak kimyasallar, enerji kaynakları, su ya da karışım gibi koşullar bulunduğunda nadir bir olay değil, neredeyse kaçınılmaz olduğudur
Ön koşullar uygunsa, bir reaksiyonun ürününün sonraki reaksiyonun girdisi olduğu çeşitli kimyasal zincir reaksiyonları oluşur; sonunda da bu zincirin bir kısmını katalize eden ürünleri içeren reaksiyon zincirleri ortaya çıkar. Bu tür reaksiyonlar, ortamın belirli kimyasallarını tüketip metabolizma için yararlı başka maddeler üreten ilkel bir metabolizma olarak görülebilir
Buradan protosellere ve evrimin başlangıcına gitmek için gereken tek şey hücre benzeri bir kap olabilir; örneğin sahildeki köpük gibi su yüzeyinde yüzen bir şey yeterli olabilir. İlk “üreme”, dalgalar gibi fiziksel çalkantıların hücreleri bölerek yeni hücreler oluşturması şeklinde gerçekleşmiş olmalı
Her konumda mikroçevreler ve yerel reaksiyon zincirleri farklıdır; kimyasal kaynakları daha iyi kullanan, kendi yapısını ve metabolizmasını koruyan reaksiyonların daha fazla yayılması, “en iyi çoğalan ve hayatta kalan”ın evrimin başlangıcı haline gelmesidir. Sahil yerine derin deniz hidrotermal bacaları gibi somut koşulları seçseniz de genel argüman büyük ölçüde makul kalır
Yapay zekanın, evrende yaşamın evriminde beklenen bir faz geçişi olup olamayacağını merak ediyorum. Yaşam, daha yüksek boyutlu bir zekâ için yalnızca bir larva evresi mi?
Evrim, daha iyi evrilen, yani daha hızlı uyum sağlayan şeyler yaratma yönüne eğilebilir. Çok hücreli yaşam ve eşeyli üreme gibi DNA karışımıyla çeşitlilik yaratmak da buna dahil
Karmaşık bir çevrede neredeyse kaçınılmaz biçimde ortaya çıkacak evrimsel nişlerden biri zekâdır. Çok çeşitli durumlarda hayatta kalıp gelişebilen bir genelcidir; rekabetçi evrim oyununda daha yüksek zekânın daha düşük zekâyı yenme olasılığı yüksektir. Sonunda kendi düzeyinin üzerinde bir AI yaratacak kadar zeki bir canlı ortaya çıkar; bu da kendisini başlatan zekâdan çok daha hızlı evrilebilen başka bir kazanma yolu olabilir
AI ya da yapay yaşamın mutlaka özerk ve bağımsız bir varlık hâline gelmesi gerekip gerekmediği de ilginç. Hayatta kalmak için konağa ihtiyaç duyan bir virüs gibi kalması da mümkün olabilir. 1. aşama AI’ın kesinlikle bir konağa ihtiyacı var, ama sonuna kadar bağımsızlaşması gerekmeyebilir. Linus Torvalds’ın “gerçek erkeklerin yedeğe ihtiyacı yoktur” şakası gibi; yazılımı dağıtırsan onun dünya çapındaki git depolarına kopyalanacağına güvenmek gibi. AI da yeterince yaygınlaşırsa, yedeklere ya da bir bedene ihtiyaç duymadan yok oluşa karşı dayanıklı hâle gelebilir
Kelimenin tam anlamıyla bizim suretimizde yaratıldığı için gururdan ağlayabiliriz
Kimyada bunun net bir tanımı var; kozmolojide de ortalama yoğunluğun çok daha yüksek olduğu erken evrenin vakum durumunda geçirdiği faz geçişlerine dair bir analoji var. Bunların hepsi sıcaklık ve yoğunluk değişimlerine bağlı olarak maddenin özelliklerinde oluşan nitel değişimlerle ilgilidir
Yaşamın niteliksel olarak farklı bir madde durumu olduğu kabul edilebilir, ama aşina olduğumuz faz geçişleri kadar apaçık değildir. Neyin yaşam olup olmadığına dair keskin bir sınır da yok. Bu makale bir tanım vermeye çalışıyor, ama bu da başlı başına, katı ve sıvı tanımları gibi evrensel olarak kabul edilmiş bir ölçüt olmadığını gösteriyor
Bildiğimiz tüm yaşam biçimlerinde en azından yarı geçirgen bir bariyer bulunur; enerjiyi içeri alıp depolar ve bariyerin içindeki entropiyi yerel olarak düşürürken ısı ya da yan ürünleri çevreye salar
Elbette bunu yapan yalnızca yaşam değildir. Evim de aynı açıklamaya uyar. Canlı saydıklarımız ile araçları ayıran neredeyse tek çizgi, canlı saydığımız şeylerin başka yaşamdan doğmuş ve türemiş olması; araçların ise keşfedilmiş ya da üretilmiş parçalardan monte edilmesidir
Ama bu, köken farkıdır; özellik ya da yetenek farkı değil. Elektronik hesaplama aygıtları dahil herhangi bir aracı kendi kendine montaj, kendi kendini onarma ve kendi kendini çoğaltma yapabilecek hâle getirirseniz yaşam benzeri özelliklere sahip olabilir. Yazılımda bu bir ölçüde mümkün, ama “yazılım”ın bir birimini birey olarak nasıl ayırt edeceğimiz de net değil. Zeki yazılım ile zeki olmayan yazılım arasındaki sınır daha da belirsiz; hesaplamanın üzerinde çalıştığı maddenin durumu da değişmediği için, terimi aşırı zorlamadan buna faz geçişi demek zor
“Biz gerçekten doğanın bir parçasıyız; doğanın üstünde varlıklar değiliz” cümlesi bana her zaman “doğa dışı”, “yapay”, “sentetik” gibi sözcükleri sorgulatır
Biz doğanın bir parçasıysak ve bunlar bizim yan ürünlerimizse, onlar da doğal olarak ortaya çıkmış sayılmaz mı?
Bu müdahale mekanik olabilir; Stonehenge gibi. Biyolojik olabilir; hayvan ırklarını insanlar için daha yararlı olacak şekilde ıslah etmek gibi. Kimyasal olabilir; plastikten yağ sentezlemek gibi. Ya da viski gibi bunların hepsinin karmaşık bir birleşimi olabilir. Ayrıca geçişlidir: yapay bir şeyin yaptığı şey de yapaydır
Bu tanımda, doğal olarak ortaya çıkmış bir varlık olan insanın yapay nesneler üretebilmesinde hiç şaşırtıcı bir yan yok. Bu tanım teoride, varsayımsal uzaylılar gibi insan benzeri failler için de genişletilebilir; sadece pratikte buna henüz ihtiyaç duymadık
Yalnız “yapay tatlandırıcı”ya karşı “doğal böcek ilacı” gibi ifadelerde kullanılan ikincil anlamın, ciddi biçimde sorgulandığında pek ayakta kalacağını sanmıyorum
Öte yandan dilde ve kültürde pek çok tabu var ve bunların hepsi toplumsal esenlik ya da bireysel mutluluk açısından kötü değil. Çocuklara ara sıra yalan söylemek basit bir örnek. Bu tabuların arkasına gizlenen şeylerin “doğa dışı”, daha sık olarak da “doğaüstü” diye belirme eğiliminde olduğunu düşünüyorum
Fiziğin bir devrime ihtiyacı olmadığı sözüne de genelde katılmıyorum; ama fiziğin gerçekten çalışan makineler üretecek kadar başarılı olduğunu ve bunları sürdürmemiz gerektiğini anlıyorum
İşlevsel fark, söz konusu maddeyi canlıların ne kadar kolay sindirebildiğindedir. Kolayca sindirilebiliyorsa gıdadır; hiç sindirilemiyorsa yapaydan da kötü, yaşam karşıtıdır
Son zamanlarda yaşamı, evrimi ve bilinci açıklamak için matematik ya da fizik teorileri arama eğilimi yaygın görünüyor
E/Acc tarafında, termodinamiğin ikinci yasasının entropi artışı biçiminde “yaşamı” yönlendirdiği düşünülüyor: https://www.quantamagazine.org/a-new-thermodynamics-theory-of-the-origin-of-life-20140122/
Constructor Theory’de, bir görevi gerçekleştirebilirken aynı zamanda o görevi yeniden gerçekleştirme yeteneğini koruyan varlığa constructor denir; yaşam da bir constructor olarak görülür
Assembly Theory, Lee Cronin’in çalışmasına dayanır; tüm nesneleri, en kısa yoldan monte edilebilme ya da parçalarına ayrılabilme yetenekleriyle tanımlar: https://iai.tv/articles/a-new-theory-of-matter-may-help-explain-life-lee-cronin-auid-2656
Bir de Donald Hoffman’ın son zamanlarda anlattıkları var. Bu, temel katmanın kendisinden ziyade bizim onu bilemeyeceğimizle ilgili bir şey de olabilir
Son dönemde Tufts’tan Michael Levin’in çalışmalarına kapılmış durumdayım. Hücrelerin ve hücresel sistemlerin hedefe yönelik davranışları gibi konuları inceliyor. Giriş için şu video iyi: https://www.youtube.com/watch?v=p3lsYlod5OU
“Yaşamın ortaya çıkışı, evrimleşen bir evrende beklenen bir faz geçişi midir?” sorusu kolayca yanıtlanabilir
Bilincin nasıl ortaya çıktığını bilmiyoruz; onu kesin biçimde tanımlayamıyor ya da var olup olmadığını belirsizliğe yer bırakmadan saptayamıyoruz. Kendimizde bilinç olduğuna inanıyoruz, ama diğer hayvanlarda ya da nesnelerde olup olmadığından emin değiliz
Bu yüzden Occam’ın usturası uyarınca tüm maddenin bir ölçüde bilince sahip olduğunu geçici olarak varsayabiliriz; en basit varsayım budur. Alternatifi, bilincin istisnai olarak yalnızca canlılarda bulunduğunu ileri sürmeyi gerektirir; buna dair kanıt yok, karşı argüman ise çok
Dolayısıyla yaşam, madde ya da enerjinin özel bir hâli değildir; yaşamın ortaya çıkışı fizik yasalarıyla çelişen ya da ayrı bir açıklama gerektiren bir faz geçişi değildir
Yaşam, minerallerle karşılaştırıldığında şaşırtıcı derecede karmaşık olması anlamında özeldir; ama minerallerle aynı yasalara uyması anlamında özel değildir
Kimse yaşamın fizik yasalarıyla çeliştiğini iddia etmiyor. Benim anladığım kadarıyla yazının ana fikri şu: Moleküller çarpışıp bağlanırken yeterince karmaşık hâle geldiğinde, kendi kendini sürdüren ve kendi kendini kopyalayan sistemler tesadüfen ortaya çıkabilir; bu süreç de kozmik zaman ölçeklerinde her yerde benzer dönemlerde gerçekleşecek kadar deterministik olabilir
Deneyimlediğimiz bilincin emergent bir özellik olduğunu düşünen birçok bilim insanı panpsişizm tarafına eğilir; madde ile bilinci, gerçekliği başlatan ortak ilksel unsurlar olarak görür. Ancak panpsişizmin birçok sorunu var. Öncelikle düalisttir, yani başlangıçta iki ayrı sihir gerektirir. Fizik yalnızca maddeyle ilgilendiği için panpsişizm bir bilim teorisinden çok ilginç bir felsefe olarak ele alınır. Sonraki sorunlar da mevcut materyalist çerçevenin kalıntılarıdır: Maddenin proto-bilincinin şeker tadını ya da aşkı nasıl ürettiği, bu bilinçsel özelliklerin nerede bulunduğu, nasıl tanımlanacağı gibi sorular
Occam’ın usturası açısından bakınca daha az popüler olan idealizmin, yani bilincin ilksel olduğu ve ardından maddeyi başlattığı görüşünün daha yalın olduğunu düşünüyorum. Başta daha az sezgisel gelir; ama Don Hoffman ve Bernardo Kastrup gibi isimlerin tartışmalarını bilimsel ve analitik felsefi açıdan dinleyince, gerçekten anlamlı görünen tek çerçeve gibi duruyor ve fizik ile felsefedeki çeşitli sorunları da çözüyor. Örneğin yerel realizm yanlışsa, bilinç deneyimlemediğinde madde nerededir; tek gerçek gerçeklikte bulunma olasılığımız 1/N ise neden orada olduğumuzu varsayıyoruz gibi meseleler
Ayrıca Budizm, Advaita, Taoizm, Sufizm ve Hristiyan mistisizmi gibi, bu tür bir idrakle yaşadığı kaydedilen geleneklerin non-dual sezgileriyle uzlaşması gibi bir bonusu da var. Ancak derin bir kavramsal paradigma değişimi gerektiriyor ve ilk düşünüldüğünden çok daha derin. Bu yüzden hemen tepki vermek yerine, yukarıda adı geçen kişilerin yazılarını ya da tartışmalarını okuyup dinlemeyi öneririm
Biraz hidrojen toplarsanız pek bir şey olmaz; yeterince toplarsanız yıldız olur. Bilinç de aynı örüntüyü izleyebilir ve bu yine de Occam’ın usturasıyla uyumlu olabilir
Böyle bir kimyasal karmaşıklık, kullanılabilir serbest enerji bulunduğunu da zayıf biçimde ima eder; bu da kendi kendini kopyalamanın gerekli koşullarından biridir