Физики предложили новое определение жизни

В основе новой концепции лежит информация. Авторы утверждают, что жизнь — это не только химия и термодинамика, а главное свойство живого — способность обрабатывать семантическую информацию. Так ученые называют данные, которые помогают организму выживать. Например, некоторые виды птиц умеют отличать ядовитые ягоды их ареала от съедобных. Если организм проигнорирует этот факт, он погибнет. В противовес этому существует синтаксическая информация – сырые данные, не имеющие ценности для выживания. Живое существо может не обращать на них внимания без всякого вреда для себя.

Ключевым понятием здесь становится жизнеспособность. Ученые определяют жизнь через наличие простой внутренней цели — не умереть. По их словам, этим живое отличается от неживого. Сложные физические системы, например ураган или камень, не заботятся о своем сохранении. У них нет цели выжить. Живой же организм постоянно сканирует окружающую среду: он ищет еду, следит за температурой и проверяет наличие токсинов. Эти данные напрямую влияют на его судьбу.

Этот подход развивает концепцию «универсальной жизни», которую доктор Бартлетт представил ранее. Она держится на четырех столпах: рассеивание энергии, рост, стабильность внутренней среды и обучение. Новая работа подробно объясняет четвертый пункт. Обучение и обработка информации — это фундамент выживания.

Такой взгляд меняет подход к вопросу о происхождении жизни. Обычно ученые ищут момент, когда случайно собралась первая молекула ДНК или РНК. Бартлетт предлагает искать другое событие — информационный переход. Жизнь началась тогда, когда материя стала использовать данные из внешней среды для самосохранения. У этой гипотезы есть преимущество – ее можно проверить экспериментально и даже опровергнуть, если она неверна.

Для проверки ученые придумали опыт с «химическим садом». Так называют причудливые структуры, которые сами растут в растворе солей металлов. В эксперименте используют компьютерный алгоритм под названием «Машина Эпсилон». Он генерирует сложные скрытые закономерности. Этот алгоритм подключают к генератору электрических сигналов, а электроды опускают в раствор с растущим садом. Задача ученых — увидеть, начнет ли «глупая» материя реагировать на скрытый узор. Если структура сада станет повторять логику алгоритма, это докажет возможность обучения неживой материи.

Эта теория имеет значение и для астрономии, потому что помогает понять, какими могут быть инопланетяне. Первое следствие касается размера. Чтобы выжить, клетка должна иметь сенсоры для анализа среды. Физика накладывает жесткое ограничение на размер таких датчиков. Минимальный диаметр клетки не может быть меньше 0,4 микрометра.

Ограничение возникает из-за броуновского движения. Молекулы воды и газа находятся в постоянном хаотичном движении. Если клетка будет слишком маленькой, удары молекул начнут ее быстро вращать. Она потеряет ориентацию и не поймет, где находится источник еды. Также случайные удары молекул создадут шум в сенсорах. Клетка получит ложный сигнал и совершит ошибку, которая станет фатальной. Этот закон универсален. Минимальный размер жизни на Земле, на Титане или на планете в другой галактике будет одинаковым.

Второе следствие касается методов поиска. Мы можем найти жизнь, если будем взаимодействовать с ней. Ученые предлагают отправить сигнал на другую планету и ждать «умного» ответа. Это не обязательно должно быть радиосообщение от развитой цивилизации. Достаточно зафиксировать, что планета возвращает больше информации, чем получает. Это укажет на наличие процессов обработки данных.

Также астрономы могут искать сложные молекулы. Теория сборки гласит, что природа не создает слишком сложные соединения случайно. Если мы найдем на другой планете молекулу невероятной сложности, это будет аргументом в пользу существования эволюции, потому что что-то или что-то должно было создать эту структуру для выполнения конкретной задачи. Ранее ученые уже находили сложные молекулы на Марсе, на спутнике Сатурна Энцеладе и даже за пределами Млечного Пути.

Фото Pexel