Informacja w przyrodzie

Pochodzenie życia a teoria informacji

Dnia 16 kwietnia 2007 Wyższa Szkoła Finansów i Zarządzania w Warszawie oraz Chrześcijańskie Forum Pracowników Nauki zorganizowały w gmachu WSFiZ spotkanie referatowo-dyskusyjne na temat: Powstanie życia z punktu widzenia teorii informacji.
Mówcą był fizyk i informatyk, prof. dr inż. Werner Gitt reprezentujący Physikalish-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, czyli Niemiecki Federalny Instytut Fizyki i Technologii w Brunszwiku. Prof. Gitt jest w tym instytucie Dziekanem Wydziału Technologii Informatycznych.Poniżej zawarte są obszerne fragmenty referatu prof. Wernera Gitta.

Nauki przyrodnicze mają dwa główne zadania:

1. Poszukiwanie nowego poznania.
2. Eliminowanie błędnych teorii.

Obserwujemy w świecie 3 największe dziedziny badań: materię, informację i życie. Jeśli znamy prawa natury, wtedy możemy poznawać te trzy wielkie obszary. Prawa natury odnoszące się do materii są nam bardzo dobrze znane z fizyki i chemii. Prawa natury w odniesieniu do informacji są zupełnie nowe i nie są znane jeszcze szeroko.

Jeśli chodzi o prawa natury w odniesieniu do życia, to mamy do dziś tylko jedno prawo, rozpoznane przez Luisa Pasteura, który stwierdził, że życie może pochodzić tylko od innego życia (prawo biogenezy). Nasze życie pochodzi od naszych rodziców, życie rodziców pochodzi od dziadków, itd. Życie powstaje w ten sposób, że na początku pokoleń było życie.

Istnieją jeszcze inne prawa natury w odniesieniu do życia, ale nie zostały jeszcze rozpoznane do dzisiaj. Jest to bardzo trudne zadanie, aby rozpoznać prawa natury odnoszące się do życia.

Wyjaśnię, jak można tego dokonać w oparciu o teorię informacji. Kluczowe jest przy tym znalezienie odpowiedniej wielkości – charakterystyki, która pozwoli na sformułowanie takiego prawa.

Na gruncie fizyki mamy 7 podstawowych jednostek odnoszących się do takich wielkości fizycznych jak masa, długość, natężenie prądu, temperatura, ilość materii, natężenie promieniowania i czas. Wszystkie jednostki fizyczne powstają poprzez kombinacje tych siedmiu podstawowych jednostek. Na przykład kombinując 3 jednostki podstawowe z długością w czterech możliwych potęgach otrzymujemy 64 możliwości jednostek pochodnych. Oczywiście tylko niektóre mają obecnie znaczenie jako wielkości fizyczne. Z tych 64 jednostek pochodnych wybrałem dwie jednostki – wielkości fizyczne, które nadają się do formułowania praw natury w odniesieniu do materii: pęd i energia. Jest to trudne, aby wybrać taką wielkość, za pomocą której można sformułować prawo przyrody.

Rozróżniamy dwa rodzaje praw przyrody:

1. Prawa dotyczące wielkości materialnych, takich jak energia, ładunek elektryczny, lepkość, itp.

2. Prawa dotyczące wielkości niematerialnych, takich jak informacja, inteligencja, świadomość, życie.

Z poznanego ogólnego prawa przyrody możemy wyprowadzić inne szczególne prawa przyrody. Wiele szczególnych praw przyrody prowadzi często do sformułowania ogólnego prawa przyrody. Dlatego nie można zdefiniować liczby praw przyrody.

Np. w elektrodynamice funkcjonuje ogólne prawo Maxwella. Jego szczególnymi sformułowaniami są prawo indukcji, prawo Coulomba i prawo Ohma.

Ogólne sformułowania teorii nt. praw natury:

1. Twierdzenia odnoszące praw przyrody bazują na odkryciach dokonanych w drodze powtarzalnych obserwacji i eksperymentów, dlatego prawa natury są niezmienne.

2. Prawa przyrody obowiązują powszechnie.

3. Prawa przyrody są niezmienne w czasie.

4. Prawa przyrody są proste.

5. Prawa przyrody nie znają wyjątków.

6. Prawa przyrody umożliwiają przewidzenie czy zaplanowany przebieg jakiegoś procesu jest w realnej rzeczywistości możliwy czy też nie. Np. perpetuum mobile nie jest możliwe jako sprzeczne z zasadą zachowania energii.

Systemy bazujące na informacji.

Robot o sześciu nogach potrafi chodzić po powierzchni płaskiej i po schodach. Dlaczego? Z powodu informacji zawartej w komputerze sterującym tym robotem. Czy jeśli usuniemy informację z komputera zmieni się masa robota? Nie! Informacja nic nie waży, nie posiada masy. Informacja jest wielkością niematerialną. Jest to bardzo ważne. Żywy organizm, jak np. owad taki jak patyczak, także nie mógłby się poruszać bez informacji. Aby system biologiczny mógł funkcjonować musi być w nim zawarta informacja sterująca.

Dlaczego informacja jest wielkością niematerialną?

1. Bo jest ona ideą.
2. Informacja nia posiada masy.
3. Informacja nie jest właściwością materii.
4. Informacja nie koreluje z materią. Nie są one wzajemnie powiązane.

Dlaczego energia, pęd, lepkość i ładunek elektryczny są wielkościami materialnymi?

1. Nie są one ideami.
2. Są właściwościami materii.
3. Korelują z materią. Są z materią powiązane.

Mikrochip reprezentuje materię i informację.
Mrówka reprezentuje materię, informację i życie.

Widoczny na zdjęciu ptak (siewka złota – pluvialis dominica fulva) latem żyje na Alasce. Na zimę leci na Hawaje – pokonuje dystans 4000 km bez lądowania i wodowania (nie potrafi unosić się na wodzie). Leci przez 88 godzin, czyli przez trzy i pół doby ciągłego lotu bez przerwy. Zobaczmy, jak zużywa on energię.

Waży 200 gram przy starcie. Traci 70 gram wagi w trakcie lotu. Spala 0.6% całego zapasu łuszczu na godzinę. Czyli po 72 godzinach ptak zużyłby cały zapas tłuszczu i powinien spaść do morza zanim osiągnie Hawaje. Tymczasem w jakiś sposób dolatuje na Hawaje.

Bóg, który stworzył tego ptaka dał mu bardzo ważną informację zakodowaną w jego instynkcie: Nie lataj nigdy sam ale w gromadzie. W ten sposób oszczędzisz 23% energii. Po locie ptakowi zostaje jeszcze 6.8% energii. Informacja, którą ptak posiada jest więc kluczowa.

Ponadto zasada fizjologiczna zakodowana w funkcjonowaniu organizmu ptaka w czasie lotu ma także znaczenie: środek ciężkości ptaka w locie pozostaje cały czas na tym samym poziomie. Ma to ogromne znaczenie dla oszczędzania energii.

A zatem biologiczne systemy są sterowane przez informację.

Wielki amerykański matematyk Norbert Wiener stwierdził: Informacja to informacja, nie zaś materia ani energia. Jednakże Wiener nie zdefiniował informacji.

Co to jest informacja? Definicja w naukach przyrodniczych powinna być precyzyjna i zrozumiała. Musi ściśle i jednoznacznie określać swój zakres tzn. zawierać tylko definiowane przedmioty i wykluczać wszystko pozostałe. Np. w ścisłej definicji fizycznej: energia = siła x droga. Nie możemy brać pod uwagę różnych potocznych znaczeń energii. Podobnie informacja powinna być zdefiniowana w sposób ścisły, nie potoczny.

Ścisła definicja informacji zawiera pięć różnych poziomów. Informacja posiada następujące cechy:

1. Statystyka – informacja wyróżnia się specyficznym uporządkowaniem swych elementów składowych.
2. Syntaktyka – informacja jest podana w logicznym systemie, który można odczytać – np. reguły gramatyczne języka, czy alfabet Morse’a.
3. Semantyka – informacja posiada logiczne znaczenie jako przekaz treści – np.: pociąg do Wrocławia odjedzie o 16:00, z peronu czwartego.
4. Pragmatyka – informacja nadaje się do praktycznego wykorzystania np. w działaniach i procesach w systemach fizycznych, biologicznych.
5. Apobetyka – wykorzystanie informacji w procesach skutkuje w osiągnięciu logicznego celu.

Jeśli brakuje jednej z tych cech w danym kodzie, to kod ten nie jest informacją.

Prawa natury dotyczące informacji.

Są cztery prawa natury w odniesieniu do informacji:

1. Informacja jest fundamentalną wielkością niematerialną a nie właściwością materii.
2. Czynnik materialny taki jak procesu fizyczne czy chemiczne nie może stworzyć wielkości niematerialnej.
3. Informacja nie może powstać w procesach statystycznych, gdyż niezawierałaby wtedy m.in. syntaktyki, semantyki.
4. Informacja może pochodzić tylko od inteligentnego nadawcy, tzn. twórczego, samodzielnie myślącego, działającego w określonym celu i posiadającego własną wolę.

Z czwartego prawa wynikają prawa dodatkowe:

4a. Każdy kod oparty jest na wzajemnej umowie pomiędzy nadawcą i odbiorcą dotyczącej zgodnego rozumienia pięciu zasadniczych cech informacji.
4b. Nie ma nowej informacji bez inteligentnego nadawcy.
4c. Cały łańcuch przekazu informacji można prześledzić w tył, aż do źródła tej informacji, czyli do inteligentnego nadawcy. Np. gdy słuchamy radia jesteśmy świadomi, że to nie radio jest źródłem informacji, nie maszt radiowy, ale nadawca programu – konkretna osoba. Nadawca nie zawsze musi być widzialny, ale zawsze musi być, jeśli mamy do czynienia z informacją.

Informacja stanowi niematerialną bazę wszystkich systemów technicznych i wszystkich systemów biologicznych.

Jakie jest źródło (nadawca) informacji w systemach biologicznych? Informacja biologiczna zapisana jest w cząsteczkach DNA na bazie aminokwasów budujących białka. Nie ma zapisu informacji o większej gęstości przestrzennej informacji, niż DNA.

Zastosowanie teorii informacji do informacji funkcjonującej w systemach biologicznych (w kodzie DNA) prowadzi do następujących wniosków:

1) Kod DNA zawarty w organizmach żywych posiada wszystkie pięć zasadniczych cech informacji. Stąd wynika, że skoro istnieje kod spełniający definicję informacji to musi istnieć nadawca tego kodu. Ten wniosek w jednoznaczny sposób obala ateizm.
2) Gęstość zapisu i złożoność informacji w DNA miliard razy przewyższa techniczne możliwości człowieka dotyczące zapisu informacji. Stąd wynika, że nadawca informacji zawartej w DNA musi być wysoce inteligentny. Zaprogramowanie nawet najprostszych biologicznych systemów – organizmów jest niezmiernie skomplikowane, nieosiągalne dla informatyków.
3) Ponieważ nadawca zapisał informację w cząsteczce DNA i skonstruował żywą maszynę nieodzowną do kodowania i odkodowywania DNA, jak też i do syntezy wszystkich potrzebnych materiałów i skonstruował koncepcję pierwotnych form żywych, z których pochodzą następne pokolenia, stąd wynika, że nadawca musi być niezwykle świadomy swego celu i wszechmogący. Potrzebna jest nieograniczona władza i moc, aby to wszystko stworzyć.
4) Nadawca informacji w DNA musi być wieczny ponieważ musi wiedzieć jak funkcjonuje każda komórka w czasie i jak przebiega życie pojedyńczego człowieka oraz całych pokoleń w przeszłości, teraźniejszości i przyszłości.
5) Nadawca musi być osobą, musi posiadać naturę osobową. Obala to poglądy ezoteryczne oraz buddystyczne twierdzące, że Bóg jest ideą bezosobową, np. kosmiczną energią. Ponieważ informacja jest wielkością niematerialną i nie może być wytworem procesu materialnego możemy wnioskować, że nadawca musi posiadać niematerialną komponentę czyli ducha.

Biblia podaje identyczne cechy odnosząc je do Boga; stwierdza, że:

1. On istnieje.
2. Jest inteligentny.
3. Jest wszechmocny.
4. Jest wieczny.
5. Jest duchem.

Widzimy, że Biblia jest zgodna z nauką. I nic dziwnego, gdyż jest ona księgą prawdy. W Biblii jest napisane o Bogu „… który chce, aby wszyscy ludzie zostali zbawieni i doszli do poznania prawdy” (1 Tym 2:4).

Bóg chce, abyśmy rozpoznali co jest prawdą i byli wolni od błędów. Dlatego daje nam on dwa narzędzia: Biblię i prawa przyrody.

Kim jest ten Wszechmocny Bóg – Stwórca, na którego wskazują prawa natury oraz Biblia? Ewangelia Jana 1:1-18 (tłum.: Biblia Tysiąclecia):

1. Na początku było Słowo, a Słowo było u Boga, i Bogiem było Słowo.

2. Ono było na początku u Boga.

3. Wszystko przez Nie się stało, a bez Niego nic się nie stało, co się stało.

4. W Nim było życie, a życie było światłością ludzi,

(…)

10. Na świecie było Słowo, a świat stał się przez Nie, lecz świat Go nie poznał.

11. Przyszło do swojej własności, a swoi Go nie przyjęli.

12. Wszystkim tym jednak, którzy Je przyjęli, dało moc, aby się stali dziećmi Bożymi, tym, którzy wierzą w imię Jego,

(…)

14. A Słowo stało się ciałem i zamieszkało wśród nas. I oglądaliśmy Jego chwałę, chwałę, jaką Jednorodzony otrzymuje od Ojca, pełen łaski i prawdy.

(…)

17. Podczas gdy Prawo zostało nadane przez Mojżesza, łaska i prawda przyszły przez Jezusa Chrystusa.

18. Boga nikt nigdy nie widział, Ten Jednorodzony Bóg, który jest w łonie Ojca, o Nim pouczył.

Ten Wszechmocny Stwórca, o którego pytaliśmy to jest Jezus Chrystus.

Kilka wniosków dodatkowych:

1. Ponieważ informacja jest fundamentalną wielkościa niematerialną, która nie może pochodzić z procesu materialnego, a człowiek jest w stanie tworzyć informację, możemy wnioskować, że człowiek musi posiadać niematerialną komponentę, czyli ducha. Ten wniosek zupełnie obala materializm oraz komunizm jako fałszywe idee, gdyż człowiek nie składa się tylko z komponentu materialnego.
2. Ponieważ informacja jest wielkością niematerialną twierdzenie, że Wszechświat zawierający informację powstał tylko z materii i energii jest fałszywe.
3. Ponieważ informacja biologiczna może pochodzić tylko od inteligentnego nadawcy, i ponieważ wszystkie teorie biologicznej i chemicznej ewolucji twierdzą, że informacja powstała sama z materii i energii, możemy wnioskować, że wszystkie teorie biologicznej i chemicznej ewolucji muszą być fałszywe. Prawa natury (chemia i biologia w połączeniu z teorią informacji) jednoznacznie wskazują, że nigdy nie było ewolucji biologicznej organizmów – ponieważ podstawą życia biologicznego jest informacja, a informacja nie może powstawać w procesach bezładnych, przypadkowych, bezcelowych.

Musimy rozróźniać makroewolucję (człowiek powstał ze świata zwierząt) i mikroewolucję (drobne, lokalne zmiany, przystosowania).

Mikroewolucja istnieje: istoty żywe potrafią dostosowywać się do warunków w których żyją. To zachodzi na przykład wtedy gdy z lisa, który żyje w Europie powstaje lis polarny, czyli biały. Ale lis polarny nie powstanie z płaza czy z innego ssaka, np wielbłąda. Na początku mikroewolucji lisa musi być ten sam rodzaj organizmu, czyli lis. Mikroewolucja wprowadza zmiany, które nie mają nic wspólnego ze zwiększeniem stopnia złożoności organizmu, a polegają jedynie na zmianie cech organizmu pozostającego na tym samym poziomie złożoności, jak np. kolor ubarwienia.

Stwórca przewiedział odpowiednie kody genetyczne – programy, które umożliwiają taką mikroewolucję. Kody te nie są wynikiem procesów przypadkowych, ale zawierają informację z góry opracowaną przez nadawcę kodu DNA.

Jeśli zaś chodzi o makroewolucję, to musimy ją totalnie wykluczyć. Ona nigdy nie istniała, gdyż musiałby być znany czysto materialny proces generujący informację zawartą w systemach biologicznych.

Tylko udowodnienie istnienia takiego procesu mogłoby obronić teorię ewolucji przed obaleniem.

Wniosek końcowy:

Prawa natury dotyczące informacji, obaliły założenie naukowego materializmu i teorię chemicznej i biologicznej ewolucji, a także potwierdziły istnienie wiecznego, wszechwiedzącego i wszechmogącego Sprawcy.

http://www.inteligentny-projekt.pl/