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Impossibilità' dell'abiogenesi
Redazione  

 

La scienza attuale (o meglio, la sua ideologia aprioristicamente materialista evoluzionista) da per garantito che l'origine naturalistica della vita - chiamata "abiogenesi" o "evoluzione chimica" o "evoluzione prebiotica" - sia estremamente improbabile ma non impossibile. Qui per "vita" si intende una singola cellula biologica in grado di auto-sostenersi e auto-riprodursi. Tale cellula è supposta sorgere dalla materia inorganica solo grazie ad eventi naturali, meccanici e casuali. Questa supposizione non dimostrata è basata sulla convinzione gratuita che tutte le configurazioni di atomi siano possibili e che la cellula banalmente non sia altro che una di tali configurazioni. In quel che segue cercheremo di spiegare che tale convinzione è illusoria perché l'abiogenesi è impossibile in principio. Il nostro ragionamento, espresso nella sua forma più semplice, ha due passi principali: (1) mostrare che un computer non può generarsi spontaneamente in natura; (2) mostrare che i sistemi biologici contengono computer. Da 1 e 2 discende l'impossibilità dell'origine naturalistica casuale della vita e quindi la necessità della progettazione della cellula biologica.

Sebbene ci sarebbero molte altre considerazioni da fare sull'origine dell'universo, della vita e degli esseri, riguardo ai molteplici livelli della loro essenza, e secondo vari altri angoli visuali più profondi, ci sembra che i semplici ragionamenti che seguono costituiscano la maniera più intuitiva per stabilirne l'impossibilità di derivazione puramente meccanico-chimica. Per rendere l'argomentazione il più possibile ordinata e comprensibile, poniamo prima di tutto alcuni principi e definizioni.

Principio 1

Niente viene dal niente ("ex nihilo nihil").

Principio 2

"Della causalità", se un effetto E viene da una causa C ogni cosa x appartenente o che si possa riferire a E ha una controparte causante in C. Infatti se un x di E non avesse tale controparte in C x verrebbe dal niente e questo è impossibile per il principio precedente. Può aiutare a intendere questo principio pensare alla causazione di E da parte di C come una funzione matematica ove ogni 'e' di E è immagine di qualche 'c' di C.

Definizione 1

"Simbolo", una cosa referenziante qualcosa d'altro. Esempio: (1) un cerchio disegnato su un pezzo di carta può simbolizzare il sole; (2) nel linguaggio genomico il simbolo chimico CGU (costituito dalla sequenza molecolare citosina / guanina / uracile) referenzia l'aminoacido arginina; (3) la parola "cavallo" simbolizza l'animale che nella classificazione zoologica è chiamato "Equus ferus caballus". La scelta di un simbolo per una cosa è puramente convenzionale e arbitraria. Nessuna legge naturale determina o forza tali scelte. Un simbolo è un modo indiretto di puntare a qualcosa, mentre gli enti fisici e le forze naturali sono sempre dirette nella loro azione. Per esempio, immaginate un fotone la cui traiettoria è in rotta di collisione con una molecola di arginina. Durante il volo, il fotone non può decidere: "preferisco interagire con la molecola di arginina indirettamente, colpendo al suo posto una molecola CGU - che so avere una mappatura simbolica con l'arginina - e poi qualcosa d'altro colpirà l'arginina al mio posto". Il fotone deve obbedire alle leggi della meccanica quantistica che non contengono il simbolo CGU=>arginina, dato che è del tutto arbitrario. Di conseguenza il fotone colpirà la molecola di arginina direttamente, senza passare attraverso indirizzamenti simbolici, che trascendono le sue leggi. Questo vale per tutti gli oggetti fisici e le loro leggi.

Definizione 2

"Processo simbolico ", è un processo o sistema implicante scelte di simboli e operazioni su di essi. Anche le regole e le operazioni di un processo simbolico sono contingenti e arbitrarie e come tali non sono determinate dalle semplici leggi naturali.

Definizione 3

"Linguaggio", mappatura tra un insieme di astrazioni e un insieme di entità materiali, per mezzo di un processo simbolico.

Definizione 4

"Istruzione", prescrizione funzionale operativa su dati od oggetti effettuata per mezzo di un linguaggio. Il "software" è un insieme di istruzioni usualmente installato su un computer ("hardware") perché venga eseguito. Le istruzioni sono qualcosa di qualitativamente differente da configurazioni di oggetti e non possono essere completamente ridotte ad essi. Per illustrare la cosa, consideriamo il comando "metti le mele sul tavolo". Questa istruzione è qualitativamente differente dalle mele. Materialmente il comando produrrà due effetti: un movimento di mele e una configurazione di mele come risultato finale. Nondimeno l'istruzione, come causa, è differente da ambedue le cose. Proprio perché un istruzione governa movimenti e configurazioni non è semplicemente una configurazione. Questa è la differenza ontologica fondamentale tra un principio astratto governante oggetti materiali che gli ubbidiscono e questi oggetti stessi.

Un'istruzione, per essere funzionante in un sistema informatico, deve essere codificata per mezzo di un linguaggio e installata nella materia del sistema per la sua esecuzione. Il linguaggio fa si che una configurazione materiale diventi un simbolo di un'istruzione astratta. L'istruzione metti_le_mele_sul tavolo era codificata in Italiano perché era intesa per degli esecutori umani. Comunque essa poteva essere codificata in molti altri modi in funzione dei sistemi che devono eseguirla. Per esempio, nei computer digitali le istruzioni scritte in linguaggi ad alto livello sono infine codificate in codice macchina, cioè in sequenze composte di soli 1 e 0, rappresentati da due differenti stati fisici dell'hardware.

Continuiamo la nostra analogia "delle mele". Supponiamo per assurdo che il caso e la necessità (C&N, cioè le forze e le entità fisiche accoppiate alla casualità) possano generare un sistema di immagazzinamento delle mele in grado di funzionare leggendo delle istruzioni. Ci piacerebbe che tale sistema eseguisse la nostra istruzione metti_le_mele_sul tavolo. Siccome il sistema C&N non capisce l'Italiano e tratta solo con le mele, potremmo codificare l'istruzione come una sequenza binaria di mele, dove 1 è una mela e 0 è mancanza di mela, secondo un codice prestabilito (es. il codice ASCII). In altre parole usiamo configurazioni di mele per codificare istruzioni su come distribuire mele. Il nostro messaggio è scritto in "codice mela", per così dire. Tale sequenza di mele simbolizzerà un'istruzione astratta. Tramite il dispositivo di input introduciamo questa sequenza nel sistema C&N e vediamo cosa accade. Quando questo insieme di mele è processato scopriamo che il sistema C&N purtroppo non è capace di distinguere tra un generico insieme di mele da distribuire e la sequenza codificata di mele da leggere ed eseguire. Come potrebbe il C&N essere in grado di fare questa distinzione se per il C&N i simboli semplicemente non esistono? Il risultato è che il sistema C&N distributore di mele non funziona. E` un problema semantico/sintattico irresolvibile per il C&N. Per dirla in questo modo, il C&N non è in grado di scegliere tra mele "da mangiare" e mele "da leggere". La macchina si mangia le mele invece di leggerle. Essa non potrà mai essere un sistema guidato dal software.

Definizione 5

Macchina di Turing (TM), formalismo astratto composto di una macchina a stati finiti (FSM) (contenente una tabella di istruzioni) + un dispositivo capace di leggere/scrivere simboli di un alfabeto su uno o più nastri (memorie). Una TM è l'archetipo di computazione basata su istruzioni. E' ciò che in piccolo costituisce un computer. Le sue parti principali costituiscono ciò che Michael Behe chiama un "sistema irriducibilmente complesso" [1]. Si noti che la computazione si sovrappone - come un livello di astrazione superiore - ad un livello più basso di cose che di per se non sono computabili, per esempio, la scelta di usare un alfabeto, la scelta dei suoi simboli, e la scelta del linguaggio e delle sue regole, tutte cose che sono puramente contingenti ed arbitrarie. Esse non derivano da una procedura meccanica perché sono libere scelte. Quindi la computazione (che per definizione è meccanica e mai libera) presuppone e funziona solo grazie ad un substrato che è fondamentalmente incomputabile. Questa constatazione sarà un concetto chiave nello stabilire la tesi fondamentale di questo articolo (vedi sotto).

Definizione 5a

"Problema dell'arresto". Ogni TM specializzata, dato un input, può finire il suo calcolo (arresto) o continuare per sempre (ciclo infinito). Se si ferma si dice che la TM ha calcolato l'input, altrimenti se gira senza fermarsi mai l'input non è stato calcolato. Uno dei problemi della cosiddetta "teoria della computabilità" era proprio determinare se potesse esistere una super TM tale che - data la descrizione di una TM specializzata - potesse determinare se o no essa si fermi per un particolare input (cioè lo calcoli in un numero finito di passi). Alan Turing dimostrò matematicamente che tale super TM, abbastanza generale da essere capace di decidere la fermata per ogni TM specializzata, non può esistere in principio. In altre parole, il "problema dell'arresto" è incomputabile.

Definizione 6

"Computer fisico", implementazione fisica di un formalismo astratto di computazione (es. una TM). Può essere meccanico, elettronico, chimico... Prende come base una configurazione di atomi (hardware) che può fare da supporto e quindi eseguire una computazione.

Principio 3

"Formalismo > Fisicità" (F > P) [2], i formalismi sovrastano la fisicità, hanno esistenza nella realtà e determinano le loro implementazioni fisiche. Una conseguenza è che le implementazioni fisiche hanno dei limiti che sono direttamente in relazione e sono causati dai relativi formalismi. Un'altra conseguenza è che non tutte le configurazioni di atomi sono possibili. Configurazioni di atomi contro le leggi naturali, contro la logica e la matematica sono impossibili. Ecco tre esempi: (1) una macchina a moto perpetuo è una configurazione fisica impossibile perché contraddice il formalismo delle leggi della termodinamica; (2) una TM che computi il "problema dell'arresto" (vedi la definizione 05a) è una configurazione fisica impossibile a causa del formalismo della teoria della computabilità; (3) il triangolo di Penrose (o triangolo tri-barrato - vedi immagine in cima all'articolo), sebbene possa essere disegnato su una superficie 2D, è una configurazione impossibile nello spazio a tre dimensioni perché non rispetta i vincoli del formalismo della geometria Euclidea dello spazio 3D. Il punto chiave è che l'impossibilità di certi formalismi implica l'impossibilità delle relative implementazioni fisiche. La realtà astratta conta e governa la materia.

Che il "formalismo preceda la fisicità" è espresso da altri in questo modo:

"Che la semantica esista [nei sistemi biologici] - per esempio, che l'informazione immagazzinata nel DNA sia supporto di significato - è deducibile dal fatto che i sistemi biologici funzionano, cioè l'informazione è tradotta in maniera concreta in processi biologici funzionanti" [8].

Un formalismo di computer (e anche altri generi di formalismi) contengono ciò che David Abel chiama "informazione prescrittiva funzionale (PI)" [2], che è anche una forma di ciò che William Dembski chiama "informazione complessa specificata (CSI)" [6]. Abel e Dembski concordano perfettamente con Michael Polanyi quando dice che "il contenuto di informazione di un tutto biologico è qualcosa di più della mera somma delle sue parti fisiche" [7]. Questo "qualcosa di più" è esattamente il formalismo, senza il quale un tutto biologico non sarebbe altro che un ammucchiamento disorganizzato di atomi. Un sistema biologico è qualcosa di più di un contenitore di atomi disordinati o di un serbatoio contenente molecole di gas.

Leggi fisiche come computer

Secondo la scienza moderna l'universo fisico può essere considerato in prima istanza un sistema che elabora informazione e calcola gli eventi secondo le leggi fisiche. Sebbene questa concezione, da un punto di vista più elevato, sia riduzionistica e meccanicistica, essa è già sufficientemente esplicativa per gli scopi che ci proponiamo qui. Secondo tale concezione tutte le leggi fisiche si possono esprimere come formule matematiche. Secondo il matematico Gregory Chaitin "il mondo è un gigantesco computer" e "una teoria scientifica è un programma di computer che calcola le osservazioni" [3]. Questa formulazione ci permette di inquadrare le scienze fisiche nel paradigma molto generale delle scienze dell'informazione che si può esprimere con questo modello semplificato:

input => processore => output

Questo porta alla seguente:

Definizione 7

"Brodo primordiale" o "scenario naturalistico", un'implementazione fisica di un computer che computa input costituiti da atomi e energia producendo in output delle configurazioni di atomi. Le istruzioni di tale computer sono le leggi naturali, che in qualche modo funzionano come il software del cosmo. Questo sistema costituisce il cosiddetto scenario "caso e necessità" (C&N):

atomi/energia => [ C&N ] => configurazioni di atomi

Si può pensare che per ognuno degli n atomi in input {a1, a2, a3, ... an} sia calcolata una funzione f multi-argomento:

"Brodo primordiale" o "scenario naturalistico", un'implementazione fisica di un computer che computa input costituiti da atomi e energia producendo in output delle configurazioni di atomi. Le istruzioni di tale computer sono le leggi naturali, che in qualche modo funzionano come il software del cosmo. Questo sistema costituisce il cosiddetto scenario "caso e necessità" (C&N):

atomi/energia => [ C&N ] => configurazioni di atomi

Si può pensare che per ognuno degli n atomi in input {a1, a2, a3, ... an} sia calcolata una funzione f multi-argomento:

f(a1,x1a,y1a,z1a,...) = (b1, x1b, y1b, z1b,...)

dove sulla sinistra abbiamo come argomenti tutte le caratteristiche della situazione dell'atomo a1 quando è nella posizione iniziale A (coordinate, ecc.) e sulla destra abbiamo tutte le caratteristiche dell'atomo a1 quando si è spostato nella sua posizione finale B.

Questo modello è molto generale ed è basato sul concetto che una legge equivale ad un'istruzione, in quanto tutti sono d'accordo che le leggi naturali calcolano eventi e processi. Nota: questo "brodo primordiale" è esattamente quello che i proponenti di un'origine puramente naturalistica della biosfera considerano unicamente necessario per tale origine.

Definizione 8

"Costruttore cibernetico", dispositivo processante informazione in grado di costruire un sistema in base ad istruzioni codificate interne utilizzando come input dei componenti fisici:

componenti => [ costruttore ] => sistema

E' simile a ciò`che il matematico John von Neumann [4] chiamava "costruttore universale", il quale, insieme ad un controllore, un duplicatore e una descrizione simbolica della macchina, erano da lui considerati i blocchi principali di un automa auto-replicante. Le cellule sono esempi biologici di automi auto-replicanti. Un costruttore cibernetico deve necessariamente contenere un computer dentro di se.

Definizione 9

"GRC" (genoma / ribosoma / codice genomico) è una particolare implementazione chimica biologica di un costruttore, in grado di costruire proteine a partire da aminoacidi secondo un linguaggio ed istruzioni contenuti in un genoma. Un GRC è un sistema fondamentale nel macchinario molecolare di una cellula biologica, il cui nucleo può essere pensato come una TM multi-nastro:

aminoacidi => [ GRC ] => proteine

La macchina molecolare chiamata DNA-polimerase produce molecole di RNA a partire da sequenze di molecole di DNA, contenute nel genoma. Dopodiché le macchine molecolari del ribosoma traducono questo RNA cosiddetto "messaggero" (mRNA) e costruiscono delle catene polipeptide (proteine) assemblando con ordine degli aminoacidi veicolati allo scopo da molecole di "transfer" RNA (tRNA). Il DNA - una coppia di lunghe catene molecolari composte a partire da quattro tipi diversi di nucleotidi o basi corrispondenti a quattro simboli chimici (denominati A, T, G, C) che può essere scritta e letta secondo il "codice genetico" - può essere pensata come un nastro di memoria di una TM.

Leonard Adleman, un altro matematico, pioniere della cosiddetta "computazione DNA", nella suo prima innovativa ricerca [5], riconobbe che "la biologia e l'informatica, la vita e i computer sono legati insieme", e affermò che "è difficile immaginare qualcosa di più simile ad una TM della DNA-polimerase". La DNA-polimerase è un importante enzima della cellula che è capace di produrre, a partire da un nastro di DNA, un'altro nastro complementare ("complementare"significa che nella copia C diventa G e T diventa A). Questa nano-macchina scorre lungo il nastro del DNA originale leggendone le basi (cioè i simboli) e allo stesso tempo scrive il nastro complementare. Come qualsiasi TM inizia un'elaborazione a partire da una certa istruzione iniziale sul nastro analogamente la DNA-polimerase necessita di una posizione/segno di inizio che gli dica da dove iniziare a produrre la copia complementare. Normalmente questo segno consiste in un segmento di DNA chiamato "primer".

Sotto certi aspetti i computer biologici sono ancora più avanzati di quelli artificiali. Primo, il linguaggio DNA e il codice genetico sono altamente ottimizzati. Inoltre la memoria è usata in modo più efficiente. Infatti, secondo certe ricerche, speso la stessa sequenza di DNA contiene informazione multipla (per es. codifica per proteine e nello stesso tempo contiene dati relativi ad altri processi o strutture cellulari). La tecnologia biologica è più sofisticata perché nel DNA multi-codificante sono presenti più livelli di interpretazione sovrapposti sulla stessa sequenza di codice. Una tale compressione di dati è così difficile da progettare che nella tecnologia umana non è mai stata tentata. E` chiaro che il problema della lettura e decodifica della memoria in questi casi di interpretazioni multiple sovrapposte diventa ancor più irraggiungibile ed impensabile da parte del C&N.

Tesi

Da un brodo primordiale di atomi disorganizzati, come input, un costruttore cibernetico, in output, non può sorgere spontaneamente. Cioè, NON può valere il seguente schema:

atomi/energia => [ C&N ] => costruttore cibernetico

Come detto, un costruttore cibernetico implica l'implementazione fisica del formalismo di un computer. Nello scenario naturalistico descritto nello schema, dato che il formalismo in uscita non esiste palesemente in ingresso (gli atomi e l'energia in ingresso non hanno alcun ordine o organizzazione di sorta), esso dovrebbe essere generato dal computer C&N stesso (per il principio di causalità e il principio F > P), non essendoci terzi attori in gioco. Ma abbiamo visto che il formalismo di un computer non viene da una computazione, quindi neanche C&N può crearlo. E` così dimostrata la tesi. Tutto ciò nel gergo dell'informatica è espresso, con una vena di ironia, nel principio GIGO ("Garbage In, Garbage Out" = se immondizia in ingresso, allora immondizia in uscita).

La tesi ha una conseguenza diretta circa l'abiogenesi, che si esprime nel seguente:

Corollario

Dato che ogni cellula contiene dei GRC, cioè dei costruttori cibernetici biologici, e siccome la nostra tesi prova che nessun costruttore cibernetico può formarsi spontaneamente in uno scenario soltanto naturalistico, l'origine della vita non può avere origine solo chimico/meccanica casuale. Questo non è meramente improbabile, bensì concettualmente impossibile. Non per niente questa affermazione non è mai stata smentita da alcun esperimento di laboratorio. Anche gli esperimenti di Urey-Miller (che pur sono citati nei manuali scolastici come fossero "prova" dell'abiogenesi) non hanno mostrato altro che la formazione di alcuni aminoacidi. Ma gli aminoacidi sono solo semplici configurazioni di atomi, non sono macchine informatiche, non sono delle TM, non sono dei costruttori cibernetici, tantomeno sono dei GRC. Come Junker e Scherer riassumono:

"L'affermazione di Pasteur che ogni essere vivente viene da un altro essere vivente ('omne vivum ex vivo') continua ad essere confermata da tutti i dati sperimentali della chimica pre-biotica" [8].

Qualche evoluzionista ha ipotizzato che il codice genetico in un costruttore GRC possa essere sorto da un alfabeto più semplice, codesto da un altro ancora più semplice e cosi via, per mezzo di passi incrementali. Questo processo in nessun modo può ridurre il contenuto complessivo di informazione funzionale prescrittiva in un GRC. Come dice Don Johnson:

"abbiamo esaminato l'informazione funzionale prescrittiva e la complessità di Shannon della vita, e già codesta pone dei limiti al trasferimento dell'informazione, come quello relativo alla capacità del canale, richiedente che un alfabeto iniziale debba essere almeno altrettanto complesso e potente dell'alfabeto dei codoni nel DNA" [9].

Contro questa deduzione di impossibilità, non serve neanche ricorrere - come fanno certi fisici evoluzionisti - a multi-universi fantasma o a tempo infinito. Una cosa impossibile (come ad es. 2+2=5) rimane tale anche in qualsiasi numero di universi. Come Abel dice:

"Immaginare universi fisici multipli o tempo infinito non risolve il problema dell'origine della bio-cibernetica formalizzata (cioè non fisica) e della bio-semiosi, usanti sistemi di rappresentazione simbolica lineare digitale [...] la fisico-dinamica non produce formalismi" [2].

Se le cellule biologiche contengono GRC, ed essi non sono creabili dal C&N, allora la loro origine ha richiesto l'intervento di ciò che è capace di creare tali sistemi di elaborazione di informazione simbolica linguistica, cioè l'intelligenza. La tesi prende in considerazione solo i computer cellulari ma ovviamente non esclude affatto che anche tutto il resto nella cellula sia progettato. Tale intelligenza creatrice, i cui progetti "hardware" e "software" sono di fronte ai nostri occhi, è il "Progettista" di cui si parla nell'articolo precedente.

Referenze

[1] Michael Behe, "Darwin's Black Box", 2003.

[2] David Abel, "The First Gene", 2011.

[3] Gregory Chaitin, "Leibniz, Information, Math and Physics", 2004.

[4] John von Neumann, "Theory of self-reproducing automata", 1966.

[5] Leonard Adleman, "Molecular computation of solutions to combinatorial problems", 1994.

[6] William Dembski, "The Design Inference", 1998.

[7] Michael Polany, http://www.iscid.org/encyclopedia/Michael_Polanyi

[8] Reinhard Junker, Siegfried Scherer, "Evolution - ein kritisches Lehrbuch", 2006.

[9] Don Johnson, "Programming of Life", 2010.