AHitU: 1.luku

Kadotettu paratiisi
Bloggaajan helmasynti on kirjoittaa harvoin ja epäsäännöllisesti. Mutta en se minä ollut, kesäloma vietteli! Vaikka olen lukenut kirjaa melko pitkälle, niin koitan edetä silti luku kerrallaan.

Kauffman maalailee ihmiskunnan tämänhetkistä tilaa. Hän käyttää mielellään Raamatun kielikuvia. Olemme kadottaneet maakeskeisen esikopernikaanisen ja esidarwiniaanisen paratiisin. Ihmisten maailma ei ole enää luomakunnan keskus, maailma on kylmä kellokoneisto ja ihminen on vain evolutiivinen satunnaisilmiö. Vastaukset vanhoihin kysymyksiin, keitä olemme, mistä tulemme ja miksi olemme täällä, saavat nykyään kolkolta kuulostavat vastaukset. Kauffman puhuu arvon ja pyhyyden tunteen katoamisesta. On ilmaantunut myös eräänlainen katkos maailmankuvan ja moraalin välille.

Kauffman kuitenkin uskoo, että tiede, joka on karkoittanut meidät paratiisista, lähettää meille messiaan. Tämä vapahtaja sovittaa meidät tieteellisen maailmankuvan kanssa, sekä antaa meille takaisin arvon sekä pyhyyden kokemukset, joita olemme ikävöineet. Kyseessä on itseorganisoituvuus- ja monimutkaisuustiede. AHitU on profetia tästä messiaasta. Tämä on siis oma muotoiluni, mutta aikamoiset odotukset Kauffman lataa näille jutuille.

Kauffman ja kreationismi
Ohimennen mainitaan myös kreationismi (siis yhdysvaltalainen "kreationismi-tiede"). Kauffman näkee, että myös tässä on kyseessä yritys palauttaa ihmisten pyhyyden kokemus ja korjata moraalinen kuilu. Minusta näyttää siltä, että hän osuu tässä oikeaan. Ei tarvitse kovin pitkään tarkastella kreationistien toimintaa (katso 3 ensimmäistä minuuttia), kun tämä tulee esille. Kreationisteilla ja Kauffmanilla on siis jossain mielessä sama huoli, tosin Kauffman tuntuu kannattavan liberaalia demokratiaa ja hänen moraaliset painotuksensa ovat kaukana kristillisestä fundamentalismista.

Mielenkiintoista, että Kauffman tuntuu kritisoivan perinteistä evoluutioteoriaa usein samoista syistä kuin kreationistit ja ID-väki. Tämä ei koske ainoastaan pyhyyden kokemuksen palauttamista vaan myös evoluutioteorian selitysvoimaa. Hän tosin ehdottaa erilaista ratkaisua näihin ongelmiin. Ratkaisu on naturalistinen. Tästä herää kaksi mielenkiintoista kysymystä, jotka ovat mielestäni keskeisiä.

Ensiksikin, miksi maailman itseorganisoituva luonne jotenkin palauttaisi ihmisten pyhyyden ja mielekkyyden kokemuksen? Kauffman tuntuu toistavan kirjassaan mantran tapaan: "Not we the accidental, but we the expected". Jos itseorganisoituvuus selittää elämän olemassaolon tai jopa, että elämää syntyy lähes välttämättä tietyissä olosuhteissa, niin emme ole täällä sattumalta - olemme odotettavissa oleva ilmiö. Leikitteleekö Kauffman sanan "expected" merkityksillä? Sanassa on persoonallinen vivahde. Tulee vaikutelma, että joku odotti tai odottaa meitä. Ajatus tuntuu jotenkin rauhoittavalta. Onhan mukavaa, jos joku odottaa kotiin (maailmankaikkeuteen). Tätä Kauffman ei luullakseni kuitenkaan tarkoita, sillä hän on ateisti. Sana pitää siis tiukasti ottaen tulkita niin, että olemassaolomme ei ole kovin epätodennäköistä. Miksi näiden runollisten ilmaisujen pitäisi vaikuttaa moraaliimme tai elämän pyhyyden ja miekkyyden kokemuksiimme?

Toiseksi, voidaanko ID-teoriaa tai jonkinlaista kreationismia pitää periaatteessakaan tieteenä? Jos ID-ajatus hyväksytään, se pitää jotenkin väistämättä sisällään, että joidenkin ilmiöiden naturalistisesta selittämisestä luovutaan. Mutta missä vaiheessa näin saa tehdä? Voimme ehkä jollain tasolla hyväksyä, että ID on mahdollinen hypoteesi, mutta miten sen voi todentaa ja saako sitä soveltaa mihin tahansa ilman kriteereitä? Vahva vasta-argumentti ID:lle onkin, että se lämmittää uudelleen vanhaa soppaa nimeltään Aukkojen-Jumala. Tällaisen teologian heikkous on ilmeinen. Onko ID-liike vain tämän ajatusmallin viimeinen sortuva linnake?

Kaaos ja laki ne yhteen soppii...
Asiaan... on erilaisia tieteellisiä lähestymistapoja. Nousu- ja laskuvesistä tehtyjen tilastojen avulla voidaan ennustaa tapahtumia, mutta ei selittää niitä. Newtonin teoria ennustaa sekä selittää. Darwinin teoria selittää, mutta ennustavuuden voidaan ajatella olevan heikkoa. Voimme kuvitella, että löydämmme joskus suuren yhtenäisteorian, joka perustuu redukionistiselle tieteelle, mutta voisimmeko koskaan päästä sen avulla tarkkoihin ennusteisiin maailmasta isossa mittakaavassa, kysyy Kauffman. Onko maailma liian monimutkainen ja kaoottinen paikka? Miten voimme ottaa huomioon niin kutsutun perhosefektin? Mitättömältä vaikuttavat tapahtumat vaikuttavat kokonaissysteemiin ennakoimattomalla tavalla. Kauffman kuitenkin ajattelee, että voimme löytää lakeja, jotka kuvaavat ja ennustavat kaoottisten systeemien piirteitä, jotka eivät ole herkkiä yksityiskohdille. Esimerkiksi kun vesi jäätyy, emme tiedä jokaisen vesimolekyylin sijaintia, mutta voimme silti tietää paljon jääpalan ominaisuuksista.

Kauffman esittelee useita ideoita, jotka tulevat vastaan myöhemmin kirjassa. Yksi käsitteistä on "edge-of-chaos", kaaoksen reuna. Toinen on "phase transition", joka tarkoittaa kemiaan liitettynä faasimuutosta. Sopiva käännös jälkimmäiselle tässä yhteydessä voisi olla vaihesiirtymä. Kauffman hahmottelee, että elämän synty tapahtuu vaihesiirtymän tapahtuessa kaaoksen reunalla. Kuvassa (alla) on otettu esimerkiksi faasimuutos, mutta myöhemmin tulemme näkemään, miten tätä mallia voidaan soveltaa muihin yhteyksiin. Kumpikaan kaaos-järjestys skaalan äärilaita ei voi pitää sisällään monimutkaista kehittyvää järjestystä. Voitte itse miettiä miksi.

Klikkaa nähdäksesi suuremman kuvan.

Minua mietityttää kyllä tuon sanan järjestys käyttäminen tässä yhteydessä. Elämähän on nimenomaan osasten hienosyistä järjestystä. Tälläinen järjestys vähenee, kun lähestytään oikean laidan lämpökuolemaa. Kauffman käyttää sanaa nähdäkseni kaksoismerkityksessä.

Ohimennen voidaan pohtia kannattaako Kauffman Dungeons&Dragons mallia vai Michael Moorcockin Elric saagan mallia. Voittajaksi selviytyy näköjään Elric-saaga. Kaaoksen ja Lain väliin ei sijoitukaan Neutraali(us) vaan Kosminen Tasapaino. :)

Tasapainoista menoa
Alkeellisen elämän voidaan ajatella olevan hyvin haurasta ja herkkää ympäristön muutoksille. Elämän syntyyn ajatellen pitäisi siis löytää lakeja, jotka selittävät miksi keskeiset biologiset ominaisuudet, kuten lisääntyminen eivät ole niin herkkiä rikkoutumaan, kuin voisi olettaa. Sama koskee myös muita monimutkaisia biologisia prosesseja. Miten on mahdollista, että alkiosta kehittyy hyvin suurella varmuudella toimiva yksilö? Luulisi niin monimutkaisen prosessin olevan herkempi häiriöille.

Kauffman esittelee kaksi erilaista tapausta, joissa järjestystä ilmenee. Nämä ovat tasapainoiset ja epätasapainoiset systeemit (equilibrium, nonequilibrium). Minusta tuo suomennos, epätasapainoinen tuntuu jotenkin hoopolta, mutta en keksinyt parempaa. Ehkä jännitteinen tasapainottelu tms. voisi kuvata asiaa paremmin. Löysin hauskan videon, jossa esiintyy oikeastaan kumpikin noista ideoista.



Ensin virtaava vesi pitää pallon eräänlaisessa jännitteisessä tasapainottelutilassa (nonequilibrium system, tästä eteenpäin jännitteinen systeemi). Kun veden virtaus, eli energian ja aineen virtaaminen systeemin läpi, lakkaa systeemin tyyppi muuttuu. Se pyrkii tilaan, jossa se on matala-energisessä tasapainnossa (equilibrium system). Elämä näyttäisi olevan jännitteinen systeemi, jonka läpi virtaa ainetta ja energiaa. Tällaisia systeemejä on kuitenkin paljon vaikeampi saada teoreettisesti haltuun. Ne ovat huomattavasti monimutkaisempia. Yksi vaikuttava esimerkki tällaisesta jännitteisestä tasapainottelusta on Jupiterin suuri punainen pilkku... ja tässä esittely ameriikkalaiseen tapaan.

Kauffman ehdottaa, että koko ekosysteemi on jännitteinen järjestelmä. Muita tällaisia järjestelmiä voisivat olla esim. organisaatiot, joista ystäväni JK on erityisesti kiinnostunut. Olenko kärryillä?

Ilmiökuvausten pakkautumattomuus
Syy sille, että edellä mainittuja systeemien toiminnan yksityiskohtainen ennustaminen on niin vaikeaa, voidaan Kauffmanin perustella laskettavuuden rajoituksilla. Laskettavuusteoria käsittelee algoritmeja. Lyhin tapa saada selville, mitä algoritmi tekee, on toteuttaa se. Oikoteitä ei ole. Jos jännitteiset systeemit ajatellaan monimutkaisen algoritmin toteutumiksi, niin ei ole mitään nopeampaa keinoa selvittää mihin ne päätyvät kuin tarkkailla niitä. Tällaisten ilmiöiden selitykset ja kuvaukset eivät ole "pakkautuvia" eli niitä ei voi tiivistää. Kauffman epäilee, että evoluutiokin on tällainen ilmiö. Emme voi ennakoida sen kulkua kovinkaan tarkasti, vaikka tietäisimme sen takana vaikuttavat periaatteet.

Mene sivulle http://www.bitstorm.org/gameoflife/ ja testaa näitä Game of Life alkuasetelmia. Voitko ennustaa mikä on lopputulos? Kokeile myös rinnakkaisrivejä ainakin kolmeentoista asti. Mielenkiintoista...

Kauffman ei kuitenkaan yhdy useiden biologien epäilyksiin, että mitään elämää kuvaavia yleisiä lakeja ei voi löytää. Hän ajattelee, että monimutkaisilla systeemeillä on olemassa vakaita ennustettavia ominaisuuksia, jotka tulevat vastaan myös elämän synnyn yhteydessä.

Mitäs nyt?
Ensimmäisessä luvussa Kauffman kattaa pöytää. Seuraavassa luvussa tutustumme elämän synnyn tutkimuksen historiaan. Vasta kolmanessa luvussa Kauffman alkaa kehittelemään omaa näkemystään itsekatalysoivista molekyylijoukoista jne.

Kirjoitan näköjään aika seikkaperäisesti. Haluaisin palautetta. Lukijani, onko tästä teille iloa vai haluaisitteko tiiviimpää tekstiä ja useammin?

AHitU: Kirjan esittely

Ensivaikutelma
Kirja on pehmeäkantinen, siinä on 304 sivua ja se sisältää myös mustavalkeita kuvia ja kaavioita. Kirja on kirjoitettu 1994. Toisin kuin Kauffmanin Origins of Order (1993), kirja ei sisällä matemaattisia yhtälöitä. Näyttää siltä, että se on suunnattu tavalliselle koulutetulle ihmisille.

Kansikuvassa on ihmisen jalanjälki, joka on liitetty viivalla kohtaan maapallolla. Maapallo on liitetty kohtaan linnunradalla. Kansi viitannee ihmisen kodittomuuden kokemukseen tieteellisen tutkimuksen eteemme avaamassa valtavassa luonnonlakien määräämässä avaruudessa. Kirja pohtii otsikon mukaisesti, miten voisimme palauttaa perimmäisen merkityksen tms. kokemuksen, jonka ihmiskunta näyttää kadottaneen tieteen kehityksen myötä.

Alaotsikkona on The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity. Se viittaa Kauffmanin tutkimusalaan, joka on alkanut saada muotoaan. Stuart Kauffman on Santa Fe Instituutin jäsen ja saanut MacArthur Fellowship-palkinnon.

Ylimpänä kirjan takakannessa on siteerattu Carl Sagania, joka sanoo: "An important new argument." Esittelyteksti alkaa: "A major scientific revolution has begun, a new paradigm that rivals Darwin's theory in importance...".

Esipuhe
Kauffman aloittaa toteamalla, että yli vuosisadan ajan eliöissä ja niiden yhteistoiminnassa havaittava järjestys on pyritty selittämään vain yhdellä teorialla. Tämä teoria on Darwinistinen luonnonvalinta, jonka uutta synnyttävä voima on sattuma. Sen mukaan olemme vain äärimmäisen epätodennäköinen vahinko äärettömän suuressa kylmässä aika-avaruudessa. Kauffman kuitenkin epäilee, että tämä näkemys on vajaa ja sitä täytyy täydentää itseorganisoituvuuden käsitteellä. Hän näkee tämän olevan syy järjestykselle, jota näemme luonnossa. Meidän täytyy vaan päästä selville tämän ilmiön lainalaisuuksista.

Kauffman kertoo, että edeltäneet kolmesataa vuotta ovat olleet reduktionismin kukoistuskautta. Sen tuoma tieteellinen ja tekninen edistys on ollut huimaa ja on varmasti jatkossakin. Mutta yksinkertaisista osista koostuva ilmiö voi olla niin monimutkainen, ettei sen ominaisuuksia voida selittää pelkästään tuntemalla se osat. Mieleeni tulee esimerkiksi aivot. Voimme tietää hyvinkin tarkkaan yksittäisen synapsin toiminnasta, mutta on vaikea nähdä mikä yhteys yksittäisellä synapsilla on ajattelutoimintaan.

Se nousee synapsien syvyyksistä...
Yksi tärkeä käsite edelliseen liittyen on emergenssi. Se tulee latinankielen sanasta emergere, joka tarkoittaa nousemista ylös tai ulos jostakin. Filosofisena käsitteenä tämä tarkoittaa sitä, että yksinkertaisista osista, joiden ominaisuudet osaamme selittää, muodostuneella kokonaisuudella on ominaisuuksia, joiden selittämistä ei voi enää palauttaa sen osasten ominaisuuksiin.

Voidaan tehdä ero vahvan emergenssin ja heikon emergenssin välillä. Vahva emergenssi on sitä, että ilmiön selitys on periaatteessakin palautumaton alemman tason selityksiin ja joitain ontologisesti täysin uutta on syntyy. Vahvan emergenssin käsite on käytössä lähinnä filosofiassa esim. jotkut ajattelevat tietoisuuden olevan tällainen ilmiö. Heikko emergenssi tarkoittaa, että ilmiön selitys voidaan palauttaa alemman tason selityksiin tai että tämä on periaatteessa mahdollista, mutta ei käytännössä, koska esim. laskentakapasiteetti loppuu kesken.

Esimerkkejä heikosta emergenssistä voisi olla vaikka Game of Life tai lintujen ja kalojen parvikäyttäytyminen. Näistä voi muodostaa simulaatioita, mutta simulaation lopputulosta on vaikea arvioida etukäteen. En ole varma mitä ajatella vahvan emergenssin simuloinnin mahdollisuudesta.

Alla on mielenkiintoinen videopätkä, joka toivottavasti valaisee hiukan, mistä itseorganisoituvuudessa ja emergenssissä on kyse tieteellisen tutkimuksen piirissä.



Tämä on mielenkiintoista. Olen itsekin ajatellut, että sattuma ja luonnonvalinta muodostavat vajaan naturalistisen selitysmallin ja tarvitsemme vielä tuntemattoman luonnonlain tai lakeja elämän selittämiseksi. Itseorganisoituvuus vaikuttaa hyvältä ehdokkaalta. Näillä eväillä lähdemme jatkamaan matkaa.

Stuart Kauffman: At Home in the Universe

Kirjan lyhenne: AHitU
Valinnan syy
Ensimmäinen kirja näyttäisi siis olevan Stuart Kauffmanin At Home in the Universe. Valitsin tämän kirjan keskustelujen pohjalta, joita olen käynyt JK:n kanssa abiogeneesistä eli elämän synnystä (ensimmäinen solu tms.). Itse en ole muodostanut asiasta mitään selkeää kantaa. Tosin Darwinin lämmin lätäkkö ja alkulima ei riitä. Täytyisi löytää yksityiskohtaisempi selitys miten syntyy itseään kopioiva organismi, jonka on mahdollista muuntua monimutkaisemmaksi mutaatioiden ja luonnonvalinnan seurauksena. Tästä eteenpäin voitaisiin pyrkiä soveltamaan Darwinistisia selityksiä. Kristittynä minulla on mielessä sekin vaihtoehto, että Jumalalla on sormensa pelissä.

JK ehdotti, että tutustuisin Kauffmanin edellä mainittuun kirjaan sekä tuhdimpaan teoreettiseen kirjaan The Origins of Order: Self-Organization and Selection in Evolution. Hän oli vaikuttunut niiden sisältämästä naturalistisesta selitysmallista elämän synnylle. Kauffman on teoreettinen biologi ja kompleksien järjestelmien tutkija, joka on herättänyt huomiota uraa uurtavilla ideoillaan. Tilasin amazon.com:sta kummatkin niteet sekä erään kolmannen, josta kerron alempana.

Miksi tämä on niin jännää?
Olen seuraillut jo pidempään Yhdysvalloissa käytävää "älykäs suunnittelu" eli ID vs. evoluutio -kiistaa. Keskustelu saa ajoittain naurettavia piirteitä puolin sekä toisin, mutta on äärimmäisen mielenkiintoista. Keskustelun kiihkeys selittyy taustalla vaikuttavien maailmankuvien yhteentörmäyksellä. ID-puoli on leimallisesti kristillinen ja evoluutiopuoli ateistien kotikenttä. Sotketaan vielä mukaan koulutuspoliittinen kysymys, saako ID:tä opettaa kouluissa. Soppa on valmis. Vaikka tilanne on vahvasti polarisoitunut, on huomattava, että Yhdysvalloissa on paljon kristittyjä, jotka kannattavat evoluutiota. En ole kuullut ateistista, joka kannattaisi ID:tä. Kyseessä on keskustelu, joka on tieteellinen, teologinen, poliittinen ja kuuma. Mikä voisi olla jännempää? Onko taustalla substanssia vai pelkkää mölinää? Kuka sen päättää? Asiaa on pakko alkaa selvittämään itse.

Minulla on pohjalla vain muutama lukion biologian kurssi, tiedejulkaisujen selailua, Internet ja tieteenfilosofian opiskelua. Olen huomannut millaisia vahvuuksia evoluutioteorialla on, mutta olen myös usein hämmentynyt miten hatarilta jotkut evolutiiviset selitykset vaikuttavat. Tällä tietämyksellä en ole pystynyt täysin sivuuttamaan ID-puolen argumentteja. ID-argumentit ovat huomattavasti hienostuneempia kuin perinteinen kreationismi, jossa Luomiskertomus luetaan tieteellisenä selontekona ja uskotaan maan olevan n.6000 vuotta vanha. ID-argumenteissa hyväksytään suuri osa evoluutioteorian mukaisista havainnoista ja käsitellään molekyylibiologiaa ja informaatioteoriaa.

Pitkän hiljaiselon jälkeen innostuin IDstä uudestaan juonnettuani pyynnöstä Matti Leisolan luennon Kuopion yliopistolla. Kristillisten opiskelijoiden järjestämän illan otsikkona oli "Elämän synnyn arvoitus". Leisola yllätti minut asiallisella, selkeällä ja kiihkottomalla esiintymisellä, vaikka Wikipedian mukaan hän pitää vedenpaisumusta ja Nooan arkkia historiallisena tapahtumana. En tosin tullut kysyneeksi häneltä kyseisestä asiasta tarkemmin.

Leisolan esityksen yksi keskeinen anti oli, että abiogeneesin tutkimus ei ole päässyt rakennuspalikkavaihetta pitemmälle. Useita vaihtoehtoisia selityksiä on vuosikymmenien saatossa ehdotettu ja yritetty osoittaa kokeellisesti, mutta mitään vakuuttaavaa ei ole saatu aikaan. Leisola tarjosi selittäväksi tekijäksi älykkyyttä (vai pitäisikö sanoa Älykkyyttä) ja esitti tälle omat perustelunsa. Luento oli mielenkiintoinen. Leisolalla on takana vakuuttava ura bioprosessitekniikan saralla ja hänellä on ollut etuoikeus keskustella joidenkin johtavien abiogeneesi-tutkijoiden kanssa.

Jotta pääsisit tunnelmaan
ID-teoria ei käsittele pelkästään abiogeneesiä. Olen kuitenkin tällä hetkellä kiinnostunut lähinnä siitä. Se on selkeärajainen ja merkittävä ongelma, jonka ratkaiseminen on olennainen osa kiistaa. Koitin tehdä selvitystyötä Internetin kautta ja näyttää siltä, että Leisolan esittämä kuva tutkimuksen tilasta pitää kutakuinkin paikkansa. Hän mainitsi luennolla hiljattain ilmestyneen kirjan Signature in the Cell, jonka on kirjoittanut yksi tämän hetken johtava ID-mies Stephen C. Meyer. Tilasin tämänkin opuksen amazon.com:sta ja koitan lukea sen seuraavaksi. Kirja vaikuttaa hyvin kirjoitetulta ja se on saanut hyvää palautetta osakseen.

Stephen Meyer on fiksu ja sanavalmis mies. Jos kiinnostaa, niin alle linkitetystä keskustelusta saa ihan hyvän kuvan siitä mitä hän ajattelee. Opponenttina on palentologi Peter Ward, joka ei mielestäni, eikä yleisönkään mielestä, onnistu puolustamaan kantaansa oikein kunnialla. Keskustelu on hyvä esimerkki siitä, miten vaikeasta asiasta on kyse ja miten paljon tunteita se herättää. Osaisitko sinä kyseenalaistaa Meyerin argumentit?

http://www.youtube.com/watch?v=naGMex003SY

Nyt, kun olet virittäytynyt kanssani tunnelmaan, lähdetään kahlaamaan läpi ensimmäistä kirjaa. Selvittäkäämme onko Kauffmanilla jotain sanottavaa ja antakaamme Meyrin vastata.

Blogin pohjustus

Kuten muutaman ystäväni kanssa olen jo puhunut, päätin pistää pystyy kirjablogin. Tässä se nyt sitten on. En ole koskaan ennen kirjoittanut päiväkirjaa tms. säännöllistä, joten saa nähdä miten tämä onnistuu. Blogi toimii lukupäiväkirjana ja keskustelualustana kiinnostuneille. Toivon, että kirjoista nousevien ajatusten kirjoittelu auttaisi itseäni ymmärtämään ja muistamaan lukemani paremmin. Toivon myös, että muut osallistuisivat keskusteluun kiinnostuksen mukaan. Palaute ja eri näkökulmat ovat tervetulleita.

Luettavat kirjat tulevat todennäköisesti käsittelemään tai ainakin sivuamaan tieteenfilosofiaa, tietoteoriaa, etiikkaa, metafysiikkaa, retoriikkaa ja argumentaatiota, biologiaa, uskontoja ja erityisesti kristinuskoa. Tervetuloa mukaan pohtimaan kanssani elämän suuria ja ehkä pienempiäkin kysymyksiä!