20รับ100มุมมองที่มีพลังของธรรมชาติ

วิวัฒนาการของจักรวาล

 การเพิ่มขึ้นของความซับซ้อนในธรรมชาติ

Eric J. Chaisson

สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด: 2001. 320 หน้า $27.95, 19.50 ปอนด์

มีความ20รับ100ตึงเครียดในวิทยาศาสตร์ในด้านหนึ่ง การทำงานในรายละเอียดของปัญหาเฉพาะที่เราเผชิญ หมกมุ่นอยู่กับความสะดวกสบายของความเชี่ยวชาญทางเทคนิคเฉพาะของเรา และในทางกลับกัน การก้าวกลับไปเผชิญหน้ากับโครงร่างที่กว้างขึ้นของสิ่งต่าง ๆ และถามว่าอย่างไร ความพยายามทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะของเราเกี่ยวข้องกับ ‘คำถามใหญ่’ ที่มนุษยชาติกำลังเผชิญอยู่ นักวิทยาศาสตร์มักไม่เต็มใจที่จะตอบคำถามเหล่านี้โดยตรง

Eric Chaisson นักดาราศาสตร์อาวุโสและนักการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง มีความกล้าที่จะจัดการกับปัญหาดังกล่าว ในCosmic Evolutionเขาตรวจสอบคำถามสำคัญว่าเหตุใดเราจึงมาที่นี่ โดยใช้ความเข้าใจในปัจจุบันของบริบทจักรวาลวิทยาของเราเป็นพื้นหลัง ความตั้งใจของเขาคือ “ร่างการสังเคราะห์เชิงวิวัฒนาการอันยิ่งใหญ่ที่จะช่วยให้เราเข้าใจว่าเราเป็นใคร มาจากไหน และเราเหมาะสมกับโครงร่างโดยรวมของสิ่งต่างๆ อย่างไร” เขามุ่งเน้นไปที่ต้นกำเนิดของโครงสร้างและความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นตามธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชีวิตทางชีววิทยาและสติปัญญาของมนุษย์

Chaisson วิเคราะห์ปัญหาเหล่านี้จากตำแหน่งทางวิทยาศาสตร์แบบดั้งเดิม ภายใต้รูบริกกว้างๆ ของ “วิวัฒนาการจักรวาล … รูปแบบที่แพร่หลายซึ่งเจาะลึกโครงสร้างของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติทั้งหมด” โดยอ้างว่าให้ “สถานการณ์ที่เป็นเอกภาพของจักรวาล รวมทั้งตัวเราเองในฐานะความรู้สึก สิ่งมีชีวิตตามแนวคิดของการเปลี่ยนแปลงที่ได้รับเกียรติจากกาลเวลา”

วิญญาณผู้กล้าหาญคนอื่น ๆ

 ได้เหยียบย่ำอาณาเขตที่คล้ายคลึงกัน แล้วอะไรที่ทำให้การสังเคราะห์นี้แตกต่างออกไป? ความพยายามครั้งก่อนเหล่านั้นแตกต่างกันไปตามบริบทและความหลากหลายของประเด็นที่พวกเขากล่าวถึง และ Chaisson ก็ทำได้ดีในคะแนนนั้น วาทกรรมของเขาครอบคลุมหลากหลายตั้งแต่ฟิสิกส์ของเอกภพยุคแรกจนถึงต้นกำเนิดและธรรมชาติของชีวิต โดยกล่าวถึงประเด็นต่างๆ เช่น ‘หลักการมานุษยวิทยา’ ในจักรวาลวิทยา อุณหพลศาสตร์ของระบบที่ไม่สมดุล มุมมองดาร์วินเกี่ยวกับวิวัฒนาการของชีวิต ในบริบทของอณูชีววิทยาในปัจจุบันและประเด็นการพัฒนาวัฒนธรรม ดังนั้นเขาจึงให้ความสำคัญกับการสังเคราะห์ทางชีววิทยาสมัยใหม่อย่างจริงจังและวางไว้ในบริบททางกายภาพและจักรวาลวิทยาที่เหมาะสมโดยเน้นการเชื่อมโยงเชิงสาเหตุที่น่าสนใจ ตัวอย่างเช่นในที่สุด มันคือการขยายตัวของจักรวาลที่ยอมให้โครงสร้างที่ไม่สมดุลที่ซับซ้อนปรากฏขึ้น การสังเคราะห์โดยรวมนั้นยินดีต้อนรับ

นอกจากนี้ยังมีการเลือกหัวข้อการจัดระเบียบส่วนกลางเพื่อพิจารณา ทางเลือกของนักเขียนคนอื่นๆ มีตั้งแต่การกำหนดระดับของนิวตัน ผ่านทฤษฎีภัยพิบัติ ไปจนถึงทฤษฎีความโกลาหลและความซับซ้อนทางด้านกายภาพ และทฤษฎีวิวัฒนาการนีโอดาร์วินในด้านชีววิทยา ทางเลือกของ Chaisson ค่อนข้างน่าประหลาดใจ แม้ว่าเขาจะยอมรับแนวทางข้างต้น แต่แผนของเขาเองเน้นที่การไหลของพลังงาน ดังนั้น เขาจึงพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับเทอร์โมไดนามิกส์ที่สมดุลและไม่สมดุลของระบบต่างๆ ตั้งแต่จักรวาลยุคแรก ไปจนถึงดวงดาว ไปจนถึงการสังเคราะห์ด้วยแสงและเมแทบอลิซึมของเซลล์ และทำให้การวิเคราะห์นี้เป็นคุณลักษณะสำคัญใน “ชุดแห่งความเข้าใจ” ที่เกี่ยวข้องกับการไหลของพลังงาน วิวัฒนาการทางกายภาพ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ และสภาวะที่มีระเบียบ ข้อเสนอของเขาไม่ได้ถูกใส่ผิดที่อย่างที่คิด ใช่แน่นอน, พายุฝนฟ้าคะนองมีพลังงานมากกว่าสัตว์ใดๆ แต่ปริมาตรของพายุนั้นมีมากมาย ดังนั้นการไหลของพลังงานต่อหน่วยปริมาตรจึงน้อย มันอยู่ในระบบที่ซับซ้อนเช่นชิปคอมพิวเตอร์และสมองของสัตว์ที่อยู่ในระดับสูง

Chaisson ให้หลักฐานที่น่าประทับใจว่าระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยการไหลของพลังงานอิสระที่สูงขึ้นต่อปริมาตรต่อหน่วย เขาให้ตัวเลขเปรียบเทียบสำหรับระบบที่มีตั้งแต่ดาวฤกษ์ไปจนถึงเซลล์โปรโตจนถึงสัตว์จนถึงสังคมโดยรวม ทำให้เกิดเส้นโค้งของความหนาแน่นของการไหลของพลังงานที่เพิ่มขึ้นตามเวลาที่เพิ่มขึ้นเมื่อเอกภพมีวิวัฒนาการ เขาเชื่อมโยงเส้นโค้งนี้กับการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนผ่านลักษณะแฉกของระบบที่อยู่ห่างไกลจากสมดุล ร่วมกับหลักการทั่วไปของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

แผนงานที่ยิ่งใหญ่ยืนหยัดหรือล้มลงตามความสามารถในการจัดการกับรายละเอียดของหัวข้อกว้างๆ ที่พวกเขาควรจะสังเคราะห์ แม้ว่าหนังสือเล่มนี้จะครอบคลุมเนื้อหามากมายในลักษณะที่ให้ความกระจ่าง แต่บางครั้งฉันก็พบว่ามันน่าผิดหวังในแง่นี้ การอภิปรายเกี่ยวกับหลักการมานุษยวิทยาเอียงไปที่ชายฟางซึ่งฉันไม่คิดว่าจะมีใครเห็นด้วยอย่างจริงจัง การอภิปรายที่ดีเกี่ยวกับประเด็นสำคัญของเอนโทรปีไม่ได้ระบุอย่างชัดเจนถึงปัญหาหลักที่ยังไม่แก้ของเอนโทรปีโน้มถ่วง แม้ว่าเขาจะวางรากฐานในการทำเช่นนั้น คำจำกัดความของชีวิตของเขาไม่เพียงพอเนื่องจากไม่สามารถเข้าใจความซับซ้อนของระบบชีวเคมีได้อย่างสมบูรณ์ และหลักการการคัดเลือกโดยธรรมชาติของเขาคลุมเครือและคลุมเครือ20รับ100