Charles Darwin esitteli evoluutioteorian vuonna 1859 ilmestyneessä kirjassaan Lajien synty. Teoria aiheutti vallankumouksen tieteellisessä ajattelussa.
Darwin esitti, että biologiset lajit muuttuvat ajan kuluessa. Muutos tapahtuu niin, että lajeille kertyy niiden eloonjäämistä ja lisääntymistä edistäviä ominaisuuksia.
Selittäminen ja ennustaminen ovat luonnontieteiden, kuten fysiikan, kemian ja biologian, keskeisiä tavoitteita (B. Skyrms, Choice and Chance: An Introduction to Inductive Logic, fourth edition, Wadsworth/Thomson Learning, Belmont, CA 2000, 104). Luonnontieteet selittävät luonnonilmiöitä ja laativat niitä koskevia ennusteita luonnonlakien eli luonnon käyttäytymisessä havaittavien säännönmukaisuuksien perusteella.
Luonnonlait ovat erityisesti fysiikan ilmiöitä kuvaavia tieteellisiä yleistyksiä, jotka on muotoiltu empiiristen havaintojen ja kokeellisen tutkimuksen perusteella. Luonnonlakien on oletettu olevan samanlaisia kaikkina aikoina ja kaikkialla maailmankaikkeudessa. Siten maailmankaikkeuden on oletettu olevan isotrooppinen eli tilastollisesti samanlainen kaikissa suunnissa. Tuoreet havainnot viittaavat kuitenkin siihen, että luonnonvakiot eivät ehkä olekaan samoja kaikkialla maailmankaikkeudessa.
Hiljattain on ehdotettu uutta luonnonlakia. Amerikkalaisten tutkijoiden Michael Wongin, Carol Clelandin, Daniel Arendin ja Robert Hazenin ehdotus kattaa Darwinin kuvaaman biologisen evoluution ja paljon muuta.
Ehdotetun uuden luonnonlain mukaan evoluutio on esimerkki laajemmasta ilmiöstä, joka ilmenee atomeissa, mineraaleissa, ilmakehissä, planeetoissa, tähdissä ja muissa aineellisissa kokoonpanoissa. Kyseinen ilmiö on se, että monimutkaiset luonnon järjestelmät kehittyvät kohti suurempia kokoonpanoja sekä suurempaa monimuotoisuutta ja monimutkaisuutta. Ehdotus uudesta luonnonlaista on julkaistu JUFO 3 -tason Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä vuonna 2023.
Uutta luonnonlakia ehdottavat tutkijat pitävät evoluutiota yleismaailmallisena prosessina. Tuo prosessi koskee sekä eläviä että elottomia järjestelmiä, joiden monimuotoisuus lisääntyy ja joiden rakenteet kasvavat ajan myötä (Wong ym. 2023, 3).
Laki on nimetty lisääntyvän toiminnallisen informaation laiksi (law of increasing functional information). Sen mukaan kehittyvät järjestelmät, biologiset ja ei-biologiset, muodostuvat aina lukuisista vuorovaikutuksessa olevista rakennuspalikoista, kuten atomeista tai soluista. Eräät prosessit, kuten solumutaatio, tuottavat useita erilaisia kokoonpanoja. Evoluutio ilmenee siinä, että nämä erilaiset kokoonpanot valikoituvat ja säilyvät hyödyllisyytensä vuoksi. Ne edustavat siis säilymisen suhteen hyödyllisiä toimintoja, joita moninainen informaatio ohjaa.
Uutta luonnonlakia ehdottavien tukijoiden mielestä kehittyvillä järjestelmillä on tärkeä universaali ominaisuus: järjestelmän toiminnallinen informaatio kasvaa eli järjestelmä kehittyy, jos järjestelmän erilaiset kokoonpanot altistuvat valinnalle yhden tai useamman toiminnon suhteen (Wong ym. 2023, 7).
Yleisesti tunnustetut luonnonlait koskevat sellaisia ilmiöitä kuin liikettä, painovoimaa, sähkömagneettista vuorovaikutusta ja termodynamiikkaa eli energian muuttumista lajista toiseen (esim. lämpöenergiasta liike-energiaksi) (Wong ym. 2023, 2). Nämä lait eivät kuitenkaan yksittäin tai edes yhdessä kuvaa tai selitä, miksi maailmankaikkeus muuttuu yhä monimuotoisemmaksi ja mutkikkaammaksi atomien, molekyylien, mineraalien ja muiden tekijöiden mittakaavassa (Wong ym. 2023, 1). Tähän tarttuu uusi luonnonlakiehdotus.
Seuraavassa on pari esimerkkiä monimutkaisuuden ja toiminnallisen informaation lisääntymisestä. Ensimmäinen tähtien sukupolvi syntyi maailmankaikkeuden aloittaneen alkuräjähdyksen jälkeen noin 13,8 miljardia vuotta sitten. Tuossa vaiheessa vain vety ja helium olivat tähtien tärkeimmät ainesosat (Wong ym. 2023, 3).
Ensimmäisen sukupolven tähdet muodostivat ytimissään tapahtuneissa lämpöydinfuusioissa parikymmentä raskaampaa alkuainetta. Niitä ovat muun muassa hiili, typpi ja happi. Nuo alkuaineet sinkoutuivat avaruuteen, kun tähdet räjähtivät elinkaarensa loppuvaiheessa. Edellisen sukupolven jäänteistä muodostunut seuraava tähtisukupolvi takoi samalla tavalla lähes 100 uutta alkuainetta.
Uusien rakenneosien ja kokoonpanojen syntyminen ei jäänyt alkuaineita synnyttäviin tähtiin, vaan koskee myös planeettojen, kuten maapallon, tapahtumia. Maapallolla syntyneet molekyylien kokoonpanot kehittyivät yhä monimutkaisemmiksi. Monisoluinen elämä syntyi Maassa noin 4 miljardia vuotta sitten.
Voimme kuvitella atomeista tai molekyyleistä koostuvan järjestelmän, joka voisi periaatteessa olla mukana triljoonissa eri kokoonpanoissa. Kuitenkin vain pieni osa kaikista mahdollisista kokoonpanoista toimii eli niillä on edes jossain määrin hyödyllinen tehtävä. Luonto suosii vain näitä toimivia kokoonpanoja.
Tässä ’tehtävä’ pitää ymmärtää väljästi. Se voi tarkoittaa esimerkiksi sitä, että kokoelma atomeja muodostaa vakaan, säilyvän mineraalikiteen. ’Tehtävä’ voi tarkoittaa myös sitä, että tähti säilyttää dynaamisen rakenteensa. Lisäksi ’tehtävä’ voi tarkoittaa esimerkiksi sitä, että eliölaji oppii uuden toimintatavan, jolla se voi kilpailla resursseista paremmin kuin naapurinsa.
Suosimisen ajatukseen liittyy Darwinin ehdottama luonnonvalinnan käsite (Wong ym. 2023, 3). Se viittaa evoluutioprosessiin, jossa hyödylliset perinnölliset ominaisuudet runsastuvat ja haitalliset harvinaistuvat populaatiossa eri sukupolvien aikana. Uuden luonnonlain ehdottajat laajentavat valinnan koskemaan myös ei-biologisia järjestelmiä, kuten ilmakehiä, planeettoja, tähtiä ja galakseja.
He erottavat kolme yleistä valinnan käsitettä (universal concepts of selection): staattinen säilyvyys (static persistence), dynaaminen säilyvyys eli evoluution mahdollistavien aktiivisten prosessien säilyvyys (dynamic persistence) ja uusien ominaisuuksien syntyminen niin, että eliö sopeutuu ympäristöönsä entistä paremmin (novelty generation) (Wong ym. 2023, 1, 4–6, 10).
Biologisia esimerkkejä uusien ominaisuuksien syntymisestä ovat eliöt, jotka kehittävät kyvyn uida, kävellä, lentää tai ajatella. Oma lajimme syntyi sen jälkeen, kun ihmisen evoluutiolinja erosi simpanssien linjasta ja sai monia uusia ominaisuuksia. Näitä ominaisuuksia ovat muun muassa pystykävely ja aivojen koon kasvu.
Tässä esitelty uusi luonnonlakiehdotus on huomionarvoinen monesta syystä. Yksi niistä on se, että laki piirtää kuvan maailmankaikkeudesta, joka on pohjimmiltaan toiminnallinen. Tällainen fokus eroaa esimerkiksi sellaisista todellisuuskäsityksistä, jotka keskittyvät olioihin tai rakenteisiin.
Huomionarvoista on myös evoluution käsitteen laajentaminen biologiasta kemiaan ja fysiikkaan (Wong ym. 2023, 3–4). Tämä on linjassa sen kanssa, että uskottavat teoriat ovat järjestelmällisissä yhteyksissä lähitieteiden teorioihin. Erillisyys tieteenalojen kokonaisuudesta on sen sijaan näennäistieteiden tuntomerkki.
Lisääntyvän toiminnallisen informaation laki kiinnittää huomiota myös entropian ja informaation käsitteiden väliseen yhteyteen. Informaatio on negatiivista entropiaa eli lisääntyvää järjestystä. Uuden luonnonlain ehdottajien mukaan informaatio voi lisääntyä sekä elottoman luonnon järjestelmissä että elävässä luonnossa. Järjestys lisääntyy esimerkiksi ihmisen oppimisen ja tiedonhankinnan sekä työnteon myötä.
Järjestys lisääntyy energian voimalla, jota järjestelmään tai kokoonpanoon tulee sen ulkopuolelta. Maahan tulee energiaa Auringosta.
Maailmankaikkeudessa on käynnissä taistelu järjestyksen ja epäjärjestyksen välillä, jos tällainen metafora sallitaan. Se on taistelua elämän ja kuoleman, informaation ja entropian välillä. Kuolema ja entropia ovat pitkällä aikavälillä niskan päällä. Siitä huolimatta ihminen voi arvostaa elämää sekä sen mahdollistamaa tietojen ja taitojen lisääntymistä. Evoluution myötä ihmiselle kehittynyt kyky muodostaa arvoarvostelmia on luonut edellytykset myös eettisen informaation synnylle. Muun muassa näin kulttuurievoluutio liittyy maailmankaikkeuden muodostavien fysikaalisten järjestelmien kehitykseen.
Miten ihmiskunnan käykään, on parempi, että ihmisillä on tietoa, taitoa ja hyvyyttä, kuin että niitä ei olisi koskaan ollutkaan. Ilman ihmisiä ja kulttuureja maailmasta puuttuisi monia hyvinä ja tavoiteltavina pidettäviä asioita. Tämä ei tarkoita, että silmät pitäisi sulkea elämään kuuluvalta kärsimykseltä ja ihmisen aiheuttamalta pahalta. Ei siis tarvitse olla naiivi tai sinisilmäinen, jotta voi arvostaa tietoa, hyvyyttä ja kauneutta – rakkaudesta puhumattakaan.
Ehdotettu luonnonlaki tarjoaa uuden näkökulman siihen, miksi maailmankaikkeuden muodostavat fysikaaliset järjestelmät kehittyvät niin kuin kehittyvät. Artikkelin kirjoittajien mukaan lisääntyvän toiminnallisen informaation laki mahdollistaa myös ennusteet siitä, miten järjestelmät kehittyvät. Esimerkkinä he käyttävät Saturnuksen Titan-kuun orgaanista kemiaa (Wong ym. 2023, 8–9). Kirjoittajien mukaan sen tutkiminen voi hyödyttää maan ulkopuolisen elämän tutkimusta.
