Robert Poczobut: Emergencja życia

Kontrowersje dotyczące natury oraz genezy życia należą do najstarszych w historii filozofii. Pośród licznych stanowisk, jakie sformułowano na przestrzeni wieków, na uwagę zasługuje koncepcja emergentystyczna – mająca zwolenników w przeszłości, obecnie zaś przeżywająca swój renesans.

Tekst ukazał się w „Filozofuj!” 2020 nr 2 (32), s. 9–11. W pełnej wersji graficznej jest dostępny w pliku PDF.

Witalizm i jego krytyka

W filozofii biologii przez wiele stuleci dominował dualistyczny pogląd na temat natury życia. Zgodnie z jego wersją pochodzącą od Arystotelesa każda istota żywa zbudowana jest z materii i formy (hylemorfizm). Forma jest niematerialnym elementem organizującym i ożywiającym materię. Materia ożywiona różni się od materii nieożywionej specyficzną formą (zasadą organizacji). Nowożytni zwolennicy dualizmu, określanego mianem „witalizmu” (od vis vitalis, élan vital), jak Hans Driesch czy Henri Bergson, utrzymywali, że w każdym organizmie istnieje niematerialna siła sterująca rozwojem organizmu i jego regeneracją. Żywy organizm nie jest mechanizmem, jak uważał Kartezjusz, ponieważ zawiera niematerialny „pierwiastek życiowy”. Siła życiowa nadaje częściom organizmu specyficzną strukturę oraz zdolności charakterystyczne dla żywego organizmu. Siła ta jest czymś różnym od znanych oddziaływań fizycznych – skutki jej działania są przedmiotem badań biologii.

Witalistom wydawało się czymś niemożliwym, aby zbiór nieożywionych atomów w sposób naturalny przekształcił się w żywy organizm. W jaki sposób z „nieżycia” może powstać życie? Zdaniem Hansa Driescha, czołowego przedstawiciela witalizmu, fizyka nie jest w stanie wyjaśnić zjawisk biologicznych, takich jak samoregulacja, regeneracja, rozmnażanie, inteligencja czy pamięć. Postulował w związku z tym istnienie niefizycznej siły ożywiającej i organizującej obiekty fizyczne. Wnioskował w następujący sposób: ponieważ rozkład układu żywego na elementy składowe nie prowadzi do wykrycia czegoś takiego jak życie, musi ono być czymś niefizycznym, pochodzącym spoza układu fizycznego.

Z perspektywy współczesnej biologii witaliści postulowali istnienie bytów fikcyjnych. Biologia nie poszła wskazaną przez nich drogą. Zdaniem Ernsta Mayra (2002) o definitywnym upadku witalizmu przesądziły cztery czynniki: (a) zrozumienie, że witalizm jest doktryną spekulatywną, a nie teorią naukową, (b) wyjaśnienie na gruncie biochemii procesów, o których witaliści twierdzili, że ich zrozumienie wymaga przyjęcia istnienia protoplazmy – substancji, z której zbudowane są organizmy żywe, a której nie zawiera materia nieożywiona, © wyjaśnienie na gruncie genetyki i teorii doboru naturalnego pozornej celowości układów żywych (odwołujące się do procesów teleonomicznych sterowanych przez programy genetyczne), (d) konstatacja, że rozwój biologii stopniowo eliminuje problemy, których analiza wymaga przyjęcia niefizycznej siły życiowej.

W rezultacie niemal powszechnie przyjęto, że witalizm jest eksplanacyjnie pusty – oferuje wyjaśnienia pozorne polegające na wypełnianiu luk w naszej wiedzy za pomocą bytów fikcyjnych.

Organicyzm i emergentyzm

W kontekście nowych działów biologii (biologia molekularna, genetyka, syntetyczna teoria ewolucji, ogólna teoria systemów) sformułowano nowe teorie filozoficzne na temat statusu ontycznego życia. Zwolennicy organicyzmu i emergentyzmu przyjęli następujące założenia: (a) Organizm jest czymś więcej niż sumą swoich części. (b) Specyficznych funkcji układów żywych nie da się w pełni wyjaśnić na gruncie fizyki i chemii, ponieważ nie jest możliwa redukcja praw i pojęć biologii do praw i pojęć fizyki i chemii. © Nie istnieje niematerialna siła życiowa. Procesy życiowe są efektem organizacji materii, zaś zdolność do samoorganizacji jest jej cechą wewnętrzną. (d) W procesie ewolucji powstają nowe poziomy organizacji przyrody, a także nowe prawa i własności układów niewystępujące na niższych poziomach organizacji. (e) Ewolucja kosmiczna jest procesem autentycznie twórczym, prowadzącym do powstawania układów strukturalnie i funkcjonalnie nowych.

Wyjaśnienie fizykochemicznych podstaw życia wymaga odwołania się do procesów zachodzących na poziomie molekularnym, jednak znaczenie takich wyjaśnień maleje, gdy przechodzimy do analizy wyższych poziomów organizacji układów żywych. Wyjątkowe właściwości organizmów żywych są rezultatem nie tylko ich składu chemicznego, ale przede wszystkim hierarchicznej i nieliniowej organizacji. W złożonych układach hierarchicznych relacje między całością a jej częściami nie polegają tylko na tym, że działanie całości zależy od interakcji między częściami. Równie ważne jest to, że całość sprawuje funkcje kontrolne w odniesieniu do zachowania części (przyczynowość odgórna lub systemowa). Powstanie życia nie polega na ożywianiu atomów, lecz na tworzeniu ich odpowiednio skomplikowanych układów. Atomy węgla, wodoru, tlenu czy fosforu w żywej komórce nie różnią się od takich samych atomów istniejących poza nią. Tajemnica życia nie kryje się w pojedynczych atomach czy „niefizycznych siłach”, lecz w hiperstrukturach oraz w przepływie energii i informacji między nimi a środowiskiem.

Nazwa „życie” oznacza zdolności i procesy zachodzące w organizmach. Ernst Mayr do podstawowych atrybutów życia zalicza: (a) istnienie programów genetycznych sterujących rozwojem i czynnościami systemów żywych, (b) występowanie w strukturze układów żywych specyficznych makrocząsteczek (kwasy nukleinowe, peptydy, enzymy, hormony itp.), © występowanie złożonych mechanizmów regulacyjnych, w tym mechanizmów wielokrotnych sprzężeń zwrotnych, (d) określoną organizację funkcjonalną, (e) genetycznie zaprogramowane zachowania (teleonomia), (f) ograniczony rząd wielkości (od bakterii po wieloryby), (g) istnienie cykli życiowych i faz rozwojowych, (h) otwartość na energetyczne i informacyjne oddziaływania ze środowiskiem.

Następstwem posiadania właściwości podstawowych są specyficzne zdolności układów żywych: zdolność do ewoluowania, samoodtwarzania się, wzrost i różnicowanie zgodnie z programami genetycznymi, metabolizm, samoregulacja i utrzymywanie równowagi (homeostaza), reagowanie na bodźce środowiskowe i inne. Powyższa lista nie jest wyczerpująca. Jednak nie sformułowano niearbitralnej definicji równoważnościowej terminu „życie”. Z uwagi na trudności związane z podaniem zamkniętej klasy warunków koniecznych i wystarczających bycia układem żywym, pojęcie życia jest nieostre. Natomiast z uwagi na istnienie form pośrednich między układami żywymi a nieożywionymi (wirusy), a także zaawanasowanych badań nad tzw. silnym sztucznym życiem, granica między układami żywymi a nieożywionymi jest rozmyta.

Teoria emergencji a nowy mechanicyzm

Ontologiczne pojęcie emergencji ma dwa komplementarne aspekty – diachroniczny i synchroniczny. W pierwszym wypadku chodzi o to, że procesy emergentne, takie jak procesy życiowe, mogą powstać dopiero na zaawanasowanym etapie ewolucji Wszechświata – zanim powstaną układy żywe, muszą powstać atomy i cząsteczki, z których są one zbudowane, muszą zostać wytworzone odpowiednie warunki środowiskowe, w których mogłoby wyewoluować życie. Ponieważ pojedyncze atomy i cząsteczki nie przejawiają własności układów żywych, ich pojawienie się w historii ewolucyjnej jest czymś autentycznie nowym. Przez dużą część swojej historii Wszechświat składał się z materii nieożywionej – zawierał co najwyżej potencjał do wytworzenia układów żywych. Mówiąc o diachronicznej emergencji życia, mamy na uwadze powstanie życia jako czegoś autentycznie (egzystencjalnie i jakościowo) nowego, co uprzednio nie istniało w postaci gotowej. W tym właśnie sensie życie wyłania się z materii nieożywionej, realizując jedną z potencjalności Wszechświata.

W wypadku synchronicznego aspektu pojęcia emergencji chodzi o to, że funkcje i procesy życiowe pojawiają się na odpowiednio wysokim poziomie organizacji. Są one emergentne w tym znaczeniu, że przysługują tylko i wyłącznie zorganizowanym układom oraz ulegają unicestwieniu wraz z ich rozpadem. Nawiązując do słynnej metafory młyna Leibniza, można powiedzieć, że wchodząc do wnętrza żywego organizmu lub pojedynczej komórki, jak wchodzi się do wnętrza młyna, nie znajdziemy tam żadnej substancji ani siły życiowej. Desygnatem terminu „życie” nie jest żaden składnik ani część organizmu fizycznego (fizyczna ani niefizyczna). Procesy życiowe są efektem złożonych interakcji i odziaływań między komponentami układów żywych oraz między tymi układami a środowiskiem.

Jeden z najczęściej wysuwanych zarzutów pod adresem teorii emergencji głosi, że teoria ta niczego nie wyjaśnia. Zgadzając się z powyższą konstatacją, warto zauważyć, że żadne ze stanowisk filozoficznych nie wyjaśnia w takich znaczeniach tego słowa, których używamy na gruncie nauk przyrodniczych. Szczegółowe wyjaśniania procesów życiowych, w tym genezy życia, mogą zostać sformułowane na gruncie teorii stricte naukowych. W rzeczy samej, współczesne badania z zakresu nauk o życiu i teorii układów złożonych zmierzają do odkrycia mechanizmów wyjaśniających, jak wzrost złożoności układów nieożywionych prowadzi do powstania układów żywych. Celem prowadzonych badań jest właśnie wyjaśnienie mechanizmów tego, co w abstrakcyjnym języku filozofii biologii nazywamy „emergencją życia”.

Filozoficzna teoria emergencji nie wyjaśnia genezy życia ani nie podaje mechanizmów leżących u podstaw procesów życiowych. Jednak nie ma takich uroszczeń. Emergentyści zakładają natomiast, że gdy nauka odkryje naturalne mechanizmy odpowiadające za genezę życia, teoria emergencji stanie się teorią ontologiczną, która adekwatnie interpretuje wyniki badań naukowych. Zgodnie z mechanistycznym modelem wyjaśniania naukowego, dominującym w naukach o życiu, u podstaw zachowań i zdolności układów złożonych zawsze leżą określone mechanizmy. Wyjaśnienie mechanistyczne jest wyjaśnieniem procesu lub funkcji układu złożonego w kategoriach wytwarzających je mechanizmów. Celem nauk o życiu jest odkrywanie mechanizmów wyjaśniających funkcje i procesy życiowe, takie jak metabolizm, dziedziczenie, synteza białek, homeostaza i inne. Emergencja wyjaśniona nadal jest emergencją, przestaje zaś być synonimem tajemnicy lub czegoś niezrozumiałego, mimo że w przeszłości często tak właśnie rozumiano ideę emergencji.

Robert Poczobut – profesor UwB, kierownik Zakładu Epistemologii i Kognitywistyki w Instytucie Filozofii UwB. Autor czterech książek, przeszło siedemdziesięciu artykułów naukowych, redaktor licznych prac zbiorowych. Interesuje się pograniczem filozofii umysłu i kognitywistyki, w szczególności naturą jaźni, relacją między świadomymi i nieświadomymi procesami poznawczymi, neurofilozofią oraz hybrydowymi systemami poznawczymi. Hobby: podróże, muzyka, malarstwo, gry logiczne.