Élet  –  kozmikus léptékben

 

Arisztotelész szerint az anyagot az életerő teszi élővé. A vis vitalis mind a mai napig használatos fogalom, mint az élet szükséges és elégséges feltétele. Annak idején Engels megfogalmazott egy materialista definíciót, mely szerint az élet a fehérjetestek létezési módja.

Ezek a filozófiai természetű meghatározások természetüknél fogva általánosítanak, igyekeznek sommásan fogalmazni. Pontosabb válaszért forduljunk a természet-tudományokhoz.

Még az 1950-es években is szokásos volt az életet az életjelenségek felsorolásával definiálni. Élő az, ami életjelenségeket mutat: mozog, érzékel, anyagcserét folytat, növekszik, szaporodik. Olyan ez, mintha egy számítógépet így jellemeznénk: adatokat vesz fel, áramot fogyaszt, számolni tud, kijelzi az eredményeket. Csak a lényeg hiányzik: mi okból, milyen módon?  És talán hozzátehetjük: mi célból?  Nem több, mint pár évtizede, hogy kezdjük megérteni a lényeget. Van egy tudományág a fizika és kémia határán: a termodinamika. Hatáskörébe tartozik a világ néhány „alapszabálya”, mint pl. az Első Főtétel, az energia-megmaradás törvénye. Közismerten: energia nem keletkezik, nem vész el, csak átalakul. Az Univerzum össz-energiájának mennyisége tehát állandó. (Az anyag és energia egyenrangú fogalmak az  E= m.c2  alapján.)

1865-ben jött Clausius, és úgy érezte, halaszthatatlanul szükség van egy olyan mérőszámra, mely az anyag belső rendezettségére, összetettségére vonatkozik, és ezáltal megmutatja annak „fizikai értékét”, további átalakulásokra való képességét. Minthogy minél összetettebb, bonyolultabb egy dolog, annál értékesebb, s annál több lehetősége van további átalakulásokra: ahogyan a magasba emelt súly több helyzeti energiát tartalmaz, és leérkezéséig munkát tud végezni. Clausius  tehát megalkotta az entrópia-törvényt, mely olyan fontos és olyan általános érvényű a világ  működési rendjében, hogy a Második Főtétel nevet nyerte. Ez kimondja: környezetüktől elszigetelt rendszerekben csak olyan folyamatok mennek végbe önként, melyek során a rendezetlenség nő. Az általunk ismert Univerzum is önmagában „elszigetelt rendszernek” tekinthető, össz-anyaga egyre „egyszerűbb” formába megy át, végül minden anyag és energia hővé alakul. Az entrópia (a káosz) megállíthatatlanul növekszik. Vagyis amíg az energia mennyisége a világban állandó, az energia minősége törvényszerűen csökken. Manapság kiderült, hogy az entrópia az információ-tartalomnak is kiváló mérőszáma. Minél összetettebb valami, annál több információt tartalmaz, mint ahogyan a teljes káosz információ-tartalma minimális.

Van itt azonban egy fontos dolog. J. Monod  írja a Véletlen és szükségszerűség c. könyvében: „A Második Főtétel csak egy statisztikai előrejelzést fogalmaz meg, de ezzel természetesen nem zárja ki, hogy egy tetszőleges makroszkópikus rendszer valamilyen igen kis hatótávolságú és igen rövid időtartamú változás során ne haladhasson az entrópia-emelkedőn felfelé”. Vagyis a káosz ellenében a nagyobb rend felé. Mert nyilvánvaló, hogy a dolgok itt a Földön is gyakorta válnak összetettebbé. Amikor egy bonyolult vegyület, egy sejt, egy élőlény keletkezik, amikor egy számítógép információt állít elő, csökken a rendetlenség, az anyag értékesebbé válik. Mint Atkins írja: „Az összekapcsolódás olyan bonyolult, hogy időlegesen itt-ott visszaszorulhat a zűrzavar, és amikor egy katedrális épül, vagy felcsendül egy szimfónia, felragyoghat a minőség.”

Bichot (+1802) szerint: „Az élet az, ami a halálnak ellenáll.” Ebben a primitívnek tűnő meghatározásban mély igazság rejlik, amit napjaink termodinamikai alapú élet-definíciója mutat meg számunkra. Mi itt, az Univerzumnak ezen a részén egy iszonyatosan hömpölygő entrópia-folyamban élünk. Csillagrendszerek, Napok, alig elképzelhető méretű energia-kisugárzása igazolja Clausiust: az anyag bomlása, leépülése megállíthatatlanul folyik körülöttünk. Ebben a folyamatban itt-ott kis örvények keletkeznek: a felépülési folyamatok. Az élővilágok, az élőlények.  Az élet, szembeszegülve egy alapvető természeti törvénnyel, rendezettséget (az entrópia ellentétét: negentrópiát) állít elő. Minden erejét megfeszítve úszik az ár, elsöprő tömegű és erejű ár ellen.  Minden ügyességét latba vetve egyensúlyoz az energia-optimum talpalatnyi hegycsúcsán. Ha lankad, menthetetlenül elragadja az ár, ha meginog, a mélybe zuhan: felbomlik a rendezettség, szétesik a szervezet, az élőlény elpusztul.

Az élet tehát a termodinamika szempontjából az anyagnak az a képessége és tulajdonsága, hogy minél rendezettebb, szervezettebb formát öltsön. Az élet az anyag negentrópia (rendezettség) termelő képessége. Az élet valóban az, ami a káosz ellen dolgozik, ami a halálnak ellenáll. Valljuk be, van ebben valami csodálatos… Ez a definíció azonban a hívők és ateisták világszemléletébe is beleillik, az ellentét a két filozófia közt „csak” abban rejlik, hogy vajon az anyagnak ez  „saját”  tulajdonsága, avagy természetfeletti eredetű.

Newton felfedezte a gravitációs erőt, mely megmagyarázta, miért végeznek rendezett mozgást a bolygók. Frankland, Lewis, Kossel felismerték a kémiai erőket, melyek érthetővé tették, miért állnak össze az atomok „önként” molekulákká, vegyületekké. Dirac, Pauli, Heisenberg, Yukawa egyenletekbe foglalták a magerőket, mellyel értelmezhetővé vált az a misztikum, ami atomokká rendezi az elemi részecskéket. A természetben tehát vannak bizonyos tulajdonságok, működnek bizonyos „hajlamok”, léteznek „törekvések”, az anyag részéről. Ezeket nevezzük természeti törvényeknek.

Vajon miért kellene az élettel kivételt tennünk? Az élet is az anyag tulajdonsága. Az a képessége, hogy ne csak szép szabályos kristályok, bonyolult molekula-csoportok álljanak össze „maguktól”, hanem még összetettebb rendszerek is. Ezeket neveztük el koacervátumnak, szemipermeábilis hártyának, fehérjének, DNS-molekulának, mitokondriumnak. Aztán sejtnek, amőbának, növénynek, állatnak. Az élet az anyagnak abból a hajlamából, képességéből fakad, hogy egyre összetettebb „értékesebb” rendszereket hozzon létre. Az anyagnak ezt a tulajdonságát kísérletekkel is igazolni lehet: egyszerű atomok és molekulák bizonyos (egyáltalán nem különleges) körülmények között bonyolult szerves anyagokká alakulnak.

Az alapvető hiba abban a szemléletben gyökerezik, miszerint az élet valami véletlen folyamán jön létre. Fogalmazzuk meg a tételt: az élettelen anyag szükségszerűen élő anyaggá fejlődik, ahol a feltételek ezt lehetővé teszik.

És ezzel már el is hagytuk a Földet. Mert ez a tétel – természetesen – nem csak a mi bolygónkra érvényes. Senki nem vonja kétségbe, hogy a kősó (ha megfelelőek a körülmények,) bárhol az Univerzumban kristályokká rendeződik. Senki nem kételkedik benne, hogy (ha a környezeti feltételek megfelelőek,) bármely égitesten képződhetnek aminosavak. Nem kétséges, hogy (megfelelő környezetben) a világ bármely csücskében kialakulhatnak szemipermeábilis membránok. Miért feltételeznénk tehát, hogy a fejlődés további szakaszaiban valamiféle törésnek kellene bekövetkeznie? Hogy ettől a ponttól kezdve más természeti törvények lennének érvényesek itt és ott? Hogy a földi anyag másképpen viselkedik, mint a Galaxis anyaga? Semmi alapunk sincs, hogy ezt feltételezzük, hiszen a tudomány az ellenkezőjét igazolja. Nyugodt lelkiismerettel kiterjeszthetjük tételünket a kozmosz egészére: az élet törvényszerűen létrejön mindenütt, ahol alapanyag, elegendő idő és megfelelő környezet áll rendelkezésére. Ezt a törvényszerűséget pedig bízvást nevezhetjük el a  Kozmikus Biológia Elsőszámú Tételének.

Mivel pedig a világegyetemben (a fogalom laikus értelmében) végtelen nagyszámú égitest létezik, mondhatjuk Giordano Brunóval (+1600): az Univerzumban végtelen nagyszámú lakott világ létezik.

 

 

dr. Várkonyi Tibor