Zadając pytanie, czym jest życie i jak powstało, najczęściej pragniemy zrozumieć jego egzystencjalny fenomen. Czym różnimy się od materii nieożywionej? Jak może wyglądać na innych planetach? Jak go poszukiwać? Czy możemy tworzyć jego odmienne formy?
Teoria montażu (assembly theory), która powstała dzięki współpracy chemików i fizyków, proponuje kilka ciekawych odpowiedzi na te pytania.
Teoria montażu wpisuje się w szerszy zbiór teorii złożoności, która oferuje rozmaite sposoby na mierzenie tej ostatniej. Radziecki matematyk Andriej Kołmogorow dokonywał pomiaru złożoności obiektów poprzez długość programu, który je opisywał. Zagadnienie badał też brytyjski fizyk i matematyk Stephen Wolfram w teorii automatów, zadając pytanie: jak z prostych reguł – i z których – powstają skomplikowane wzorce. Badacze analizują także złożoności sieci, np. społecznych i telekomunikacyjnych, czy interakcje pomiędzy komponentami programów informatycznych.
Teoria montażu proponuje mierzyć złożoność jako funkcję od liczby różniących się od siebie komponentów i ich liczności. Trochę jak w zabawie klockami lego: by zmierzyć, jak coś jest złożone, rozkłada się ów przedmiot na poszczególne elementy. Następnie stosuje się podstawowy obiekt teorii montażu – indeks montażu – który wyznacza najkrótszą ścieżkę do złożenia części w przedmiot badania. Na przykład słowo „abrakadabra” składa się z pięciu różnych liter i jest długości 11 liter. Możemy je złożyć w następujący sposób: a+b, ab+r, abr+a, abra+k, abrak+a, abraka+d, abrakad. Jego złożoność wynosi więc siedem. W podobny sposób możemy mierzyć złożoność molekuł i maszyn.
Czym jest więc życie? Definicje, które odpowiadałyby naszym intuicjom, są rozliczne. Jest ich tak dużo, że w 2011 r. Edward Trifonov (Uniwersytet w Hajfie) na korpusie złożonym ze 123 z nich przeprowadził analizę danych tekstowych. Niektóre z pomysłów obejmują konieczność poddawania się ewolucji, walki z entropią, powracania do pewnego stanu homeostazy, powielania swoich części, adaptowania się, metabolizmu itp. Konsekwencje przyjęcia konkretnych definicji są ciekawe. Dla przykładu: mrowisko staje się jednym organizmem, życie może zachodzić we wnętrzu gwiazdy a wirus zarazem jest lub nie jest żywy.
Chemik Lee Cronin (Uniwersytet w Edynburgu) i fizyczka oraz astrobiolożka Sara Walker (Uniwersytet Arizony) w 2021 r. zaproponowali hipotezę, że rzeczy wyprodukowane przez żywe organizmy są złożone w sensie teorii montażu. Badają więc coraz więcej molekuł, tworząc bazę danych ich złożoności, co opisali w artykule z tego samego roku. Jak na razie ich teoria się potwierdza. Dla przykładu – węgiel ma średnio indeks złożoności 11, a granit 12. Produkty, takie jak piwo czy bakteria E. coli, mają odpowiednio średnio 16 i 20. Ze względu na interpretację złożoności – na zliczanie najkrótszych sposobów, w jakie obiekt mógł powstać – badacze zajmują się też modelowaniem ewolucji i doboru naturalnego, o czym napisali w 2022 r.
Teoria montażu oferuje praktyczne narzędzia, jak choćby możliwość badania potencjalnych leków, patrząc na nie poprzez pryzmat podobieństwa ich złożoności. Warto podkreślić, że jest jeszcze bardzo młoda koncepcja, więc wiele jest jeszcze do zbadania, ale też jej potencjał nie został do tej pory w pełni wykorzystany. ©℗
