The Multiverse Handbook

Interattoma

The Multiverse Handbook

Una piccola guida al multiverso – Parte I

Non c’è dubbio che il fenomeno “vita” (in particolare “vita autocosciente”) si differenzi da ogni altro fenomeno che si verifica spontaneamente nell’universo. È una pura e semplice questione di complessità, non c’è bisogno di fare ricorso a misteriose concezioni vitalistiche. Osserviamo che con il termine “complessità” si intende, generalmente, ciò che caratterizza un sistema costituito da diverse parti che interagiscono tra loro in molteplici modi (il fisico Neil F. Johnson ha sintetizzato argutamente il concetto così: “In due si è in compagnia, in tre si fa una folla”). Lasciamo pure da parte la questione della quantificazione del grado di complessità, anche perché al riguardo non esiste ancora un consenso generale. Tuttavia, è senz’altro possibile definire un ampio spettro di misure di complessità specifiche; e il più delle volte il semplice conteggio delle interconnessioni basta a fornire una stima approssimata del livello di complessità di un sistema.

Negli organismi viventi la complessità si manifesta a varie scale, dalla molecolare alla organica. Si pensi, per esempio, all’insieme delle interazioni tra le proteine di una cellula, il cosiddetto interattoma. Ecco, il numero delle interazioni teoricamente possibili per il lievito della birra (Saccharomyces cerevisiae) si attesta sullo strabiliante ordine di grandezza di 10 alla 79 000 000 000. (L’interattoma funzionale effettivamente osservato ha invece una dimensione dell’ordine di 10 alla quarta). Per non parlare poi del caso del cervello umano, in cui a livello macroscopico si osserva un connettoma (vale a dire, una mappa delle connessioni neurali) con una dimensione dell’ordine di 10 elevato alla quattordicesima.

In definitiva, una rappresentazione sufficientemente completa del comportamento degli oggetti biologici (vale a dire una “mappa” in uno spazio astratto opportunamente definito) richiede una quantità di informazione elevatissima, di molti ordini di grandezza superiore a quella della maggior parte degli oggetti non-biologici.

Per farsi un’idea – certo approssimativa – della distanza abissale tra vita e non-vita basta riflettere sul caso dei gas, la cui “mappa” può essere ristretta al piano cartesiano pressione-volume, e il cui comportamento fisico può essere descritto in modo pienamente soddisfacente dalla traiettoria di un punto in tale piano. Non è dunque necessario conoscere ad ogni istante posizione e velocità di tutte le particelle che compongono un aggregato gassoso di materia per sapere come esso si comporterà macroscopicamente in presenza di certe condizioni al contorno. Il livello di complessità, insomma, è minimo. Non altrettanto si può dire degli oggetti biologici, come abbiamo visto prima: la quantità di informazione richiesta per disegnarne la “mappa” in un opportuno spazio astratto può tendere praticamente all’infinito.

In presenza di organismi dotati di cervelli evoluti, poi, dobbiamo aggiungere alla pura complessità di sistema una caratteristica del tutto peculiare: vale a dire, la capacità che tali aggregati di materia hanno di produrre modelli della realtà esterna, ovvero rappresentazioni astratte di altri sistemi complessi e delle loro relazioni. In pratica si tratta di oggetti che mostrano – per così dire – una complessità del secondo ordine: sono sistemi complessi in grado di rappresentare la complessità.

Credo che sulla considerazione che esiste un divario profondissimo tra vita e non-vita si possa essere tutti d’accordo – qualunque sia la nostra concezione metafisica di fondo. Pertanto, nel seguito della discussione considererò come punto di partenza condiviso questo schizzo della

STORIA DEL MONDO

1. Circa trecentomila anni dopo la singolarità iniziale la materia si è separata dalla radiazione, “condensandosi” in galassie, stelle e pianeti.
2. In (almeno) un oscuro angolo dell’universo una minuscola parte di questa materia ha subito una lunga serie di trasformazioni, manifestatesi in una successione di sistemi di complessità crescente.
3. Alla fine, tali mutamenti hanno condotto alla comparsa di una struttura dotata di complessità del secondo ordine (il cervello umano).

Il raccontino sarebbe banale, se non fosse per il fatto che la regola generale per le trasformazioni che avvengono spontaneamente nell’universo è di procedere nel verso della diminuzione della complessità, ovvero di un aumento dell’entropia (a meno che, naturalmente, non siano presenti – nei sistemi aperti come quelli biologici – fenomeni anti-entropici).

Considerando che la parte di gran lunga preponderante della massa dell’universo esiste in forma non-biologica, appare dunque ragionevole l’osservazione che la vita sia un fenomeno speciale – e tuttavia, allo stesso tempo, un fenomeno che è “di casa” nell’universo. In termini un po’ più rigorosi, si deve ammettere che nell’universo esistono le condizioni (iniziali e/o contingenti) che permettono lo sviluppo del genere di complessità caratteristico della vita, e in particolare della vita autocosciente. (Per inciso, la distinzione tra “condizioni iniziali” e “condizioni contingenti” corrisponde più o meno alla distinzione tra un’ontologia strettamente deterministica e una in cui si ammette un grado più o meno elevato di indeterminatezza –  o, se vogliamo, di “libertà” – nell’evoluzione fisica dell’universo. Lasceremo la questione in sospeso).

Bisogna riconoscere che questa considerazione può sembrare a prima vista scontata, quasi superflua; invece apre la strada a una serie di domande capitali, che – come vedremo – sfiorano la speculazione metafisica:

DOMANDE SULLA VITA NELL’UNIVERSO

1. La vita autocosciente si è sviluppata solo sulla Terra, oppure esistono altre civiltà tecnologiche simili alla nostra?
2. Esiste un solo pianeta su cui è comparsa la vita, oppure ve ne sono molti?
3. Sono possibili forme di vita diverse da quella basata sul carbonio e sull’acqua?
4. Sono possibili forme di vita non collegate alla materia allo stato solido e liquido?
5. Quanto è sensibile il fenomeno “vita” alle condizioni iniziali e/o contingenti dell’universo?

Le prime tre domande (DV1-DV3) potrebbero anche ricevere risposta dalla ricerca scientifica in un futuro più o meno lontano. Per quanto riguarda la quarta (DV4), appare molto improbabile che possano esistere strutture organizzate complesse, durature, nella materia allo stato gassoso o di plasma.

Per la domanda DV5, invece, parrebbe già esserci una risposta sorprendentemente circostanziata, derivante dalle attuali conoscenze della fisica. In pratica, se si ammette che la vita può comparire solo in presenza di materia fortemente aggregata, e in sistemi aperti in cui siano persistenti per lungo tempo flussi di energia che producano localmente una diminuzione dell’entropia (per intendersi, solo in sistemi planetari orbitanti intorno a stelle)… ebbene, allora la risposta alla domanda DV5 è semplice: “Estremamente sensibile”.

Vedremo di capire perché nella prossima Parte.

.

.

.