Een nieuwe natuurwet probeert de complexiteit van het universum te verklaren

De originele versie van dit verhaal verscheen in Quanta Magazine .

In 1950 besprak de Italiaanse natuurkundige Enrico Fermi met zijn collega's de mogelijkheid van intelligent buitenaards leven. Als er buitenaardse beschavingen bestaan, zei hij, dan zouden sommige toch zeker voldoende tijd moeten hebben gehad om zich door de kosmos te verspreiden. Maar waar zijn ze dan?

Er zijn veel antwoorden op Fermi's "paradox" geopperd: misschien branden buitenaardse beschavingen uit of vernietigen ze zichzelf voordat ze interstellaire zwervers kunnen worden. Maar het eenvoudigste antwoord is misschien wel dat zulke beschavingen überhaupt niet verschijnen: intelligent leven is uiterst onwaarschijnlijk, en we stellen de vraag alleen omdat we de uiterst zeldzame uitzondering zijn.

Een nieuw voorstel van een interdisciplinair onderzoeksteam betwist die sombere conclusie. Ze hebben niets minder dan een nieuwe natuurwet voorgesteld, volgens welke de complexiteit van entiteiten in het universum in de loop van de tijd toeneemt met een onverbiddelijkheid die vergelijkbaar is met de tweede wet van de thermodynamica – de wet die een onvermijdelijke toename van entropie, een maatstaf voor wanorde, voorschrijft. Als ze gelijk hebben, zou complex en intelligent leven wijdverspreid moeten zijn.

In deze nieuwe visie lijkt biologische evolutie geen uniek proces te zijn dat aanleiding gaf tot een kwalitatief onderscheidende vorm van materie: levende organismen. In plaats daarvan is evolutie een speciaal (en misschien wel onvermijdelijk) geval van een algemener principe dat het universum beheerst. Volgens dit principe worden entiteiten geselecteerd omdat ze rijker zijn aan informatie die hen in staat stelt een bepaalde functie uit te voeren.

Deze hypothese , geformuleerd door mineraloog Robert Hazen en astrobioloog Michael Wong van het Carnegie Instituut in Washington D.C., samen met een team anderen, heeft tot een heftig debat geleid. Sommige onderzoekers hebben het idee verwelkomd als onderdeel van een groots verhaal over fundamentele natuurwetten. Zij stellen dat de basiswetten van de natuurkunde niet "compleet" zijn in de zin dat ze alles bieden wat we nodig hebben om natuurverschijnselen te begrijpen; evolutie – biologisch of anderszins – introduceert veeleer functies en noviteiten die in principe zelfs niet op basis van de natuurkunde alleen voorspeld konden worden. "Ik ben zo blij dat ze gedaan hebben wat ze gedaan hebben", aldus Stuart Kauffman, emeritus complexiteitstheoreticus aan de Universiteit van Pennsylvania. "Ze hebben deze vragen legitiem gemaakt."

Anderen beweren dat het toepassen van evolutionaire ideeën over functie op niet-levende systemen een te grote stap is. De kwantitatieve waarde die informatie in deze nieuwe benadering meet, is niet alleen relatief – ze verandert afhankelijk van de context – ze is ook onmogelijk te berekenen. Om deze en andere redenen hebben critici beweerd dat de nieuwe theorie niet kan worden getest en daarom weinig nut heeft.

Het werk speelt in op een groeiend debat over hoe biologische evolutie past binnen het normale kader van de wetenschap. De theorie van Darwins evolutie door natuurlijke selectie helpt ons te begrijpen hoe levende wezens in het verleden zijn veranderd. Maar in tegenstelling tot de meeste wetenschappelijke theorieën kan deze weinig voorspellen over wat de toekomst brengt. Zou het inbedden ervan in een metawet van toenemende complexiteit ons een glimp kunnen laten opvangen van wat de toekomst brengt?

Het verhaal begint in 2003, toen bioloog Jack Szostak een kort artikel publiceerde in Nature waarin hij het concept van functionele informatie voorstelde. Szostak – die zes jaar later een Nobelprijs zou ontvangen voor niet-gerelateerd werk – wilde de hoeveelheid informatie of complexiteit kwantificeren die biologische moleculen zoals eiwitten of DNA-strengen bevatten. De klassieke informatietheorie, ontwikkeld door telecommunicatieonderzoeker Claude Shannon in de jaren 40 en later verder uitgewerkt door de Russische wiskundige Andrey Kolmogorov, biedt één antwoord. Volgens Kolmogorov hangt de complexiteit van een reeks symbolen (zoals binaire enen en nullen) af van hoe beknopt men die reeks eenduidig ​​kan specificeren.

Neem bijvoorbeeld DNA, een keten van vier verschillende bouwstenen, nucleotiden genaamd. Een streng die slechts uit één nucleotide bestaat en zich steeds herhaalt, is veel minder complex – en codeert daardoor ook minder informatie – dan een streng die uit alle vier nucleotiden bestaat, waarbij de sequentie willekeurig lijkt (zoals gebruikelijker is in het genoom).

Szostak wijst er echter op dat Kolmogorovs maatstaf voor complexiteit een cruciaal aspect van de biologie negeert: hoe biologische moleculen functioneren.

In de biologie kunnen soms meerdere moleculen dezelfde taak uitvoeren. Neem RNA-moleculen, waarvan sommige biochemische functies hebben die gemakkelijk te definiëren en te meten zijn. (Net als DNA bestaat RNA uit nucleotidenreeksen.) Met name korte RNA-strengen, aptameren genaamd, binden zich stevig aan andere moleculen.

Stel dat je een RNA-aptameer wilt vinden dat zich aan een specifiek doelmolecuul bindt. Kunnen veel aptameren dat, of slechts één? Als slechts één aptameer de taak kan volbrengen, dan is die uniek, net zoals een lange, schijnbaar willekeurige reeks letters uniek is. Szostak zei dat deze aptameer veel van wat hij "functionele informatie" noemde, zou bevatten.

Als veel verschillende aptameren dezelfde taak kunnen uitvoeren, is de functionele informatie veel kleiner. We kunnen de functionele informatie van een molecuul dus berekenen door te vragen hoeveel andere moleculen van dezelfde grootte dezelfde taak net zo goed kunnen uitvoeren.

Szostak toonde vervolgens aan dat functionele informatie in een dergelijk geval experimenteel kan worden gemeten. Hij maakte een aantal RNA-aptameren en gebruikte chemische methoden om de aptameren te identificeren en te isoleren die zich aan een gekozen doelmolecuul zouden binden. Vervolgens muteerde hij de winnende aptameren lichtjes om nog betere binders te vinden en herhaalde het proces. Hoe beter een aptameer bindt, hoe kleiner de kans dat een ander willekeurig gekozen RNA-molecuul het net zo goed doet: de functionele informatie van de winnaars in elke ronde zou moeten stijgen. Szostak ontdekte dat de functionele informatie van de best presterende aptameren steeds dichter bij de theoretisch voorspelde maximumwaarde kwam.

Hazen stuitte op Szostaks idee toen hij nadacht over het ontstaan ​​van leven – een onderwerp dat hem als mineraloog aantrok, omdat chemische reacties die op mineralen plaatsvinden al lang worden verdacht van een sleutelrol in het ontstaan ​​van leven. "Ik concludeerde dat praten over leven versus niet-leven een valse tegenstelling is", zei Hazen. "Ik vond dat er een soort continuüm moest zijn – er moest iets zijn dat dit proces van eenvoudigere naar complexere systemen aanstuurde." Functionele informatie, zo dacht hij, beloofde een manier om de "toenemende complexiteit van allerlei evoluerende systemen" te begrijpen.

In 2007 werkte Hazen samen met Szostak aan een computersimulatie met algoritmen die evolueren via mutaties. Hun functie was in dit geval niet om zich aan een doelmolecuul te binden, maar om berekeningen uit te voeren. Opnieuw ontdekten ze dat de functionele informatie spontaan toenam naarmate het systeem evolueerde.

Daar bleef het idee jarenlang liggen. Hazen zag geen manier om het verder te brengen totdat Wong in 2021 een fellowship aan de Carnegie Institution accepteerde. Wong had een achtergrond in planetaire atmosferen, maar hij en Hazen ontdekten dat ze over dezelfde vragen nadachten. "Vanaf het allereerste moment dat we samen zaten en over ideeën praatten, was het ongelooflijk", zei Hazen.

"Ik was teleurgesteld in de huidige stand van zaken bij het zoeken naar leven op andere werelden," zei Wong. "Ik vond het te beperkt tot leven zoals we dat hier op aarde kennen, maar leven elders zou wel eens een heel ander evolutionair traject kunnen volgen. Dus hoe kunnen we ver genoeg van het leven op aarde afdwalen om leven elders te kunnen opmerken, zelfs als het andere chemische eigenschappen heeft, maar niet zo ver dat we allerlei zelforganiserende structuren zoals orkanen zouden meerekenen?"

Het duo realiseerde zich al snel dat ze expertise uit een heel andere discipline nodig hadden. "We hadden mensen nodig die dit probleem vanuit heel verschillende perspectieven benaderden, zodat we allemaal controle hadden op elkaars vooroordelen," zei Hazen. "Dit is geen mineralogisch probleem; het is geen natuurkundig probleem, of een filosofisch probleem. Het is al die dingen."

Ze vermoedden dat functionele informatie de sleutel was tot het begrijpen hoe complexe systemen zoals levende organismen ontstaan ​​door evolutionaire processen die zich in de loop van de tijd voltrekken. "We gingen er allemaal van uit dat de tweede wet van de thermodynamica de tijdspijl aanlevert," zei Hazen. "Maar het lijkt erop dat het universum een ​​veel idiosyncratischer pad volgt. We denken dat dit komt door selectie op functie – een zeer ordelijk proces dat leidt tot geordende toestanden. Dat maakt geen deel uit van de tweede wet, hoewel het er ook niet onverenigbaar mee is."

Vanuit dit perspectief bekeken, kon het team met behulp van het concept van functionele informatie nadenken over de ontwikkeling van complexe systemen die op het eerste gezicht helemaal niets met het leven te maken lijken te hebben.

Op het eerste gezicht lijkt het geen veelbelovend idee. In de biologie is functie logisch. Maar wat betekent "functie" voor een gesteente?

Het impliceert eigenlijk alleen maar, aldus Hazen, dat een selectief proces één entiteit bevoordeelt boven talloze andere potentiële combinaties. Een enorm aantal verschillende mineralen kan ontstaan ​​uit silicium, zuurstof, aluminium, calcium, enzovoort. Maar er worden er maar een paar in een bepaalde omgeving aangetroffen. De meest stabiele mineralen blijken de meest voorkomende te zijn. Maar soms blijven minder stabiele mineralen bestaan ​​omdat er niet genoeg energie beschikbaar is om ze om te zetten in stabielere fasen.

Dit lijkt misschien triviaal, net zoiets als beweren dat sommige objecten bestaan ​​en andere niet, zelfs als ze dat in theorie zouden kunnen. Maar Hazen en Wong hebben aangetoond dat, zelfs voor mineralen, de functionele informatie in de loop van de geschiedenis van de aarde is toegenomen. Mineralen evolueren naar een grotere complexiteit (hoewel niet in de Darwinistische zin). Hazen en collega's speculeren dat complexe vormen van koolstof zoals grafeen zich zouden kunnen vormen in de koolwaterstofrijke omgeving van Saturnus' maan Titan – nog een voorbeeld van een toename in functionele informatie die geen betrekking heeft op leven.

Hetzelfde geldt voor chemische elementen. De eerste momenten na de oerknal waren gevuld met ongedifferentieerde energie. Naarmate de materie afkoelde, vormden zich quarks die vervolgens condenseerden tot protonen en neutronen. Deze verzamelden zich in de kernen van waterstof-, helium- en lithiumatomen. Pas toen er sterren ontstonden en kernfusie in hen plaatsvond, ontstonden er complexere elementen zoals koolstof en zuurstof. En pas toen sommige sterren hun fusiebrandstof hadden uitgeput, ontstonden er door hun ineenstorting en explosie in supernova's zwaardere elementen zoals zware metalen. Geleidelijk namen de elementen in nucleaire complexiteit toe.

Wong zei dat hun werk drie belangrijke conclusies oplevert.

Ten eerste is biologie slechts één voorbeeld van evolutie. "Er is een meer universele beschrijving die de evolutie van complexe systemen aanstuurt."

Ten tweede, zei hij, zou er ‘een pijl in de tijd kunnen zijn die deze toenemende complexiteit beschrijft’, vergelijkbaar met de manier waarop de tweede wet van de thermodynamica, die de toename in entropie beschrijft, een voorkeursrichting van de tijd creëert.

Tot slot zei Wong: “Informatie zelf zou een cruciale parameter van de kosmos kunnen zijn, net als massa, lading en energie.”

In het werk dat Hazen en Szostak uitvoerden over evolutie met behulp van algoritmen voor kunstmatig leven, verliep de toename van functionele informatie niet altijd geleidelijk. Soms gebeurde het met plotselinge sprongen. Dat weerspiegelt wat we zien in de biologische evolutie. Biologen herkennen al lang overgangen waarbij de complexiteit van organismen abrupt toeneemt. Een van die overgangen was de opkomst van organismen met celkernen (ongeveer 1,8 miljard tot 2,7 miljard jaar geleden). Vervolgens was er de overgang naar meercellige organismen (ongeveer 2 miljard tot 1,6 miljard jaar geleden), de abrupte diversificatie van lichaamsvormen tijdens de Cambrische explosie (540 miljoen jaar geleden) en de opkomst van het centrale zenuwstelsel (ongeveer 600 miljoen tot 520 miljoen jaar geleden). De komst van de mens was aantoonbaar een andere belangrijke en snelle evolutionaire overgang.

Evolutionaire biologen hebben de neiging elk van deze overgangen als een toevallige gebeurtenis te beschouwen. Maar binnen het kader van functionele informatie lijkt het mogelijk dat dergelijke sprongen in evolutionaire processen (biologisch of niet) onvermijdelijk zijn.

In deze sprongen stelt Wong zich voor dat de evoluerende objecten toegang hebben tot een geheel nieuw landschap van mogelijkheden en manieren om georganiseerd te worden, alsof ze doordringen tot de "volgende verdieping". Cruciaal is dat wat ertoe doet – de selectiecriteria, waarvan de verdere evolutie afhangt – ook verandert, en een geheel nieuwe koers uitzet. Op de volgende verdieping wachten mogelijkheden die je je niet had kunnen voorstellen voordat je die bereikte.

Tijdens het ontstaan ​​van het leven bijvoorbeeld, speelde het aanvankelijk misschien een rol dat protobiologische moleculen lang zouden blijven bestaan ​​– dat ze stabiel zouden zijn. Maar zodra dergelijke moleculen zich organiseerden in groepen die elkaars vorming konden katalyseren – wat Kauffman autokatalytische cycli noemde – konden de moleculen zelf een korte levensduur hebben, zolang de cycli maar bleven bestaan. Nu was het dynamische, en niet thermodynamische, stabiliteit die ertoe deed. Ricard Solé van het Santa Fe Institute denkt dat dergelijke sprongen gelijkwaardig zouden kunnen zijn aan faseovergangen in de natuurkunde, zoals het bevriezen van water of de magnetisatie van ijzer: het zijn collectieve processen met universele kenmerken, en ze betekenen dat alles verandert, overal en tegelijk. Met andere woorden, in deze visie is er sprake van een soort evolutiefysica – en het is een soort fysica die we al kennen.

Het lastige aan functionele informatie is dat het, in tegenstelling tot een maatstaf als grootte of massa, contextueel is: het hangt af van wat we willen dat het object doet en in welke omgeving het zich bevindt. Zo zal de functionele informatie voor een RNA-aptameer dat zich aan een bepaald molecuul bindt, over het algemeen behoorlijk verschillen van de informatie voor de binding aan een ander molecuul.

Toch is het vinden van nieuwe toepassingen voor bestaande componenten precies wat evolutie doet. Veren zijn bijvoorbeeld niet geëvolueerd om te kunnen vliegen. Deze herbestemming weerspiegelt hoe de biologische evolutie gemanipuleerd is en gebruikmaakt van wat beschikbaar is.

Kauffman betoogt dat de biologische evolutie dus voortdurend niet alleen nieuwe soorten organismen creëert, maar ook nieuwe mogelijkheden voor organismen, organismen die niet alleen niet bestonden in een eerder stadium van de evolutie, maar ook onmogelijk hadden kunnen bestaan. Uit de soep van eencellige organismen die 3 miljard jaar geleden het leven op aarde vormden, had geen olifant plotseling kunnen ontstaan ​​– dit vereiste een hele reeks voorafgaande, toevallige maar specifieke innovaties.

Er is echter geen theoretische limiet aan het aantal toepassingen van een object. Dit betekent dat het ontstaan ​​van nieuwe functies in de evolutie niet kan worden voorspeld – en toch kunnen sommige nieuwe functies de regels bepalen voor hoe het systeem zich vervolgens ontwikkelt. "De biosfeer creëert zijn eigen mogelijkheden", zei Kauffman. "Niet alleen weten we niet wat er zal gebeuren, we weten zelfs niet wat er kan gebeuren." Fotosynthese was zo'n ingrijpende ontwikkeling; net als eukaryoten, zenuwstelsels en taal. Zoals microbioloog Carl Woese en natuurkundige Nigel Goldenfeld het in 2011 verwoordden: "We hebben een extra reeks regels nodig die de evolutie van de oorspronkelijke regels beschrijven. Maar dit hogere niveau van regels moet zelf evolueren. Zo komen we uit op een oneindige hiërarchie."

Natuurkundige Paul Davies van de Arizona State University is het ermee eens dat biologische evolutie "haar eigen uitgebreide mogelijkheden genereert die niet betrouwbaar voorspeld of vastgelegd kunnen worden via een deterministisch proces vanuit eerdere toestanden. Leven evolueert dus gedeeltelijk naar het onbekende."

Wiskundig gezien is een "faseruimte" een manier om alle mogelijke configuraties van een fysiek systeem te beschrijven, of het nu relatief eenvoudig is als een geïdealiseerde slinger of zo complex als alle atomen waaruit de aarde bestaat. Davies en zijn collega's hebben onlangs gesuggereerd dat evolutie in een expanderende, toegankelijke faseruimte formeel equivalent zou kunnen zijn aan de " onvolledigheidsstellingen " van de wiskundige Kurt Gödel. Gödel toonde aan dat elk systeem van axioma's in de wiskunde de formulering van beweringen mogelijk maakt waarvan niet kan worden aangetoond dat ze waar of onwaar zijn. We kunnen dergelijke beweringen alleen beoordelen door nieuwe axioma's toe te voegen.

Davies en collega's stellen dat, net als bij de stelling van Gödel, de sleutelfactor die biologische evolutie open maakt en ons verhindert deze in een op zichzelf staande en allesomvattende faseruimte uit te drukken, is dat deze zelfreferentieel is: de verschijning van nieuwe actoren in de ruimte voedt de reeds aanwezige actoren en creëert zo nieuwe mogelijkheden voor actie. Dit is niet het geval voor fysieke systemen, die, zelfs als ze bijvoorbeeld miljoenen sterren in een sterrenstelsel hebben, niet zelfreferentieel zijn.

"Een toename in complexiteit biedt in de toekomst de mogelijkheid om nieuwe strategieën te vinden die voor eenvoudigere organismen niet beschikbaar zijn", aldus Marcus Heisler, plantenontwikkelingsbioloog aan de Universiteit van Sydney en medeauteur van het artikel over onvolledigheid. Dit verband tussen biologische evolutie en de kwestie van niet-berekenbaarheid, aldus Davies, "raakt de kern van wat het leven zo magisch maakt."

Is biologie dan zo bijzonder onder evolutionaire processen, omdat ze een openheid heeft die voortkomt uit zelfreferentie? Hazen denkt dat zodra complexe cognitie aan de mix wordt toegevoegd – zodra de componenten van het systeem kunnen redeneren, kiezen en experimenten "in hun hoofd" kunnen uitvoeren – de potentie voor macro-microfeedback en open groei zelfs nog groter is. "Technologische toepassingen brengen ons veel verder dan het darwinisme", zei hij. Een horloge wordt sneller gemaakt als de horlogemaker niet blind is.

Als Hazen en collega's gelijk hebben dat evolutie, met welke vorm van selectie dan ook, onvermijdelijk leidt tot meer functionele informatie – in feite complexiteit – betekent dit dan dat het leven zelf, en mogelijk ook bewustzijn en hogere intelligentie, onvermijdelijk is in het universum? Dat zou in strijd zijn met wat sommige biologen hebben gedacht. De eminente evolutiebioloog Ernst Mayr geloofde dat de zoektocht naar buitenaardse intelligentie tot mislukken gedoemd was, omdat de verschijning van mensachtige intelligentie "volstrekt onwaarschijnlijk" is. Immers, zei hij, als intelligentie op een niveau dat leidt tot culturen en beschavingen zo adaptief nuttig was in de Darwinistische evolutie, hoe komt het dan dat die slechts één keer is ontstaan ​​in de hele levensboom?

Mayrs evolutionaire punt verdwijnt mogelijk in de sprong naar mensachtige complexiteit en intelligentie, waarna het hele speelveld volledig verandert. Mensen bereikten planetaire dominantie zo snel (ten goede of ten kwade) dat de vraag wanneer dit opnieuw zal gebeuren, irrelevant wordt.

Maar hoe zit het met de kans dat zo'n sprong überhaupt plaatsvindt? Als de nieuwe "wet van toenemende functionele informatie" klopt, lijkt het erop dat leven, zodra het bestaat, met sprongen vooruit zal gaan. Het hoeft niet afhankelijk te zijn van een hoogst onwaarschijnlijke toevallige gebeurtenis.

Bovendien lijkt een dergelijke toename in complexiteit te impliceren dat er nieuwe causale wetten in de natuur ontstaan ​​die, hoewel niet onverenigbaar met de fundamentele natuurwetten die de kleinste componenten beheersen, deze in feite overnemen bij het bepalen van wat er vervolgens gebeurt. We zien dit waarschijnlijk al in de biologie: Galileo's (apocriefe) experiment waarbij hij twee massa's van de scheve toren van Pisa liet vallen, heeft geen voorspellende waarde meer wanneer de massa's geen kanonskogels zijn, maar levende vogels.

Samen met chemicus Lee Cronin van de Universiteit van Glasgow heeft Sara Walker van Arizona State University een alternatieve reeks ideeën ontwikkeld om te beschrijven hoe complexiteit ontstaat, genaamd assemblagetheorie . In plaats van functionele informatie baseert de assemblagetheorie zich op een getal genaamd de assemblage-index, die het minimale aantal stappen meet dat nodig is om een ​​object te maken uit de samenstellende ingrediënten.

"Wetten voor levende systemen moeten enigszins verschillen van wat we nu in de natuurkunde hebben," zei Walker, "maar dat betekent niet dat er geen wetten zijn." Ze betwijfelt echter of de veronderstelde wet van functionele informatie rigoureus in het laboratorium kan worden getest. "Ik weet niet zeker hoe je kunt zeggen dat [de theorie] juist of onjuist is, aangezien er geen manier is om die objectief te testen," zei ze. "Waar zou het experiment naar moeten zoeken? Hoe zou het gecontroleerd worden? Ik zou graag een voorbeeld zien, maar ik blijf sceptisch totdat er op dit gebied metrologie is toegepast."

Hazen erkent dat het voor de meeste fysieke objecten onmogelijk is om functionele informatie te berekenen, zelfs in principe. Zelfs voor een enkele levende cel, geeft hij toe, is er geen manier om die te kwantificeren. Maar hij stelt dat dit geen struikelblok is, omdat we het conceptueel nog steeds kunnen begrijpen en er een benaderende kwantitatieve indruk van kunnen krijgen. Evenzo kunnen we de exacte dynamiek van de asteroïdengordel niet berekenen omdat het zwaartekrachtprobleem te ingewikkeld is – maar we kunnen het wel voldoende globaal beschrijven om er ruimtevaartuigen doorheen te navigeren.

Wong ziet een mogelijke toepassing van hun ideeën in de astrobiologie. Een van de merkwaardige aspecten van levende organismen op aarde is dat ze de neiging hebben een veel kleinere subset organische moleculen te produceren dan ze zouden kunnen produceren met de basisingrediënten. Dat komt doordat natuurlijke selectie een aantal favoriete verbindingen heeft uitgekozen. Er zit bijvoorbeeld veel meer glucose in levende cellen dan je zou verwachten als moleculen willekeurig of op basis van hun thermodynamische stabiliteit zouden worden aangemaakt. Een mogelijke signatuur van levensechte entiteiten op andere werelden zou dus vergelijkbare tekenen van selectie kunnen zijn, buiten wat chemische thermodynamica of kinetiek alleen zouden genereren. (De assemblagetheorie voorspelt op vergelijkbare wijze complexiteitsgebaseerde biosignaturen.)

Er zijn mogelijk andere manieren om de ideeën te testen. Wong zei dat er nog meer onderzoek nodig is naar de evolutie van mineralen, en ze hopen zich te richten op nucleosynthese en computationeel "kunstmatig leven". Hazen ziet ook mogelijke toepassingen in de oncologie, bodemkunde en taalevolutie. Zo hebben evolutionair bioloog Frédéric Thomas van de Universiteit van Montpellier in Frankrijk en collega's betoogd dat de selectieprincipes die de manier bepalen waarop kankercellen in tumoren in de loop van de tijd veranderen, niet lijken op die van de Darwinsche evolutie, waarbij fitness het selectiecriterium is, maar meer lijken op het idee van selectie op functie van Hazen en collega's.

Hazens team heeft vragen ontvangen van onderzoekers, variërend van economen tot neurowetenschappers, die graag willen weten of de aanpak kan helpen. "Mensen benaderen ons omdat ze wanhopig op zoek zijn naar een model dat hun systeem kan verklaren", aldus Hazen.

Maar of functionele informatie nu wel of niet het juiste instrument blijkt te zijn om over deze vragen na te denken, veel onderzoekers lijken zich te richten op vergelijkbare vragen over complexiteit, informatie, evolutie (zowel biologisch als kosmisch), functie en doel, en de richting van tijd. Het is moeilijk om niet te vermoeden dat er iets groots aan de hand is. Er zijn echo's van de begintijd van de thermodynamica, die begon met bescheiden vragen over hoe machines werken en uiteindelijk sprak over de pijl van de tijd, de eigenaardigheden van levende materie en het lot van het universum.

Oorspronkelijk verhaal met toestemming overgenomen uit Quanta Magazine , een redactioneel onafhankelijke publicatie van de Simons Foundation. De missie van deze publicatie is om het publieke begrip van wetenschap te vergroten door verslag te doen van ontwikkelingen en trends in het onderzoek naar wiskunde, natuurkunde en levenswetenschappen.