La legge mancante: l’evoluzione nei sistemi complessi della natura

Un articolo pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences ha identificato un principio fondamentale della natura, che rappresenta una “legge mancante”. Questa nuova legge afferma che l’evoluzione non riguarda solo la vita sulla Terra, ma si verifica anche in una vasta gamma di sistemi complessi, dai pianeti e le stelle agli atomi, ai minerali e molto altro.

Questo studio è stato condotto da un team interdisciplinare di nove membri, tra cui scienziati della Carnegie Institution for Science, del California Institute of Technology (Caltech) e della Cornell University, oltre a filosofi dell’Università del Colorado.

TRE ELEMENTI PRINCIPALI

Le leggi macroscopiche della natura spiegano i fenomeni osservabili nel mondo naturale, come le leggi relative alle forze, al movimento, alla gravità, all’elettromagnetismo e all’energia. Questa nuova legge macroscopica rappresenta un’aggiunta moderna, riconoscendo l’evoluzione come una caratteristica intrinseca dei sistemi complessi. Questi sistemi sono caratterizzati da tre elementi principali:

• Sono costituiti da molteplici componenti diversi, come atomi, molecole o cellule, che possono essere organizzati e riorganizzati ripetutamente.
• Sono soggetti a processi naturali che portano alla formazione di una vasta gamma di configurazioni diverse.
• Solo una piccola frazione di queste configurazioni sopravvive attraverso un processo chiamato “selezione per la funzione”. Quando una nuova configurazione funziona bene e migliora la funzionalità, si verifica l’evoluzione.

La “Legge sull’incremento dell’informazione funzionale” afferma che i sistemi si evolveranno quando molte diverse configurazioni subiranno la selezione per una o più funzioni. La “selezione per la funzione” è un concetto chiave in questa legge, che può essere applicato non solo alla biologia ma anche ad altri sistemi complessi.

TRE TIPI DI FUNZIONI

Questo studio amplia la prospettiva darwiniana, evidenziando che esistono almeno tre tipi di funzioni che guidano l’evoluzione:

• La stabilità: le configurazioni stabili di atomi o molecole vengono selezionate per persistere.
• La fornitura continua di energia: i sistemi dinamici con un apporto costante di energia vengono scelti per persistere.
• La “novità”: i sistemi in evoluzione tendono ad esplorare nuove configurazioni che possono portare a nuovi comportamenti o caratteristiche sorprendenti.

L’articolo evidenzia che la vita sulla Terra è un esempio notevole di evoluzione, ma questo principio si applica anche ad altre aree, come i minerali e le stelle. Ad esempio, i minerali della Terra sono evoluti attraverso processi fisici, chimici e biologici complessi nel corso di miliardi di anni.

UNO STUDIO CHE FORNISCE AMPIE IMPLICAZIONI

Questo studio ha ampie implicazioni, tra cui la comprensione dei diversi gradi di evoluzione nei vari sistemi, la possibilità di influenzare artificialmente il tasso di evoluzione, una migliore comprensione delle forze che guidano i fenomeni complessi nell’universo e la ricerca della vita in altri luoghi. Inoltre, può contribuire a una migliore comprensione dell’evoluzione dei sistemi di intelligenza artificiale. La “legge dell’informazione funzionale crescente” si integra con altre leggi della natura e contribuisce a comprendere il comportamento generale dei sistemi naturali macroscopici nel tempo e nello spazio.