Stuart Kauffman é médico, biólogo teórico, bolsista da Fundação MacArthur e um forte defensor da ideia de que a autoorganização de sistemas adaptativos complexos deve ser adicionada à teoria da evolução darwiniana para explicar o surgimento da vida.

Kauffman foi um dos primeiros membros do corpo docente residente do Instituto Santa Fé , conhecido por suas contribuições para a teoria da complexidade , a teoria do caos e a teoria da informação. Sua principal contribuição foi a adição de processos autocatalíticos, nos quais um dos produtos de uma reação atua como catalisador. Suas opiniões contundentes sobre a necessidade de ampliar a seleção natural têm sido controversas entre os biólogos de sistemas, mas o próprio Kauffman já havia expressado essa opinião desde o início de seu trabalho, chamando-a de "possibilidade herética".

A origem da vida, em vez de ser algo extremamente improvável, é, ao contrário, uma propriedade coletiva esperada de sistemas complexos de polímeros catalíticos e das moléculas sobre as quais atuam. A vida, em um sentido profundo, cristalizou-se como um metabolismo coletivo autorreplicante em um espaço de possíveis reações orgânicas. Se isso for verdade, então os caminhos para a vida são muitos e sua origem é profunda, porém simples.

Essa visão é, de fato, herética. A maioria dos estudiosos da origem da vida sustenta que a vida deve ser baseada na capacidade de auto-replicação do RNA ou de moléculas semelhantes ao RNA. Devido a essa auto-replicação, qualquer molécula de RNA especificaria seu complemento de pares de bases; portanto, um "gene nu" poderia se reproduzir. Depois disso, segundo a maioria dos pensadores, essas moléculas replicantes mais simples construíram ao seu redor o complexo conjunto de moléculas de RNA, DNA e proteínas que constituíram um sistema autorreplicante, coordenando um fluxo metabólico e capaz de evoluir.

O Capítulo 7 desenvolve essa nova perspectiva, baseada na descoberta de uma transição de fase esperada, de uma coleção de polímeros que não se reproduzem para uma coleção ligeiramente mais complexa de polímeros que catalisam conjuntamente sua própria reprodução. Nessa teoria da origem da vida, não é necessário que qualquer molécula se reproduza. Em vez disso, uma coleção de moléculas possui a propriedade de que a última etapa na formação de cada molécula é catalisada por alguma molécula no sistema. A transição de fase ocorre quando um certo nível crítico de complexidade da diversidade molecular é ultrapassado. Nesse nível crítico, a proporção de reações entre os polímeros em relação ao número de polímeros no sistema ultrapassa um valor crítico, e uma rede interconectada de reações catalisadas, ligando os polímeros, surge e abrange as espécies moleculares no sistema. Essa rede constitui a cristalização do fechamento catalítico, de modo que o sistema de polímeros se torna coletivamente autorreprodutivo.

Embora herética, essa nova teoria é robusta no sentido de que suas conclusões se aplicam a uma ampla gama de suposições sobre a química pré-biótica, sobre os tipos de polímeros envolvidos e sobre a capacidade desses polímeros de catalisar reações que transformam a si mesmos ou outros polímeros muito semelhantes. É também robusta por levar a uma nova conclusão fundamental: sistemas moleculares, em princípio, podem se reproduzir e evoluir sem possuir um genoma no sentido familiar de uma espécie molecular que replica um molde. Não é uma conclusão trivial que a variação hereditária, e consequentemente a evolução adaptativa, possa ocorrer em um sistema molecular autorreplicante sem genoma. Desde a teoria da evolução de Darwin, a descoberta dos "átomos" da hereditariedade por Mendel e a teoria do plasma germinativo de Weismann, os biólogos argumentam que a evolução requer um genoma. Falso, afirmo.

Além disso, esse novo conjunto de teorias é totalmente testável. Se estiver correto, sistemas suficientemente complexos de polímeros de RNA ou proteína devem ser coletivamente autocatalíticos.

No Capítulo 8, esses novos conceitos são estendidos à cristalização de um metabolismo conectado. Suspeito fortemente que, em vez de ter se formado aos poucos, um metabolismo conectado, como um conjunto autorreplicante de polímeros catalíticos, emergiu espontaneamente como uma transição de fase quando um número suficiente de polímeros potencialmente catalíticos foi misturado com um conjunto suficientemente complexo de moléculas orgânicas. Nessa condição, uma proporção crítica entre o número de reações catalisadas e o número de espécies moleculares presentes é ultrapassada, e surge uma rede interconectada de transformações catalisadas. A vida começou inteira e integrada, não desconectada e desorganizada.

( As Origens da Ordem , 1993, p. 285)

As ideias de Kauffman sobre sistemas autocatalíticos são compartilhadas por Terrence Deacon .

Kauffman acreditava que poderia até mesmo descobrir "leis" de autoorganização. Em seu livro de 1995, " Em Casa no Universo" , ele identificou a descoberta de tais leis como uma demonstração de que a vida humana decorria diretamente dessas leis preexistentes, que substituiriam o sistema arbitrário e sem propósito da seleção natural darwiniana. Os seres humanos (e até mesmo o paraíso?) estariam implícitos nessas leis adicionais.

Variação aleatória, seleção criteriosa. Eis o núcleo, a raiz. Aqui reside a sensação latente de acaso, de contingência histórica, de desígnio por eliminação. Ao menos a física, fria em seus cálculos, implicava uma ordem profunda, uma inevitabilidade. A biologia passou a parecer uma ciência do acidental, do improvisado, e nós apenas um dos frutos dessa improvisação. Se a gravação fosse reproduzida novamente, gostamos de dizer, as formas dos organismos certamente seriam drasticamente diferentes. Nós, humanos, uma presença pretensiosa, cheia de firulas, arrogante e presunçosa no planeta, jamais precisaríamos ter existido. Que se dane nossas pretensões; temos sorte de ter nossa hora. Que se dane também o paraíso.

De onde, então, vem essa ordem, essa vida fervilhante que vejo da minha janela: a aranha atarefada tecendo sua teia pré-nylon, o coiote astuto atravessando o cume da colina, o Rio Grande lamacento repleto de insetos invisíveis (um inseto peculiar ao início da noite) Desde Darwin, recorremos a uma única força singular, a Seleção Natural, que poderíamos muito bem escrever com inicial maiúscula como se fosse a nova divindade. Variação aleatória, seleção-peneiramento. Sem ela, raciocinamos, não haveria nada além de desordem incoerente.

Neste livro, argumentarei que essa ideia está errada. Pois, como veremos, as ciências emergentes da complexidade começam a sugerir que a ordem não é totalmente acidental, que vastas fontes de ordem espontânea estão ao nosso alcance. As leis da complexidade geram espontaneamente grande parte da ordem do mundo natural. É somente então que a seleção entra em ação, moldando e refinando ainda mais. Tais fontes de ordem espontânea não eram totalmente desconhecidas, mas estão apenas começando a emergir como novas e poderosas pistas para as origens e a evolução da vida. Todos sabemos que sistemas físicos simples exibem ordem espontânea: uma gota de óleo na água forma uma esfera; os flocos de neve exibem sua evanescente simetria hexagonal. A novidade é que o alcance da ordem espontânea é enormemente maior do que supúnhamos. Uma ordem profunda está sendo descoberta em sistemas grandes, complexos e aparentemente aleatórios. Acredito que essa ordem emergente está na base não apenas da origem da própria vida, mas também de grande parte da ordem observada nos organismos atuais. O mesmo acontece com muitos dos meus colegas, que estão começando a encontrar evidências convergentes dessa ordem emergente em todos os tipos de sistemas complexos.

A existência de ordem espontânea representa um desafio impressionante às nossas ideias consolidadas em biologia desde Darwin. A maioria dos biólogos acreditou, por mais de um século, que a seleção natural é a única fonte de ordem na biologia, que somente ela é a "engenheira" que molda as formas. Mas se as formas escolhidas pela seleção natural foram geradas por leis da complexidade, então a seleção sempre teve uma cúmplice. Afinal, ela não é a única fonte de ordem, e os organismos não são meros mecanismos improvisados, mas expressões de leis naturais mais profundas. Se tudo isso for verdade, que revisão da visão de mundo darwiniana nos aguarda! Não nós, os acidentais, mas nós, os esperados.

( Em Casa no Universo , 1995, pp. 7-8)

A lamentação pungente de Kauffman, "tanto para o paraíso", mencionada anteriormente, é expandida em seu livro mais recente, Reinventando o Sagrado , para a tese de que sua "nova visão de Deus" substituiria um "criador" pela "criatividade incessante do universo, da biosfera e da cultura e história humanas". A criatividade emerge e é inexplicável pela redução ao mundo "causalmente fechado" das leis naturais. A ampliação da seleção natural darwiniana com a autoorganização "parcialmente sem lei" dos dois primeiros livros de Kauffman é estendida à busca de um novo "lugar para nossa espiritualidade". Já que os humanos inventaram Deus, diz ele, podemos reinventar "Deus como a criatividade natural do universo".

Precisamos de um lugar para nossa espiritualidade, e um Deus Criador é um desses lugares. Acredito que fomos nós que inventamos Deus, para servir como nosso símbolo mais poderoso. Cabe a nós escolher como usar esse símbolo para orientar nossas vidas e nossas civilizações. Creio que podemos reinventar o sagrado. Podemos criar uma ética global, em um espaço compartilhado, seguro para todos nós, com uma visão única de Deus como a criatividade natural do universo.

( Reinventando o Sagrado , 2008, p. xiii)

Este é um projeto extremamente valioso. Seu sucesso dependerá da capacidade de atrair secularistas que buscam razões alternativas ao humanismo que Kauffman considera "muito superficial" (p. xii). Para ele, o novo sagrado fornecerá explicações para a mente , a consciência , a ação, o significado , o propósito , os valores e a própria vida . Será que as explicações de Kauffman conseguirão convencer aqueles que acreditam em um Deus que promete escapar da morte e viver no paraíso após a morte Provavelmente não, mas, mesmo assim, explicações mais profundas para grandes problemas da biologia, da psicologia e da filosofia tornam o projeto de Kauffman digno de uma análise minuciosa.

Assim como muitos emergentistas , Kauffman ataca as visões reducionistas exemplificadas pelos dois famosos ditos do grande físico Steven Weinberg :

"As setas explicativas sempre apontam para baixo", para a física, e "quanto mais compreendemos o universo, mais sem sentido ele parece". Em resumo, o reducionismo é a visão de que a sociedade deve ser explicada em termos de pessoas, as pessoas em termos de órgãos, os órgãos por células, as células pela bioquímica, a bioquímica pela química e a química pela física. Para colocar de forma ainda mais grosseira, é a visão de que, no fim das contas, toda a realidade nada mais é do que aquilo que está "lá embaixo", na base atual da física: quarks ou as famosas cordas da teoria das cordas, mais as interações entre essas entidades. A física é considerada a ciência fundamental em termos da qual todas as outras ciências serão, em última análise, compreendidas. Como Weinberg coloca, todas as explicações de entidades de nível superior apontam para a física. E na física só existem acontecimentos, só fatos.

( Reinventando o Sagrado , 2008, pp. 10-11)

O que Kauffman propõe em substituição ao reducionismo , que ele chama de "ideal galileano" Além da complexidade e autoorganização de sistemas autocatalíticos adaptativos complexos de seus trabalhos anteriores, ele adiciona um elemento "parcialmente sem lei" que ele vê em uma interpretação não convencional da mecânica quântica chamada decoerência . Sua explicação da mente e da consciência depende de sua ideia de um "estado equilibrado".

Será que a mente consciente precisa ser clássica, em vez de quântica ou uma mistura de quântica e clássica Poderia a consciência ser um estado de equilíbrio muito especial entre a coerência quântica e a decoerência à classicidade, através do qual a mente "imaterial, não objetiva" "age" sobre a matéria A maioria dos físicos diz que isso é impossível. Como mostrarei no próximo capítulo, teorias e experimentos recentes sugerem o contrário.

Não sou o primeiro a afirmar que a consciência pode estar relacionada a fenômenos quânticos. Em 1989, o físico Roger Penrose , em A Nova Mente do Imperador , propôs que a consciência está relacionada à gravidade quântica, a união ainda ausente entre a relatividade geral e a mecânica quântica. Aqui, adotarei uma abordagem diferente e sugerirei que a consciência está associada a um estado intermediário entre o comportamento quântico "coerente" e o que se chama de "decoerência" das possibilidades quânticas em relação aos eventos reais "clássicos". Proponho que é assim que a mente imaterial — não objetivamente real — tem consequências para o mundo físico clássico. Aviso que essa hipótese é altamente controversa — a coisa mais cientificamente improvável que digo neste livro. Contudo, como veremos, parece haver motivos para investigá-la seriamente...

( Reinventando o Sagrado , 2008, pp. 196-197)

Utilizarei a decoerência do comportamento clássico como o meio pelo qual uma mente consciente quântica coerente, composta de possibilidades puras, pode ter consequências clássicas reais no mundo físico. Assim, a mente terá consequências para a matéria. Observe que não digo "como a mente age sobre a matéria", pois estou propondo que as consequências da mente quântica no mundo clássico se devem à decoerência, que não é causal em nenhum sentido clássico normal. Dessa forma, contornarei a preocupação sobre como a mente imaterial tem efeitos causais sobre a matéria, afirmando que a mente quântica coerente sofre decoerência para ter consequências no mundo clássico, mas não age causalmente sobre o mundo material . Como veremos, isso parece contornar o antigo problema da causalidade mental e fornecer uma solução possível, ainda que cientificamente improvável, para como a mente "age" sobre a matéria...

A pedra angular da minha teoria é que a mente consciente é um sistema quântico coerente-decoerente persistentemente equilibrado, propagando perpetuamente o comportamento quântico coerente, mas também decoerindo perpetuamente para o comportamento clássico . Descrevo os requisitos para esta teoria com mais detalhes abaixo. Aqui, a mente — a consciência, res cogitans — é idêntica às possibilidades imateriais quânticas coerentes, ou ao comportamento quântico parcialmente coerente, mas, por meio da decoerência, a mente quântica coerente tem consequências que se aproximam tanto do comportamento clássico que a mente pode ter consequências que criam eventos físicos reais pela emergência da classicidade. Assim, res cogitans tem consequências para res extensa! A mente imaterial tem consequências para a matéria.

Além disso, no sistema biomolecular quântico coerente-decoerente em equilíbrio que irei propor, as possibilidades quânticas coerentes, ou parcialmente coerentes, continuam a se propagar, mas permanecem acausais. Isso se tornará processos mentais gerando processos mentais.

A filosofia da informação concorda que a mente é imaterial , mas também é "objetivamente real".

Alguns físicos irão objetar ao meu uso da palavra "imaterial" ao me referir a fenômenos quânticos. Eles prefeririam dizer, em vez disso, "não objetivamente real", como uma rocha. Aceito essa linguagem e usarei "imaterial" para significar "não objetivamente real".

( Reinventando o Sagrado , 2008, pp. 208-209)

Em um artigo recente no arXiv , Kauffman especulou sobre soluções para o problema do livre-arbítrio , o problema mente-corpo , e sugeriu uma nova interpretação da mecânica quântica . Ele chama o "fechamento causal" da física clássica (basicamente redução ) de fonte da ideia de que somos máquinas e nossas mentes são epifenômenos. Ele propõe um novo dualismo entre atuais ontologicamente reais (ele usa o termo res extensa de Descartes ) e possíveis ontologicamente reais (que ele chama de res potentia , termo que poderia ter origem em Aristóteles ou Werner Heisenberg ). A equação de Schrödinger descreve a evolução dessas possibilidades , permitindo o cálculo de probabilidades quânticas .

Ele se intriga com a não-localidade . E apresenta seu "reino equilibrado", que oscila reversivelmente entre mundos quânticos coerentes e "clássicos". Em seguida, propõe uma "mente quântica" na qual a decoerência produz uma "perda acausal de informação de fase do sistema quântico aberto para o universo". Isso tem "consequências acausais para o 'núcleo' clássico do cérebro", afirma ele.

Kauffman sugere que pode "descircularizar" o " Teorema do Livre-Arbítrio Forte de John Conway e Simon Kochen" . Ele começa apresentando o argumento padrão em duas partes contra o livre-arbítrio . Se a mente é determinada, "a física clássica sustenta que não temos livre-arbítrio algum".

Se tentarmos usar o indeterminismo quântico para alcançar um livre-arbítrio ontológico, ele será meramente aleatório... Então, um evento quântico aleatório ocorre no meu cérebro... mas eu não sou "responsável", o evento quântico foi aleatório. Portanto, mesmo que a medição seja real e ontologicamente indeterminada, e mesmo que isso sustente um "livre-arbítrio", esse livre-arbítrio não pode ser responsável.

( arXiv , pp. 10-11)

Kauffman propõe "uma nova formulação ampla da mecânica quântica em termos de uma nova tríade : Atualidades, Possibilidades e Mente – a observação consciente mediando acausalmente a medição e a ação. Aqui, novas atualidades criam novas possibilidades que estão disponíveis através da mente para serem medidas , a fim de criar novas atualidades e, consequentemente, novas 'possibilidades adjacentes' em um devir persistente do universo."

Gostaria que considerássemos uma visão totalmente nova da mecânica quântica e da realidade, composta por atuais ontologicamente reais que obedecem à lei do terceiro excluído, possíveis ontologicamente reais que não obedecem à lei do terceiro excluído no comportamento quântico antes da medição, e mentes que medem e possuem livre-arbítrio responsável. Nessa visão, a medição cria novos atuais que, acausalmente e fora do espaço, mas dentro do tempo, consistentes com a Relatividade Especial, podem alterar instantaneamente e acausalmente o que é possível atualmente, explicando assim as mudanças instantâneas nas funções de onda após a medição e a não-localidade.

Se novos "realismos" forem criados acausalmente por "medições" da mente quântica, os resultados serão estatísticos, ou seja, aleatórios . Precisamos da aleatoriedade para criar as possibilidades alternativas no "primeiro estágio", a partir das quais a escolha/seleção é adequadamente determinada no "segundo estágio" dos modelos de livre-arbítrio de dois estágios .

Por sua vez, novas possibilidades se tornam disponíveis para a mente medir e realizar, criando novas realidades, em um ciclo persistente de enigma quântico, livre vontade e devir consciente em um universo radicalmente participativo com uma consciência e ações “cósmicas” não epifenomenais onde quer que as medições ocorram.

( arXiv , pp. 17-18)

A res potentiae de Kauffman substitui a res cogitans de René Descartes , a coisa pensante ou mente , no grande problema mente-corpo .

Em nosso modelo de livre-arbítrio em dois estágios , a mente cria possibilidades alternativas para pensamentos e ações no primeiro estágio. O processo de decisão no segundo estágio avalia essas possibilidades e determina adequadamente qual delas se tornará realidade .

Concordamos com Kauffman que os "possíveis" existem, mas hesitamos em descrevê-los como "reais" no mesmo sentido em que os objetos materiais são "reais". O fato de alguns possíveis serem criados aleatoriamente não torna nossas decisões aleatórias, como Kauffman teme.

Em seu livro de 2019, Um Mundo Além da Física , Kauffman espera ir "Além da Segunda Lei". Ele escreve...

Além da Segunda Lei

Nós realmente sabemos como o universo evitou a segunda lei da termodinâmica e desenvolveu estruturas de informação, desde átomos a planetas, estrelas e galáxias, até sistemas adaptativos complexos.

Nós até entendemos como a vida poderia se desenvolver, "alimentando-se de entropia negativa", como Erwin Schrödinger explicou em seu artigo "O que é a vida".

Veja nosso Processo de Criação Cósmica

A segunda lei da termodinâmica afirma que a desordem tende a aumentar. A desordem é medida como entropia. O caso canônico, mais uma vez, é o de um sistema termodinâmico dosado de partículas gasosas explorando todas as configurações possíveis em um recipiente de um litro antes de se estabilizar em um estado de equilíbrio. Ele atingiu o que é chamado de "macroestado" mais provável, o estado de entropia máxima. A segunda lei insiste que a entropia tende a aumentar à medida que um sistema flui de macroestados menos prováveis para macroestados mais prováveis — como uma xícara de café fumegante esfriando até ficar morna e depois fria, ou como um cubo de gelo derretendo e formando uma poça.

Mas se tudo caminha inevitavelmente para um estado máximo de entropia, como pode o universo — e especialmente a biosfera — ser enormemente complexo Na verdade, não sabemos. Parte da razão é que o próprio universo ainda está a caminho do equilíbrio (a névoa homogênea que os cosmólogos chamam de "morte térmica") e que a biosfera não é um sistema fechado: o Sol incide sobre nós, fornecendo energia para construir complexidade, retardando a entropia, mas apenas por um tempo.

( Um Mundo Além da Física , 2019, pp. 4-5)