0

Software života

Život je nám vlastní, a proto máme sklon věřit, že je snadné jej pochopit. V uznávané klasifikaci věd se za královnu a nejobtížněji pochopitelnou disciplínu považuje matematika, následovaná fyzikou, chemií a konečně biologií. Tato vědecká hierarchie je však mylná a zavádějící: dnes už víme, že biologie zahrnuje víc matematiky, než jsme si kdy mysleli.

Když s objevem DNA do vědeckého chápání života pronikly molekuly, biologie vystoupila o příčku výš, k chemii. S pochopením abstraktních schémat, jež předepisují, jak se geny projevují, pak biologie vyšplhala ještě blíž k matematice.

Erdogan

Whither Turkey?

Sinan Ülgen engages the views of Carl Bildt, Dani Rodrik, Marietje Schaake, and others on the future of one of the world’s most strategically important countries in the aftermath of July’s failed coup.

Trendovým výrazem ve vědách o životě je dnes biologie „systémů“. Po dlouhou dobu byli ti, kdo studovali podstatu života a dědičnosti, rozděleni na dva tábory: epigenetiky , kteří zdůrazňovali vlivy životního prostředí na živé organismy, a preformisty , již kladli důraz na podobnosti mezi rodiči a potomstvem. Pohled epigenetiků byl zřetelně chybný, neboť cosi stálého se napříč generacemi přenášet muselo. Avšak představu preformistů, že entitou přenášenou napříč generacemi je celý organismus, popírala nemožnost dělit objekty donekonečna.

Co bylo potřeba přenášet, nebyl výsledný organismus, ale recept na jeho vytvoření. Zamysleme se nad starou metafyzickou hádankou: je dřevěný člun, jehož prkna se postupně nahrazují, když stará shnijí, stále stejným člunem, jsou-li už vyměněna všechna prkna? Biologie systémů je právě takovou biologií, která si uvědomuje, že tím, co zůstává, je totožná konstrukce člunu – to, co určuje vztahy mezi prkny.

Tato myšlenka připravila půdu pro koncepci „genetického programu“, podobného programu počítačovému – což je metafora, která se stala bezmála samozřejmou, když byla objevena struktura DNA, neboť DNA si lze představit jako lineární řetězec symbolů, tedy přesně to, co počítače interpretují jako program. DNA, tak jako počítačový program, neuchovává konečný stav toho, co její kód zastupuje, nýbrž symbolickým, avšak konkrétním způsobem (jde o skutečný „text“) zachycuje vztahy mezi objekty a činiteli, které stanovuje a řídí.

Tuto analogii zesiluje pozoruhodný postřeh: viry se chovají jako samostatné části programů, jež buňku využívají jako hardware potřebný k množení a následnému šíření (často za cenu zničení počítače). Když se rozšířilo počítačové programátorství, zjistilo se, že některá softwarová díla se chovají stejně, a proto získala pojmenování „viry“. A když se objevila možnost manipulovat DNA in vitro, metafora „genetického programu“ se začala jevit jako ještě přiléhavější: vědci dokázali navrhnout experimenty, které odpovídaly přeprogramování buněk jen prostřednictvím úpravy symbolů na křemíku.

Metafora pochází od slavného matematika a vědce zabývajícího se počítači Alana Turinga, jenž společně s Johnem von Neumannem a dalšími teoretiky odhalil spojitost mezi matematikou celých čísel a logikou. Turing nadnesl, že jednoduché zařízení, jež nazval Univerzální Turingův stroj, by mohlo provádět všechny výpočty a logické operace tím, že by četlo a modifikovalo lineární řadu symbolů. To vyžadovalo pouze fyzické oddělení symbolů (zastupovaných páskou), jež stroj zpracovává, a samotného stroje. Navíc, páska nesla data, která stroji umožňovala pokračovat v činnosti. Data tedy bylo možné rozdělit na dva typy: program, který obsahoval „význam“ logických řad, jež stroj rozeznává, a holá data, která poskytovala kontext pro chod programu.

Genetické inženýrství spočívá v manipulaci molekul DNA (ať skutečných, nebo uměle vytvořených) s cílem přeprogramovat cizí buňky. Mnohé bakterie tak dnes vytvářejí lidské proteiny. To však představuje jen malou část genetického programu. Přenos genů mezi organismy je široce rozšířený. Nukleární klonování, jež ilustruje ovce Dolly, pasovalo Univerzální Turingův stroj na hluboce vypovídající, ne-li vysvětlující model buňky.

Support Project Syndicate’s mission

Project Syndicate needs your help to provide readers everywhere equal access to the ideas and debates shaping their lives.

Learn more

Pokud tuto metaforu bez rozmýšlení přijmeme, dochází k překvapivému důsledku. Bylo prokázáno, že výsledek některých počítačových programů je náhle naprosto deterministický, novátorský a nepředvídatelný. Metafora počítače tedy ukazuje, že živé organismy jsou hmotné systémy, které tváří v tvář nepředvídatelné budoucnosti docházejí k nepravděpodobným řešením, aby část jejich potomstva dokázala přežít nepředvídatelné podmínky. Život je z podstaty kreativní.

Metaforu však omezuje jeden prostý fakt: počítače neplodí počítače. Výzvou pro novou biologii je pochopit, jak by to mohly dokázat.