Il nuovo libro di Paul Davies, Il demone nella macchina , prende di mira uno dei grandi e notevoli enigmi scientifici:che cos'è la vita, come e perché emerge e cosa distingue il vivente dal non vivente? Il libro, che è stato pubblicato lo scorso ottobre negli Stati Uniti è stato ora nominato il miglior libro di fisica del 2019 da Mondo della fisica , una pubblicazione dell'Istituto di Fisica del Regno Unito.

"È una sfida, ma alla fine estremamente accattivante, lettura fruttuosa e piacevole, " ha detto il commissariato di Tushna, l'editor di recensioni e carriere su Mondo della fisica . "Si potrebbe pensare che un argomento come l'emergere della vita sia piuttosto travolgente. Ma l'obiettivo del professor Davies è quello di fornire una spiegazione di base di come la materia (vivente e non), informazione ed entropia interagiscono. Per un argomento come questo, è la guida definitiva".

"Come fisico, Ero nervoso all'idea di affrontare la biologia, soprattutto una questione fondamentale come la natura della materia vivente, " ha detto Davies, un professore di fisica dell'ASU. "Ma con mio sollievo, il libro ha ricevuto recensioni sensazionali. Ho basato la mia discussione sulla ricerca svolta nel Centro Beyond qui all'ASU, tanto merito dovrebbe andare ai miei brillanti colleghi."

Materia più informazione uguale vita

In The Demon in the Machine:come reti di informazioni nascoste stanno risolvendo il mistero della vita, Davies raccoglie la sfida che il grande fisico quantistico Erwin Schrödinger aveva interrotto 75 anni fa. Il libro di Schrödinger del 1944 Cos'è la vita? ha ispirato due generazioni di scienziati, Davis compreso. Nonostante decenni di progressi in biologia, non c'è ancora accordo su ciò che fa funzionare la vita o su come ha avuto origine. A un fisico, la vita sembra materia magica. Ma ora, spiega Davies, possiamo finalmente intravedere dove sta la risposta, e viene proprio dal campo sinistro, dal regno della teoria dell'informazione.

"Cos'è che dà alla vita la sua caratteristica grinta?" chiede Davies. "Come può un mucchio di stupidi atomi combinarsi per formare qualcosa di così squisitamente intelligente?" È qui che entrano in gioco le informazioni.

A Davis, gli esseri viventi sono reti complesse di chimica informata, con le informazioni organizzate che sono la chiave per spiegare le proprietà distintive della vita. Il nostro materiale genetico, DNA e RNA, è solo un esempio ben noto di queste informazioni, essendo il manuale di istruzioni per la vita. Ma le informazioni codificate fluiscono attraverso gli esseri viventi a tutti i livelli, dai geni alle cellule, dai cervelli agli ecosistemi, estendendosi anche su scala planetaria.

"La biosfera è il World Wide Web originale, " scherza Davies. Raccogliendo, in lavorazione, crittografia e trasmissione di informazioni, gli organismi possono eseguire operazioni logiche sofisticate simili a sistemi elettronici e informatici.

La sfida per gli scienziati è capire come "l'informazione, ' un concetto astratto che deriva dal regno del discorso umano, possono influenzare gli oggetti materiali. Però, come spiega Davies, un profondo legame tra informazione e fisica fu scoperto a metà del diciannovesimo secolo con un esperimento mentale di James Clerk Maxwell. Maxwell immaginava un minuscolo essere, un demone, che poteva usare le informazioni sulle molecole per eseguire lavori meccanici; questo è, usare le informazioni come carburante.

Oggi, i veri demoni Maxwell vengono creati dai nanotecnologi, dimostrando che l'informazione può effettivamente servire da combustibile:è una quantità fisica. Ma gli organismi viventi sono pieni di macchine molecolari che sono, in effetti, demoni Maxwell, aprendo così la strada a una spiegazione delle straordinarie capacità della vita.

"L'informazione pervade la biologia, " dice Davies. "Ma per spiegare completamente la vita, abbiamo bisogno di una nuova legge, uno che unisce informazione e materia a tutti i livelli di complessità? Schrödinger era preparato per questo, e dopo molti anni di ricerca sono arrivato ad essere d'accordo. La biologia richiede un tipo totalmente nuovo di legge fisica, costruito sulla teoria dell'informazione."