Ученые заявили об открытии неизвестного закона природы. О чем мы не знали?

В нашей огромной Вселенной существует множество сложных развивающихся систем даже за пределами биологии. От роста звезд до пребиотической химии — различные смеси материалов часто способны принимать самые сложные формы. Однако, в отличие от многих других физических явлений, их изменчивая природа еще не была представлена отдельным законом.

Так утверждает команда астробиологов, минералогов, физиков-теоретиков, философов и специалистов по обработке данных из США. Именно им удалось обнаружить неизвестный "закон природы", описывающий путь развития всего во Вселенной. Свой труд специалисты опубликовали в ведущем американском научном журнале PNAS, сообщает Science Alert.

"Учитывая вездесущность эволюционирующих в мире природы систем, довольно странно, что один или несколько законов, описывающих их поведение, не появились быстрее", — пишут авторы.

Какой закон природы открыли ученые

Исследователи предложили "закон увеличения функциональной информации". Он говорит, что эволюция во всех формах неизбежно приводит к увеличению структурности, разнообразия и комплексности в сложных природных системах.

Эволюция, конечно, не уникальна для биосферы Земли. Она происходит в других чрезвычайно сложных системах, например, таких, как наша Солнечная система, звезды, атомы и минералы.

"Вселенная создает новые комбинации атомов, молекул, клеток и т.д. Те комбинации, которые являются стабильными и могут продолжать создавать еще больше новизны, будут продолжать развиваться. Именно это делает жизнь самым ярким примером эволюции, но эволюция повсюду", — говорит ведущий автор исследования, астробиолог из Института науки Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия Майкл Вонг.

В своем научном труде ученые описали, как простые водород и гелий — два самых распространенных элемента после Большого взрыва — объединились, чтобы образовать первые звезды. Когда звезда достигает конца своей жизни, она может генерировать более 100 элементов с примерно 2000 разновидностями изотопов.

Также исследователи отмечают, что на нашей планете огромное разнообразие "видов" минералов было создано с простого начала, когда планета образовалась 4,55-2,5 миллиарда лет назад. А сейчас на Земле известно более 5900 видов минералов, которые становились все сложнее по химическому составу, поскольку новые формы жизни высвобождали кислород в атмосферу.

А вот например, реакция железа с минералами на основе кислорода открыла новую эру древней жизни и заложила основу для нашей собственной эволюции в тандеме с другими минералами.

Сложность минералогии Земли возрастала по мере того, как жизнь развивалась от одноклеточных до многоклеточных организмов и формировались экосистемы. Широкий спектр образовавшихся минералов изменил ход эволюции и ее варианты.

Биологические и минеральные системы постоянно взаимодействуют, влияя на разнообразие друг друга, и жизнь, которую мы знаем, является результатом этого взаимодействия.

Как объясняют ученые, развивающиеся системы обладают тремя примечательными качествами:

1. Формируются из многочисленных компонентов, которые могут принимать разные конфигурации.
2. Есть процессы, которые регулируют эти конфигурации.
3. Конфигурации выбираются на основе функции.

Итак, есть ли что-то в способе передачи информации, объясняющей общие характеристики, казалось бы, разнообразных развивающихся систем? Может ли существовать универсальное основание для отбора? Команда считает, что оба ответа — да.

"Важным компонентом предлагаемого природного закона является идея "отбора по функции", — объясняет Вонг.

Согласно Дарвину, основной функцией организма в контексте биологии является обеспечение собственной выживаемости на такой срок, который позволит успешно дать потомство, размножиться.

Однако команда ученых говорит, что их новый закон природы расширяет наше понимание, указывая на существование трех разных типов функций в природном мире.

Наиболее фундаментальной функцией, которую мы можем назвать "статической устойчивостью", является поддержание стабильного расположения атомов или молекул.

Динамическая устойчивость описывает, как системы, которые являются динамическими и имеют доступ к постоянным источникам энергии, также имеют больше шансов выдерживать.

И, наконец, "генерация новизны" относится к склонности развивающихся систем, создавать новые конфигурации, что может привести к удивительному новому поведению или характеристикам.

Вонг и команда отмечают, что физические законы движения, гравитации, электромагнетизма и термодинамики управляют функциями макроскопических природных систем в пространстве и времени. Имеет смысл, что мы должны иметь закон природы для эволюции.

"Ассиметричная траектория, основанная на функциональности, может показаться противоположной научному анализу. Тем не менее мы предполагаем, что отбор на основе статической устойчивости, динамической устойчивости и генерации новизны является универсальным процессом, приводящим к системам с повышенной функциональной информацией", — заключает команда.

Ранее мы писали, один из ученых изложил основательную теорию, объясняющую, почему мы действительно живем в симуляции.

Напомним, мы рассказывали, действительно ли мы все созданы из звездной пыли и звездам пришлось умереть, чтобы подарить новую жизнь.