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Reimaginando a vida alienígena: um novo modelo concentra-se na função sobre a forma

• A informação semântica refere-se a dados que são significativos para um sistema, e novas pesquisas sobre o assunto esclarecem exatamente o que torna a vida diferente da não-vida.
• As suposições tradicionais sobre formas de vida alienígenas – que geralmente assumem que são baseadas em carbono e requerem água e DNA – podem ser demasiado estreitas.
• Adotar uma perspectiva informativa pode ser um passo na direção certa para compreender a vida como um fenômeno universal.

Alienígenas. Todo mundo quer saber sobre a vida alienígena. Isto existe? Se isso acontecer, como é? Responder a essas perguntas é o foco do meu novo livro, O Pequeno Livro dos Alienígenas . Mas enquanto escrevia esse trabalho, também estive envolvido numa nova investigação que levantou uma questão igualmente importante que se refere diretamente à questão da vida em qualquer parte do Universo: O que é que torna a vida diferente da não-vida? Uma peça-chave da nossa pesquisa foi publicada esta semana e é isso que quero apresentar a vocês hoje.

Informação semântica

A vida é estranha. É completamente diferente de qualquer outro sistema físico do Universo. Um dos aspectos-chave dos sistemas vivos é o uso da informação. Claro, um buraco negro pode ser descrito em termos da informação codificada na matéria que nele cai. Mas o buraco negro não usa essa informação. Os sistemas vivos, entretanto, armazenam, copiam e (o mais importante) processam informações. Eles o usam para cumprir sua tarefa mais importante: simplesmente permanecer vivos. Todas as travessuras moleculares que ocorrem dentro de cada célula evoluíram para garantir que a célula possa sentir seu ambiente e responder de maneiras complexas que mantêm as travessuras contínuas.

A importância da informação e da vida tem sido reconhecida por muitos pesquisadores, como Sara Walker e Paul Davies. Eles salientaram que a chave para compreender a vida como um sistema físico reside na compreensão de como surge e funciona esta capacidade de processamento de informação. Em nossa pesquisa, tentamos entender que tipo de informação é importante e como importa. Para fazer isso, temos nos concentrado na ideia de informação semântica . Semântica é outra palavra para “significado”, e o que estamos tentando fazer em nosso trabalho é analisar quais informações carregam significado para um sistema vivo e quais são irrelevantes. Para esse fim, adotamos uma definição bastante simples de significado: a informação que ajuda você a permanecer vivo. Essa é a informação que é significativa.

Nosso novo artigo sobre a questão da informação semântica e da vida, chamado “Informação Semântica em um Modelo de Agentes Coletores de Recursos”, foi publicado esta semana em Vida PRX . É uma revista de prestígio Revisão de Física X série e muito, muito seletivos quanto aos trabalhos que aceitam. Tivemos muitas discussões com os pareceristas sobre a importância do nosso trabalho (e essa é uma das razões pelas quais o processo de avaliação científica é tão importante; ele torna os artigos melhores). O autor principal foi nosso pós-doutorado Damian Sowinski, que desenvolveu um modelo simples de uma forrageira movendo-se por um ambiente em busca de recursos para mantê-la viva. Embora o modelo básico tenha sido simplificado, os insights que Damian extraiu dele foram profundos (pelo menos para mim).

Ao desenhar a partir de um teoria por Artemy Kolchinsky e David Wolpert (Kolchinsky é um dos membros da nossa equipe), poderíamos mostrar exatamente quais informações sobre o ambiente a coletora usava para se manter e quais simplesmente não importavam. Isto foi emocionante por si só, mas pudemos ver indícios de outra coisa – algo maior que pode conter pistas sobre como a vida funciona em qualquer lugar, mesmo em planetas alienígenas.

O limiar semântico

Para que um sistema esteja vivo, ele deve estabelecer conexões, também chamadas de correlações, com o seu ambiente. Deve sentir e armazenar onde existem recursos e também sentir o seu próprio estado interno. Ele está saciado e não precisa de comida agora ou está perigosamente com pouca energia, precisando do primeiro pedaço de comida que puder pegar? Conhecer o seu próprio estado e o estado do mundo ao seu redor determinará suas escolhas de alimentação.

Ao ver como esse processo funciona a partir de uma perspectiva informativa, também obtivemos alguns insights sobre o que era necessário para que todo esse processo fosse estabelecido. Uma rocha com um único sensor colado não está viva. Uma célula com sua vasta gama de máquinas de coleta de informações é. Nossos resultados nos mostraram como parece existir um limite acentuado na utilidade dos bits à medida que mais e mais informações semânticas são adicionadas. Estamos esperançosos e entusiasmados com o limite que encontramos - o limiar semântico – poderá eventualmente levar a uma compreensão mais profunda de como a vida emerge de uma sopa de reações químicas e processos físicos.

Então, como isso se relaciona com a vida alienígena? Na nossa busca e (potencial estudo futuro) de vida que se forma em outras partes do Universo, queremos ser agnósticos quanto à sua estrutura subjacente. Isso significa que não queremos presumir que é baseado em carbono, precisa de água ou requer DNA. Adotar uma perspectiva informacional é uma forma de alcançar esse agnosticismo. Não precisamos pensar sobre do que é feita a vida, mas sim o que faz . Uma coisa que parece uma boa aposta para ser universal é que a vida processa informações. É por isso que os nossos novos resultados sobre a informação semântica e os seus limites podem ser um passo na direção certa para a compreensão da vida como um fenómeno universal.

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