一枚の雪片が形成されるときでさえ、廃棄すべき熱が発生し、 宇宙のエントロピーを増やしていく。生物の進化において、新しくより複雑な有機体が登場するのは、物理的、 生物学的に、破壊をもたらす作用が起こったあとである。(ポール・デイヴィス(1946-))

系統だった複雑さと、エントロピー

一枚の雪片が形成されるときでさえ、廃棄すべき熱が発生し、 宇宙のエントロピーを増やしていく。生物の進化において、新しくより複雑な有機体が登場するのは、物理的、 生物学的に、破壊をもたらす作用が起こったあとである。(ポール・デイヴィス(1946-))

「私は著書『宇宙の青写真』の中で、宇宙では熱力学の第二法則と並んで、「複雑さを 増す法則」のようなものが働いているのではないかと提言している。これら二つの法則 は完全に両立する。つまり、物理系の系統的な複雑さが増せば、エントロピーも増大す る。たとえば、生物の進化において、新しくより複雑な有機体が登場するのは、物理的、 生物学的に、破壊をもたらす作用が起こったあとである (適応できなかった突然変異体 が早死にするように)。 一枚の雪片が形成されるときでさえ、廃棄すべき熱が発生し、 宇宙のエントロピーを増やしていく。だが、すでに説明したように、系統はエントロピ と対になるものではないから、相殺取引は直接行なわれるわけではない。

　多くの研究者が同様の結論に達しており、複雑さの「第二法則」を確立する試みがな されていることは、私にとって非常に心強い。 熱力学の第二法則と両立しうるとはいえ、 この複雑さの法則による宇宙の変化はまったく異なる様相を呈しており、宇宙は特徴の ない始まりから、より精緻で複雑な状態へ 「進んでいる」(これまで簡単に述べた研究を踏まえれば、これがある意味で厳密な言い方だ)と考える。 宇宙の終わりという文脈で考えると、複雑さを増していく法則の存在は大きな意味を もつ。 系統だった複雑さがエントロビーに対立するものでないなら、宇宙に蓄えられて 複雑さが進む のを推進している有限のエントロピーが、複雑さのレベルに制限を課する必要はない。 このことで支払われるエントロビーの代償は、純粋に二次的なものであり、ただ秩序だてた り情報を処理したりする場合のように根本的なものではない。われわれの子孫は、減り つづける資源を浪費することなく、系統だった複雑さを増大させることができる。処理 する情報量には制限があるかもしれないが、精神的、身体的な活動の豊かさや質には何 の制限もない。

　本章では、宇宙の姿を垣間見てきた。宇宙は衰退していくけれども、完全に停止する わけではない。SFに出てくる奇妙な生命体が、つねに不利になるようしくまれた状況 に逆らい、熱力学の第二法則の容赦ない論理に自らの頭脳で挑戦しつつ、長きにわたり 細々と営みをつづけていく様子も説明した。 彼らのせっぱつまった、しかしかならずし も無駄ではない戦いに、心をかきたてられる読者もいれば、落ちこむ読者もいるだろう。 私自身の感情はその二つが混ざりあっている。」

(ポール・デイヴィス(1946-),『最後の3分間』,8 普通車線の生命,pp.178-179,草思社,1995,出口修至)

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生命の進化の方向に、何か傾向が存在するのは否定し難い。それは何なのか。情報(秩序)を処理して、系統だった複雑さが獲得される。処理する情報が多ければ多いほど、支払うべきエントロピーの代償は高くなる。 ある場所の秩序は、どこか別の場所の無秩序に拍車をかけている。(ポール・デイヴィス(1946-))

系統だった複雑さ

生命の進化の方向に、何か傾向が存在するのは否定し難い。それは何なのか。情報(秩序)を処理して、系統だった複雑さが獲得される。処理する情報が多ければ多いほど、支払うべきエントロピーの代償は高くなる。 ある場所の秩序は、どこか別の場所の無秩序に拍車をかけている。(ポール・デイヴィス(1946-))

(a)宇宙の推進力は、原始秩序の崩壊によるエントロピーの増大である。
(b)しかし、生命 が地球上に現われてから、何かが多少なりとも同じ方向に進んでいったのは、否定し難い事実だ。正確には何が「進歩」していったのだろうか。

(c)宇宙 の歴史は、系統だった複雑さの拡大の歴史だと言うこともできる。一見すると、これはパラドックスのようだ。

(d)系統だった複雑さは、 単なる秩序と情報ではない。これが理解の鍵である。バクテリアと結晶の違いである。

(e)情報(秩序)を処理して、系統だった複雑さが獲得される。処理する情報が多ければ多いほど、支払うべきエントロピーの代償は高くなる。 ある場所の秩序は、どこか別の場所の無秩序に拍車をかけている。

「地球上の生物は、原始的な粘液のような状態で始まった。今日の生物圏は豊かで 複雑な生態系であり、巧みなネットワークがつくられ、多様化が進んだ有機体が巧妙な 相互作用を行なっている。生物学者は、おそらく神聖な目的と受け取られるのを恐れて のことだろうが、進化に体系的な進展があった証拠を徹底的に否定する。しかし、生命 が地球上に現われてから、何かが多少なりとも同じ方向に進んでいったのは、科学者に も一般人にも明らかな事実である。問題は、その動きをより具体的に特徴づけることだ。 正確には何が進歩していったのだろうか?

　生き残りをめぐるいままでの議論は、情報 (あるいは秩序)とエントロピーの戦いに 焦点をしぼったものだった――エントロピーはつねに増加する。だがわれわれが考慮す べき情報とは、それ自体の量なのだろうか? 考えられるすべての思考を体系的に考え ていくのは、まるで電話帳を読むように味気ないものだ。経験の質、より一般的に言 うなら、収集され、活用される情報の質が大事なのである。

　われわれにわかっているかぎりでは、宇宙は特徴のない状態で始まった。しかし、時 間がたつにつれて、現在あるような多くの種類の物理系が現われた。したがって、宇宙 の歴史は、系統だった複雑さの拡大の歴史だと言うこともできる。一見すると、これはパラドックスのようだ。 熱力学の第二法則によると、宇宙は死につつあり、エントロピ が小さかった当初の状態から、エントロピーが最大になり、見通しがゼロになる最終 段階に移行しているという。 私は最初にそのことを記したはずだ。では、物事は良くな っているのか、それとも悪くなっているのか?

　実際にはこれはパラドックスではない。 系統だった複雑さはエントロピーではないか らだ。エントロピーまたは無秩序は、情報または秩序の否定である。 処理する情報が多 くなればすなわち秩序が多くなれば、支払うべきエントロピーの代償は高くな る。 ある場所の秩序は、 どこか別の場所の無秩序に拍車をかけている。つまり第二法則 とはそういうことで、エントロピーがつねに勝利するのである。だが、系統と複雑さは、 単なる秩序と情報ではない。われわれは、バクテリアと結晶がまったくちがうことを知 っている。どちらも秩序だっているが、その方法がちがうのだ。結晶格子は厳しく統制 のとれた均一性を示している明確な美しさをもっているが、退屈なものだ。これと は対照的に、精巧な配列を見せるバクテリアの組織は、非常に興味深い。」

(ポール・デイヴィス(1946-),『最後の3分間』,8 普通車線の生命,pp.176-177,草思社,1995,出口修至)

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