Göran Schmidts hemsida

Information och funktion

Lars Johan Erkell publicerade i oktober 2014 en artikel på den så kallade "Biolog(g)en" med rubriken "Information och funktion".

Jag bemötte hans argument för en gradvis evolution av allt levande, varefter följande dialog utvecklades. Den kom att fortsätta längre än någon av oss nog hade trott och/eller önskat. Kanske (?) är den avslutad i och med mitt senaste inlägg nu i februari 2018. Vi får väl se hur det blir med den saken ;). Jag har valt att hänvisa till Erkells inlägg i form av länkar till Biolog(g)en mellan mina egna finns i form av löpande text (och pdf:er).

Erkells första inlägg i ämnet hittar du här: här (extern länk i separat fönster).

Information och funktion - En första replik

Göran Schmidt november 2014

Lars Johan Erkell har helt rätt i att vi design/skapelse-förespråkare hävdar att det finns ett tydligt orsakssamband mellan information och funktion. Det gäller i den levande världen såväl som i vår dagliga verksamhet. Bussen kommer i tid (nåja, ibland) därför att det finns information i form av tidtabeller. Bussdörren öppnas därför att det finns sensorer, elektriska kretsar och motorer som reagerar så som konstruktörerna avsett när de tillförde information både i form av programvaror och vid styrningen av de robotar som tillverkade de olika detaljerna som bygger upp bussen med alla dess delar. Det fanns en tid när informationens roll inte var lika uppenbar. När skickliga hantverkare direkt omsatte informationen i sina kreativa sinnen via sina händer direkt till färdiga produkter, vilket är mindre vanligt idag.

De befruktade äggcellerna genererar ständigt nya människor, makrillar, maskar och morötter. Hur går det till? – Genom att stora mängder komplex och specifik information i DNA översätts från ett kodat språk (ACTG) översätts till ett annat (ACUG) och sedan vidare till ett tredje (den genetiska koden) tack vare hundratals enzymer med specifika funktioner som möjliggör proteinsyntesen. Allt regleras och styrs av ännu bristfälligt utforskade genetiska och epigenetiska faktorer.

Kopplingen mellan information och funktion är så fundamental att ingen nutidsmänniska med elementära kunskaper i cellbiologi rimligen borde hysa något som helst tvivel om den saken. Att biologisk information ännu inte entydigt låter sig definieras och mätas annat än på rent statistisk nivå (så kallad Shannoninformation – se min replik till Erkells artikel "Biologisk information – vad är det?") är en annan sak. Det första är ett grundläggande och väldokumenterat faktum, det andra är ett spännande framtida forskningsområde, i varje fall för alla dem som erkänner dess existens.

Nu konstaterar Erkell att vi inte kan förvänta oss att se nya funktioner utvecklas hos levande organismer med hänvisning till de svindlande tidsrymder som är en nödvändig förutsättning för evolutionen. Det var ju synd. Det förefaller alltså som om Erkell gett upp hoppet om att hitta den sortens direkta bevis för evolutionen inom sitt eget forskningsområde – biologin. I stället sträcker han sig likt många andra desillusionerade biologer efter cybervärldens förmodade räddningsplanka i form av t ex evolutionssimuleringsprogrammet Avida.

De självreplikerande virtuella organismer som Erkell syftar på och som befolkar de här dataprogrammens digitala "världar" har dessvärre få likheter med den levande världen. Utom möjligen i en aspekt – de är båda intelligent designade företeelser vars funktion är helt beroende av stora mängder komplex och specificerad information!

Levande organismer har nämligen, tack vara sitt höga innehåll av denna typ av information, förmåga till anpassning genom olika mekanismer, t ex selektion. Detsamma gäller de avancerade program som Tierra- och Avida-programmen bygger på. Det vore sensationellt om dessa program inte skulle generera mångfald och anpassningar mot olika "miljö"-relaterade förhållanden eftersom programmen specifikt skapats/programmerats med den uttalade avsikten att producera just den typen av utfall! En kvalificerad form av självuppfyllande profetia skulle man kunna säga.

Det finns även mycket annat att säga om dessa simuleringar. De möjliga "mutationerna" i Avida utgörs t ex av 26 tillgängliga kommandon som antingen kan bytas ut, läggas till eller tas bort från "organismens genom". Eftersom alla 26 kommandona är fullt funktionella och informationsrika vore det relevantare att beskriva simuleringarna som "horisontell genöverföring", d v s de påminner om vad som sker när bakterier byter plasmider med kompletta gener med varandra.

I den verkliga världen är situationen oerhört annorlunda. Sannolikheten för att en mutation förstör en stabil grundstruktur (läs: funktion) hos ett protein är astronomiskt mycket större än dess motsats. Något som inte alls avspeglar sig i dessa datorsimuleringar. Att anhängare av Avida kan hävda (Robert Pennock, Nature, juli 2008) att simuleringarna bevisar att slumpmässiga mutationer och naturligt urval kan resultera i "design utan någon designer" är därför lika uppseendeväckande som att datorn jag använder levererar ett "p" när jag trycker på "p"-tangenten.

Jag tycker det är lika kul som Erkell med lärande robotar, men det är en gåta hur välutbildade och erfarna naturvetare som han (och alltför många andra) inte genomskådar skälen till dessa robotars förmåga till "anpassning". Den ligger givetvis i de stora mängder komplex och högst specificerad förprogrammerad information som "tankats" in i robotarnas mjuk- och hårdvara, liksom i designen av deras sinnrika och ändamålsenliga "kroppsdelar". Skillnaden mot levande system är bara den, att i den biologiska världen är även ritningarna och rutinerna för framställning och montering av "kropparna" även den lagrad i form av mjukvara. Det Erkells lärande robotar illustrerar är framför allt hur svindlande mängder information både till kvantitet och kvalitet som erfordras för att ett system ska erhålla förmågan till selektion. Svindlande stora, men ännu inte möjliga att mäta borde man väl tillägga för husfridens skull. I den mån robotarna kan anses äga någon rudimentär intelligens är det också förväntat att de i kraft av denna kan öka sitt innehåll av information genom aktiva "bortval" av utfallsrum.

Så, Lars Johan Erkell - det krävs alltså visst en intelligent agent. För bara sådana kan "skapa information". Designern behöver därför ingalunda smugglas in - Hans fingeravtryck finns vart du än vänder dig!

Erkells svar på ovanstående inlägg från december 2014 finner du via följande länk: Information och funktion - Erkell replikerar (extern länk i separat fönster).

Information och funktion - En andra replik

Göran Schmidt, december 2014

Lars Johan.

Om verkligheten

Det är helt riktigt att vetenskapen hittills saknar verktyg att ringa in och kvantifiera biologisk information. Men större utmaningar har vetenskapen säkerligen stått inför. Beklagligt bara att frågan behandlas såpass grunt och styvmoderligt från evolutionärt håll. Men antag för ett ögonblick att vi inom en inte alltför avlägsen framtid verkligen har både en relevant definition av och ett sätt att åtminstone uppskatta mängden av meningsfull information. Då skulle vi en gång för alla kunna avgöra om datorsimuleringar av slumpmässiga evolutionära processer verkligen tillför systemen mer information eller inte, om verkliga evolutionära processer – som t ex Richard Lenskis citratätande bakterier – verkligen ökat sitt informationsinnehåll eller inte. Och ytterst – om det finns skäl att hålla fast vid hypotesen om en biologisk evolution eller inte. För visst måste vetenskapen vara intresserad av att sträva mot en så sann bild av verkligheten som möjligt? Eller kan det vara så att den strävan till varje pris måste hållas inom en strängt materialistisk ram? Jag vet att du Lars Johan anser detta, och många med dig. Men det finns också många andra människor som är mer intresserade av en sann bild av verkligheten än nödvändigtvis en materialistisk projektion av den. Det är deras rätt vi kämpar för inom designrörelsen. Inget annat.

Ingen information?

Det är möjligt att det kan uppfattas som att märka ord, men jag har aldrig sagt att Guds skaparkraft ”manifesterar sig som information”. Däremot anser jag personligen att förekomsten av naturens egen programvara utgör ett av många tydliga Gudsbevis.

När du ifrågasätter förekomsten av biologisk information så tar du vårt vetenskapliga tänkande ungefär ett sekel tillbaka i tiden. Det var då man betraktade cellerna som svarta lådor innehållande en slemmig protoplasma som på något okänt men okomplicerat sätt utförde livsfunktionerna. Det skiljer 21 dagar mellan det slemmiga innehållet i ett ägg och en färdig kyckling och drygt 40 veckor mellan ett människoägg och ett nyfött barn. Du uttrycker din osäkerhet på om det som sker under dessa tidsintervall verkligen har med fenomenet information att göra och förefaller inte se någon poäng med att få reda på det heller, trots all din kunskap om cellernas funktioner och livets fantastiska strukturer. Detta, Lars Johan Erkell, är anmärkningsvärt ur många aspekter.

Att du mot den bakgrunden har mage att mena att jag resonerar ovetenskapligt är minst sagt att kasta sten i glashus. Jag har aldrig någonsin spekulerat kring Skaparens egenskaper i vetenskapliga sammanhang, även om jag givetvis finner frågan svindlande intressant. Men information är någonting vi trots allt vet en hel del om. Vi vet att språk byggs upp av symboler och med en syntax (grammatik) och att symbolerna arrangeras i linjära sekvenser som korrekt översatta och tolkade leder till olika typer av önskade ageranden. Att bejaka detta faktum är vare sig ovetenskapligt eller ockult. Men enligt dig är detta inte applicerbart på den process som en gång skapade dig till en människa. Om denna process nu inte skulle bygga på information – vad bygger den då på? Du skrev i ett tidigare inlägg att du själv brukar referera till biologisk information. Är information alltså ett begrepp som är tillämpbart inom alla tänkbara aspekter av vetenskapen utom just i biologiska sammanhang? Vem har gett dig befogenhet att göra den avgränsningen och vilka empiriska studier baserar du detta på?

Du förvånas över att jag hävdar att det handlar om stora mängder av information. Tänk för ett ögonblick den måhända obekväma tanken att DNA faktiskt skulle bära information i enlighet med skolans läromedel och den vetenskapliga litteraturen överlag. Hur många bitar information tror du då själv skulle erfordras för att koda för monteringsprocessen av en mänsklig hjärna?

0 b? 100 b? 1 kb? 1 Mb? 1 Gb?

Varken du eller jag har svaret – alltså är 0 b det korrekta alternativet enligt ditt sätt att resonera. Jag delar inte din uppfattning och tycker att min gissning på andra ändan av skalan förefaller betydligt mer relevant, och vill nogsamt betona att detta inte alls har med min Gudstro att göra.

Skillnaden mellan din biologiska ”kameloso” och biologisk information är att information är ett i vår vardag ständigt närvarande fenomen som i alla tider genomsyrat alla mänskliga aktiviteter, allestädes närvarande precis som luften vi andas. Redan före Robert Boyles tid var luftens existens en självklarhet för gemene man – man såg dess verkningar när träden svajade och seglen fylldes, men ingen visste vad det egentligen var, och definitivt inte om eller hur man skulle kunna bestämma dess sammansättning eller mäta dess massa. Idag vet vi allt detta, ytterst tack vare en varmt bibeltroende vetenskapsman ^[1] som hade kuraget att stå upp mot sin tids vetenskapliga vanföreställningar. På samma sätt ser vi idag informationens verkningar i det växande embryot men utan att ännu kunna definiera den på ett entydigt sätt och utan att kunna mäta dess kvantitet. Vem vet - kanske kommer historien att upprepa sig.

Din hypotetiska ”kameloso”, däremot, saknar all verklighetsanknytning. Därför skulle den exempelvis med framgång kunna användas synonymt med ”skräp-DNA”. Låt oss pröva:

”Levande varelser innehåller stora mängder skräp-DNA. Den enda process vi känner till som kan alstra skräp-DNA är evolution. Alltså är livet en produkt av evolution”.

Nej, jag tycker faktiskt att ”kameloso” låter mer meningsfullt!

Avida igen…

Du skriver: ”Att de evolverade mot att kunna utföra EQU var ingen tillfällighet, experimentet var så utformat att det gynnade en evolution i den riktningen. Däremot var det en fullständig överraskning hur de gjorde.”

Lars Johan, det kan knappast vara någon nyhet för dig att en dator gör exakt det du programmerar den till att göra. Inte mer. Inte mindre. Det må vara en överraskning för dig och andra, inklusive självaste programmakarna, hur ”organismerna” uppnådde EQU, men för datorn var det ingen överraskning. En dator överraskas nämligen inte, den agerar helt slaviskt utifrån de givna instruktionerna. Till och med ”slumpen” genereras av en matematisk algoritm. Vill du ha billiga överraskningar så sätt dig ner med din smartphone och slå på appen med slumptalsgeneratorn. Det är precis lika uppseendeväckande att den genererar slumpmässiga utdata som att Avidaorganismerna gör det. Men ju mer sofistikerad mjukvara desto coolare outputs. Avida illustrerar därför någonting helt annat än du föreställer dig: livets mångfald, vare sig i vida världen eller Avida-världen, bygger på inget mindre än – intelligent design!

Fotnot

[1]  I sitt verk A Discourse of Things Above Reason, (1681), utvecklar Boyle bland annat sin övertygelse att Guds egenskaper och visdom kan synliggöras genom naturvetenskapliga studier.   [Tillbaka till texten]

Erkells svar på ovanstående inlägg från januari 2015 finner du via följande länk: Information och funktion - Erkell replikerar igen (extern länk i separat fönster).

Information och funktion - En tredje replik

Göran Schmidt, februari 2015

Lars Johan

Allra först ska jag avslöja att jag aldrig läst din bok, men jag har heller aldrig påstått att jag gjort det. Jag har däremot läst ett avsnitt ur boken som jag kom över i något sammanhang, och det är utifrån vad du skrev där som jag uttalat mig.

Ditt påstående att jag inte kan "…acceptera att vetenskapen arbetar efter en materialistisk metod" är inte bara fullständigt grundlöst utan dessutom rent kränkande. Jag är både examinerad kemitekniker och naturvetare och är väl förtrogen med den vetenskapliga metoden. Men tyvärr känner jag igen mönstret.

Jag är övertygad om att var och en som tar del av vår dialog måste klia sig i huvudet över din förvirrade beskrivning av frågan om den biologiska informationen. I ena andetaget klassar du det som drömmerier att fästa någon vikt vid informationsbegreppet inom biologin, och i nästa andetag kan du trosvisst proklamera att du räknat ut att "människans genom maximalt skulle kunna rymma 750 Mb" och att du brukar prata om den på kafferasterna.

Om du verkligen menar allvar med ditt påstående att bioinformationen "inte finns med i vårt vetenskapliga tänkande" så måste jag undra om du med "vi" möjligen avgränsar populationen till dig själv och din kropp. Lyft blicken och investera 0,25 sekunder av ditt liv på att googla på sökorden "biological systems information" eller något liknande. Själv fick jag 142 miljoner sökträffar inom den tidsrymden.

Några axplock från de första:

"Biology is an information science." (https://www.systemsbiology.org/about-systems-biology)

“Information processing and information flow occur in the course of an organism's development and throughout its lifespan.” (http://www.worldscientific.com/worldscibooks/10.1142/p391)

“Information shapes biological organization in fundamental ways and at every organizational level. it would seem only natural to use information-related ideas in our attempts to understand the general nature of living systems… And yet philosophers and scientists have been slow to do so…”(http://mitpress.mit.edu/books/information-and-living-systems)

Understrykningarna ovan är mina.

Om du tror att de är hämtade från kreationist- eller ID-sidor så tar du helt miste. Vi talar om mainstream science nu. Jag räknar nu med att du höjer din röst och tillrättavisar inte bara mig, utan hela denna drömmande härskara av ovetenskapliga forskare, institutioner och institut, som dagarna i ända ägnar sin tid och uppmärksamhet åt meningslös "retorisk kameloso".

Eftersom du uppenbarligen satt dig ner och räknat på kameloson så skulle jag gärna vilja att du redovisar den empiriska grunden för de beräkningar som lett dig fram till siffran 750 Mb.

Du ber mig retoriskt presentera lösningen på informationsproblemet med anledning av att jag ser genomet som en samling monteringsanvisningar. Jag besvarar inte retoriska frågor. Eftersom du förefaller ha en annan uppfattning än forskningssamfundet i den här frågan så är det tvärt om du som behöver förklara för läsarna vilken alternativ mekanism du syftar på, som äger förmågan att förvandla vissa ägg till kycklingar, andra till trollsländor och ytterligare andra till människor.

Kanske kommer du att hänvisa till ännu oupptäckta epigenetiska principer eller dina omhuldade värmevibrerande partiklar? Eller mystiska dimensioner? Det får du gärna göra för mig, men informera då dina läsare om sanningen - att det handlar om dina personliga filosofiska spekulationer och inte om empirisk vetenskap.

För egen del har jag bara använt begreppet "dimension" i två avseenden. För det första i bemärkelsen av nya upptäckter inom genomikens område alltsedan upptäckten av den genetiska koden på 1950-talet. Och för det andra i bemärkelsen intelligens som en empiriskt säkerställd källa till meningsfull information.

Till sist angående Avida. Din invändning förändrar ingenting. Varje specifik uppsättning av indata genererar alltid en specifik uppsättning utdata. Gång på gång. Men varierar du indata – oavsett om du gör det via en slumptalsalgoritm eller på annat vis – så kommer utdata att variera inom programmets fördefinierade ramar. Detta borde vara helt okontroversiellt. Men – som jag skrivit i en annan tråd – det är en smula roande hur du kan hålla så benhårt fast vid att Avidaprogrammets informationshantering skulle representera levande organismers genom när du är så snabb med att avfärda informationsanalogin i alla andra sammanhang. För att inte nämna alla andra tekniska analogier, som t ex molekylära maskiner som du avvisar lika dogmatiskt. Fundera en stund på det.

Du behöver klargöra för både mig och andra läsare om du kan ge ett entydigt svar på frågan om du anser att det som kallas biologisk information verkligen är information eller inte. Och om inte – vad är det annars?

På återhörande.

Erkells svar på ovanstående inlägg från februari 2017 finner du via följande länk: Information och funktion - Erkell replikerar (extern länk i separat fönster).

Information och funktion - En fjärde (och sista?) replik

Göran Schmidt, februari 2018

Erkell inleder med en syrlig kommentar om att jag inte läst hela hans bok, vilket är helt sant. Det finns emellertid ingenting som talar för att min slutsats skulle vara annorlunda om jag gjort det. Han väljer att se slumpmässiga molekylrörelser, fraktaler och indifferens där de flesta ser hierarkisk organisation, information och ändamålsenlighet. Det är den främsta källan till förvirring, inte att jag underlåtit att läsa några kapitel i hans bok.

Det irriterar Erkell oerhört att jag inte köper hans extrema variant av vetenskaplig reduktionism, eftersom jag anser att den på vissa områden fördunklar perspektiv och leder in på kostsamma vetenskapliga blindspår och villovägar. Det står jag för, och det får mig inte att känna mig det minsta kränkt.

Om information … igen …
Erkell efterlyser en definition av biologisk information. Biologisk information är de instruktioner i DNA och andra informationsbärande storheter som kodar för uppbyggande, upprätthållande och reproduktion av levande organismer. Konstigare än så är det faktiskt inte.

Förvånansvärt nog medger Erkell att den mängd information som krävs är närmast astronomisk, långt större än vad som rimligen borde få plats i DNA. Ändå är han ytterst ovillig att beakta förekomsten av överlagrade informationsnivåer i DNA, vilket kan synas lite märkligt. Hans svar kan liknas vid en gäspning, som ville han säga ”Ok, det är astronomiska mängder information, men innan vi vet hur den kan ha uppkommit genom materialistiska mekanismer låtsas vi som att den inte existerar”. Att han inte har någon annan uppfattning i informationsfrågan än sina kollegor blir givetvis ingen ett uns klokare av.

Erkell försöker upprätthålla myten att bioinformatiken inte befattar sig med kvantitativa aspekter av den biologiska informationen. Det hjälper föga att jag visat att informationsteoretiker både inom och utanför ID-nätverket tagit sig an uppgiften. Förutsättningar saknas tyvärr för att komma vidare i bioinformationsfrågan för närvarande.

Om Avidasimuleringar
Erkell:

”Du har tidigare invänt mot evolutionssimuleringar med Avida att programmet är deterministiskt och alltid ger ett väntat resultat.”

Nejdå, det har jag aldrig sagt. Men mängden möjliga utfall i utdata är definierat på förhand av de intelligenta aktörer som medvetet programmerat med syftet att uppnå just dessa utfall. Det är, som tidigare påpekats, roande att Erkell som i alla andra sammanhang är ivrig motståndare till analogier mellan mänsklig teknologi och naturens strukturer kan tala sig så varm för just evolutionssimuleringar…

Det Avida och Tierra och liknande mjukvaror kan simulera är det slag av ”mikroevolutionära” förändringar, eller snarare anpassningar, som är förväntade även av kreationister. Den typen av förändringar äger rum både i den virtuella och den biologiska världen inom ramen för intelligent och förutseende förprogrammering av mjukvaror respektive arvsmassor.

Erkell:

”Det är ett faktum att evolutionära processer kan generera fungerande system, som robotexperimentet visar.”

Återigen – Visst, men inga utfall hamnar utanför de förprogrammerade ramarna. Inom dem kan säkert ett och annat ske som vi i egenskap av betraktare skulle tycka var både oväntat och finurligt, men i realiteten aldrig någonting där utanför. Detta är så totalt självklart att det inte behöver förklaras. Duger det inte som svar får Erkell förhöra sig med nån datanörd i undre tonåren.

Erkell:

”Och att Lenskis bakterier har evolverat en ny funktion (att bryta ner citrat i närvaro av syre).”

Också detta sker inom de förprogrammerade ramarna eftersom ingen ny programvara tillkommit. Förmågan att metabolisera citrat finns redan på plats i cellen, en gen stängs av och en annan dupliceras. Förändringen är ändamålsenlig, men den sker helt inom ramen för vad som redan existerade. Se här för en tidigare refererad förklaring.

Erkell:

”… om man skulle definiera den här informationen som något som skulle förbjuda evolutionära processer har man uppenbarligen gjort fel, eftersom det skulle strida mot den kunskap vi har.”

Här tilldelar Erkell evolutionsteorin diplomatisk immunitet. Annorlunda formulerat: Om något argument talar mot evolutionsteorin måste detta per definition vara felaktigt.

Erkell:

”Vad den här simuleringen visar är att en omedveten, mekanisk selektionsprocess leder fram till förbättrade funktioner. Det är evolutionsteorins grundprincip, och den kräver inte alls någon intelligens.”

Jodå, som i alla tidigare diskuterade fall kräver den kolossala mängder av informationsrika hård- och mjukvaror skapade av intelligenta aktörer. När denna rekvisita finns på plats är det fritt fram att selektera och förbättra och ”skapa information” inom givna ramar. Dessförinnan sker inte ett jota. Att ett system som fått en input i form av ett antal Gigabyte kan lämna några kilobyte som output är inte särskilt uppseendeväckande. Nettoflödet av information är in i systemet och det ombesörjs av intelligenta aktörer. Som alltid.

Mikroevolution
Under denna rubriken gör Erkell sin kanske märkligaste logiska kullerbytta. Han extrapolerar min informationsteoretiskt grundade kritik mot virtuella evolutionssimuleringar till att jag skulle underkänna all experimentell vetenskap. Det är så låg argumentationsnivå att jag lämnar det utan annan kommentar än att jag säkert kommer att citera det i olika sammanhang.

---