“La domanda filosofica a cui non è stato ancora risposto negli studi sull’origine della vita è questa: come può un universo di materia irrazionale produrre esseri con fini intrinseci, capacità di auto-riproduzione e chimica codificata? Qui non ci stiamo occupando di biologia, ma di una categoria di problemi totalmente diversa” .1 Antony Flew

Quasi la totalità degli scienziati si è concentrata sul problema della transizione da materia non vivente a materia vivente, solamente cercando di mostrare le possibilità con cui della materia si sia potuta aggregare in un altro modo. Fiumi d’inchiostro sono stati scritti su come una cellula si sia potuta formare a partire da un brodo primordiale, ma questo è soltanto il minimo dei problemi, come vedremo.

La materia vivente è composta da due parti fondamentali: una strutturale e un’altra con le informazioni. La prima è rappresentata dalle proteine e la seconda dagli acidi nucleici, paragonabili all’hardware e al software di un sistema. Gli studi sull’hardware hanno dominato il campo di ricerca nelle ultime decadi, ma come fa notare Paul Davies “Una spiegazione dell’origine della vita è fondamentalmente incompleta in assenza di un resoconto di come il ruolo causale unico svolto dalle informazioni nei sistemi viventi è emerso la prima volta. In altre parole, dobbiamo spiegare l’origine di entrambi gli aspetti della vita, hardware e software, o il lavoro è finito solo a metà. Spiegare il substrato chimico della vita e rivendicarla come una soluzione all’origine della vita è come indicare silicio e rame come spiegazione per gli avvenimenti all’interno di un computer2.

Come messo subito in evidenza con la citazione del filosofo britannico Antony Flew, è universalmente riconosciuto tra i biologi che una proprietà fondamentale di un sistema vivente dev’essere quella che il biochimico, premio Nobel per la medicina 1965, Jacques Monod definiva teleonomia 3, cioè la ricerca di un fine: “Una delle caratteristiche fondamentali di tutti gli esseri viventi, nessuno escluso, è di essere dotati di un progetto, rappresentato nelle loro strutture e al tempo stesso realizzato mediante le loro prestazioni” 4. Anche secondo Monod, che ricordiamo essere un convinto darwinista, la teleonomia è una caratteristica esclusiva della materia vivente, non presente in alcun modo in qualunque cosa la precedesse.

Nell’analizzare l’origine di questa teleonomia, faremo la semplificazione di ridurla ad un mero algoritmo, ovvero supponendo che questi fini e scopi intrinseci caratteristici degli esseri viventi siano descrivibili attraverso una serie di semplici istruzioni codificate. Bisogna evidenziare che questa è l’unica soluzione affinché una spiegazione materialistica possa essere possibile. Cercheremo di analizzare se sia possibile trovare una spiegazione materialistica alla generazione spontanea di una teleonomia a partire da semplice materia irrazionale.

Boeing 747 di Fred Hoyle

Sulla scia del parallelismo con l’informatica, svilupperemo il famoso argomento di Sir Fred Hoyle del Boeing 747, combinandolo con la nozione di macchina di von Newmann, per fornire un’accurata analogia dell’origine della vita per abiogenesi (generazione spontanea della materia vivente da quella non vivente), dando forma a quello che chiameremo “Argomento del Boeing 747 di von Newmann”.

Sir Fred Hoyle, il leggendario astronomo dello scorso secolo, paragonò la probabilità dell’abiogenesi alla possibilità che un tornado assembli un Boeing 747 investendo una discarica di rottami. 5 Per dare un’idea dei numeri in gioco, secondo i calcoli di Hoyle, la probabilità di ottenere un “semplicissimo” batterio dal brodo primordiale sarebbe una su 1040000 6. Come si nota facilmente, questi calcoli prendono in considerazione soltanto la parte hardware, e pertanto l’analogia non risulta completamente corretta. Per approfondire questa parte di studio sulle origini (cioè la parte hardware) consiglio di vedere gli eccellenti lavori di Fernando De Angelis7 e Paul Davies8. Quest’ultimo è uno dei pochi che ha trattato ampiamente anche la parte software, e pertanto lo citeremo diverse volte, ricordando innanzitutto il suo essere probabilmente lo scienziato più stimato al mondo in materie di questo tipo, in quanto noto divulgatore, oltre che autorevole fisico, cosmologo ed esobiologo. Una strana coincidenza fa sì che Davies abbia conseguito il suo dottorato di ricerca lavorando all’osservatorio astronomico diretto proprio da Fred Hoyle9. Tornando all’analogia del Boeing 747, per quanto improbabile possa essere, un evento del genere non è ancora logicamente impossibile. È altamente improbabile che si ottenga per caso una struttura così complessa, ma non si può comunque dire che sia impossibile.

È importante sottolineare che anche riducendo il problema solamente all’assemblaggio dell’hardware, ad oggi siamo ancora ben lontani da una soluzione. “Non è credibile supporre che [le cellule] si siano formate solo per caso, nemmeno se l’intero volume dell’universo osservabile fosse stato pieno di brodo primordiale” 10, conclude Paul Davies. Guarda caso, molti studiosi che si sono cimentati in questo campo, come il premio Nobel Francis Crick e lo stesso Fred Hoyle, sono giunti alla conclusione che, data l’improbabilità dell’abiogenesi, la vita dev’essere stata portata dallo spazio, magari da esseri molto intelligenti. Di conseguenza anche l’assemblaggio del solo hardware risulta, come definito anche da Crick11 e Davies12, un miracolo. Tuttavia, questo è niente in confronto ai problemi che dovremo affrontare più avanti. È vero che la moderna biologia e genetica hanno mostrato l’incredibile complessità delle cellule, in quanto il più semplice organismo autonomo contiene milioni di molecole specializzate e inter-dipendenti, molte delle quali si trovano solo nei sistemi viventi, ma il segreto delle cellule non sta tanto nei loro ingredienti, ma nell’informazione che governa la materia in cui è inserita13.

L’analogia del Boeing 747 acquisterebbe quindi una maggiore accuratezza se comprendesse anche la generazione di un software di bordo, oltre al solo assemblaggio dei rottami. Ovvero, se al momento del passaggio del tornado, l’aereo si ritrovasse improvvisamente dotato anche di un software, in grado ad esempio di inserire il pilota automatico, di gestire la pressione e la temperatura dell’aria interna, e così via. Anche intuitivamente, questo ulteriore step presenta difficoltà ancora più grandi rispetto al primo. Se prima i nostri sospetti erano alti, adesso lo sono ancora di più. Ma visto che nessuno paragonerebbe un Boeing 747 a una forma di vita, pur con il più sofisticato software di bordo, l’analogia non è ancora appropriata, e pertanto non approfondiamo troppo il discorso.

Boeing 747 di von Newmann

È qui che chiamiamo in causa la macchina di von Newmann. Essa è ciò che più si avvicina a una forma di vita: è una teorica macchina ideale, capace di autoriprodursi, composta da due parti principali, ossia un costruttore (hardware) e un deposito di informazione (software) che contiene le istruzioni per il costruttore. Il ciclo di funzionamento è sintetizzabile in tre passaggi: la copia dell’informazione, la copia della struttura del costruttore stesso e l’inserimento dell’informazione copiata nel nuovo costruttore. A questo punto la nuova macchina avrà tutta l’informazione presente nell’originale e sarà capace di autoriprodursi a sua volta14. L’analogia sarebbe quindi più coerente se il tornado assemblasse una macchina di von Newmann, invece che un aereo.

Facendo qualche semplificazione, possiamo finalmente giungere ad un’adeguata analogia della nascita della vita. Ora, supponendo che la complessità della struttura di una macchina di questo genere sia approssimabile a quella di un aereo (ipotesi plausibile, dato che la struttura della macchina di von Newmann deve avere degli organi in grado di costruire altre macchine di von Newmann), e semplificando l’informazione contenuta negli acidi nucleici di una cellula con un possibile algoritmo che istruisca la macchina (ipotesi discussa precedentemente), possiamo completare l’argomento dicendo che la probabilità dell’abiogenesi sia paragonabile a quella di un tornado che, passando su una discarica di rottami, assembli un Boeing 747 di von Newmann, cioè in grado di autoriprodursi e generare altri Boeing 747 di von Newmann in grado di autoriprodursi a loro volta.

Può una macchina di questo genere essere formata per caso?

Miglior spiegazione

La prima sfida è fornire una spiegazione materialistica alla primissima comparsa della materia vivente da quella inanimata. Nell’essere viva, la materia vivente possiede un’organizzazione teleologica che è totalmente assente in qualsiasi cosa la precedesse”.15 David Conway

Finché l’ipotesi era l’assemblaggio di un Boeing 747 a partire da dei rottami, cioè la trasformazione di materia semplicemente in un’altra forma della stessa materia, per quanto improbabile, era ancora logicamente possibile. Ma se l’ipotesi diventa che questo aereo, dal momento che si ritrova assemblato, comincia improvvisamente a sentire la voglia di autoriprodursi e di sopravvivere, e inizia ad andare in giro in cerca di un distributore di kerosene (il combustibile degli aerei), allora l’improbabilità sfocia nell’impossibilità.

Da notare che il caso cieco avrebbe dovuto generare non un software qualsiasi, cosa già straordinaria, ma il software giusto per quel particolare hardware. Il sistema avrebbe funzionato solo se l’algoritmo generato dal tornado fosse stato proprio quello perfetto per l’aereo. Se avesse generato un qualsiasi altro tipo di algoritmo, ad esempio quello del programma di Power Point, il Boeing 747 di von Newmann non sarebbe sopravvissuto. Come può il caso cieco accoppiare il giusto software all’hardware che deve istruire?

Proprio come nella nostra analogia, la prima cellula, al momento della transizione da non vivente a vivente, avrebbe sviluppato improvvisamente degli scopi e fini intrinseci, come quelli di sopravvivere e autoriprodursi. Il brodo primordiale le avrebbe fornito non solo gli ingredienti necessari per sviluppare una forma di vita (hardware), con le giuste caratteristiche fisiche e chimiche, ma anche le giuste informazioni per istruire quegli ingredienti specifici (software). Sarebbe potuto succedere che gli ingredienti fossero quelli giusti ma le informazioni no, o viceversa. “Senza acidi nucleici per codificare le istruzioni di produzione, le proteine non vengono prodotte, ma senza proteine, gli acidi nucleici non possono replicarsi. Ciascuno ha bisogno dell’altro. Tuttavia, entrambe sono forme di molecole estremamente elaborate, specifiche e delicate. È già abbastanza difficile immaginare che una di loro si formi per caso, ma supporre che sia gli acidi nucleici che le proteine fossero felici incidenti chimici avvenuti nello stesso momento e nello stesso luogo sforza la credulità” (Paul Davies16).

L’evoluzione darwiniana si rivela totalmente inadeguata a fornire una spiegazione soddisfacente a questo fenomeno. Il Boeing 747 di von Newmann non può essersi formato per gradi. Nonostante anche l’evoluzione dell’hardware presenti enormi problemi, come in precedenza la sfida più profonda è rappresentata dall’evoluzione del software. Nessun algoritmo si può formare per gradi, se viene tolta una riga di codice in qualsiasi programma, anche semplice, esso non funziona. Prendiamo l’esempio precedente di Power Point, le linee di codice non si possono formare una dopo l’altra, poiché il programma inizia a funzionare solo a codice completo. Quindi in tutti gli stadi intermedi, riga dopo riga, Power Point non funzionerebbe. Similmente, in ipotetici stadi intermedi, il Boeing 747 di von Newmann sarebbe rimasto morto, e di conseguenza la selezione naturale l’avrebbe eliminato, non giungendo mai allo stadio finale. Ne concludiamo che il Boeing 747 di von Newmann dev’essere necessariamente comparso in forma completa.

Essendo proprio questo software, nella nostra ipotesi, a fornire una teleonomia alla materia, il problema più grosso dell’abiogenesi sembra quindi essere questo: se il caso cieco e le forze impersonali possano instillare nella materia non vivente degli scopi e fini intrinseci, collegati con i giusti materiali perfettamente adatti a quegli obbiettivi.

Ma può un algoritmo di questo tipo emergere spontaneamente dalla materia non vivente? Per quanto ne sappiamo, ad oggi possiamo affermare che un qualsiasi tipo di linguaggio ordinato e sensato può essere prodotto solamente da un essere intelligente. Il famoso esperto di sopravvivenza Bear Grylls insegna spesso che se ci troviamo dispersi in mezzo alla natura, dobbiamo disegnare a terra una grossa “Y”, poiché se qualcuno passasse dall’alto e la vedesse, riconoscerebbe immediatamente che non può essere frutto del caso, ma dev’essere stata scritta appositamente da una persona (Y sta per YES, HELP ME). Se poi qualcuno vedesse scritte addirittura due o tre lettere nell’ordine giusto, ad esempio SI o YES, non avrebbe alcun dubbio che tale scritta provenga da un essere intelligente. Tanto più dovremmo pensare lo stesso per l’origine del codice genetico, in quanto “Il DNA è come un programma per computer ma molto, molto più avanzato di qualsiasi altro software mai creato”, Bill Gates.17

Come riassume perfettamente Paul Davies: “La vita è più di semplici reazioni chimiche complesse […]Le istruzioni genetiche non sono semplicemente informazioni di per sé, ma rappresentano una forma di informazione semantica, cioè devono significare qualcosa […] Il problema del come l’informazione significativa o semantica possa emergere spontaneamente da un insieme di molecole noncuranti soggette a forze cieche e senza scopo presenta una profonda sfida concettuale […] La cellula utilizza le informazioni digitali per comunicare tra acidi nucleici e proteine​​ […] La vita è diventata digitale all’alba dei tempi, utilizzando non un sistema binario, ma un sistema di codifica quaternario per memorizzare bit di informazioni […] Quindi un altro modo di guardare al problema della biogenesi è chiedersi come l’hardware molecolare abbia scritto il proprio software. Come si è evoluto questo ingegnoso sistema di comunicazione codificata? Il darwinismo interviene solo quando la vita è iniziata […] non possiamo fare appello all’evoluzione darwiniana per spiegare come è iniziata la vita”18.

Quindi, nonostante l’estrema semplificazione di poter ridurre la teleonomia di una forma di vita ad un algoritmo, l’evoluzione darwiniana, come qualsiasi altra spiegazione materialistica, si rivela inadeguata a spiegare la comparsa di materia vivente da quella non vivente. Al contrario, sappiamo che l’unica cosa in grado di produrre un linguaggio è una mente intelligente. Tanto più allora il DNA, un colossale sistema di codifica scritto con un linguaggio a quattro lettere tutte messe nell’ordine giusto, richiede un agente intelligente. Se le lettere fossero giuste ma messe in un ordine sbagliato, il sistema non funzionerebbe. Questo implica che tra tutte le combinazioni possibili solamente una piccolissima parte avrebbe senso. Sarebbe come se le parole di un intero libro fossero inserite a caso; il risultato altamente più probabile sarebbe ovviamente qualcosa senza senso.

Tutto questo senza considerare ancora il problema della causalità dell’informazione. In realtà un algoritmo giusto non sarebbe ancora sufficiente, poiché esso dovrebbe essere anche in grado di causare qualcosa, come manipolare la materia. La transizione da mera informazione sterile ad informazione efficace e causale non è affatto scontata, ma anzi in caso di una spiegazione materialistica sarebbe solamente una coincidenza felice. Ma una transizione di questo tipo, “dove un’entità sistemica astratta e non fisica (informazione algoritmica) diventa effettivamente un agente causale in grado di manipolare il suo substrato materiale”, come dice anche Paul Davies19, necessita di una spiegazione soddisfacente e non può essere certamente accettata come scontata. Analizzando tutte le possibilità, sarebbe stato enormemente più probabile riscontrare uno dei seguenti quattro casi: I) hardware e software sbagliati; II) hardware giusto ma software sbagliato; III) software giusto ma hardware sbagliato; IV) hardware e software giusti, ma con nessuna relazione causale tra i due.

Riassumendo, per generare un Boeing 747 di von Newmann a partire da dei rottami, paragonabile all’abiogenesi, il nostro caro tornado avrebbe dovuto provvedere a questi tre punti:

  • Assemblaggio del giusto hardware, fatto dai giusti materiali, con le giuste proprietà chimiche e fisiche: Boeing 747 di Fred Hoyle.
  • Generazione del software adatto allo specifico hardware: Boeing 747 con software di bordo.
  • Efficacia causale dell’informazione contenuta nel software, che dev’essere in grado di manipolare il proprio hardware: Boeing 747 di von Newmann.

Se ai grandi scienziati Sir Fred Hoyle e Francis Crick è bastato il primo punto per rigettare l’ipotesi di generazione spontanea della vita da un brodo primordiale, quanto più dovremmo rigettarla sulla base anche degli altri due punti, che abbiamo visto essere di gran lunga più improbabili. Il combaciare di tutte e tre queste condizioni nello stesso luogo dell’universo e nello stesso tempo della storia, è un evento troppo straordinario per essere accettato come semplice coincidenza felice. Per questo la spiegazione migliore, più logica, ragionevole e probabile, alla nascita di materia teleonomica da materia non vivente è l’azione di un Creatore intelligente. Bisogna notare che non è un’ipotesi ad hoc, cioè non viene postulata l’esistenza di un Dio per spiegare l’origine della vita. Al contrario, ci sono numerose evidenze, indipendenti l’una dall’altra, che puntano all’esistenza di un Creatore e Designer dell’universo, quali l’argomento cosmologico Kalam, l’argomento teleologico, quello morale, quello dalla regolarità dell’universo, quello Leibniziano della contingenza, e così via. Li abbiamo ampiamente trattati con articoli dedicati, ai quali rimandiamo.

È infine fondamentale comprendere che anche se in futuro riuscissimo a riprodurre in laboratorio la nascita di una forma di vita, la domanda su come essa si sia originata in natura senza un team di ricercatori specializzati con gli strumenti più sofisticati del mondo a disposizione, rimarrebbe ancora aperta. “Sfortunatamente i biochimici sono ancora molto lontani dall’essere capaci di produrre de novo qualcosa che assomigli alla vita conosciuta” (Paul Davies20).

Conclusione

«Abbiamo solo due possibilità su come nacque la vita. Una è la generazione spontanea derivante dall’evoluzione; l’altra è un atto creativo soprannaturale di Dio. Non c’è una terza possibilità […] Non voglio accettarlo filosoficamente [l’atto soprannaturale] perché non voglio credere in Dio. Quindi, scelgo di credere in ciò che è scientificamente impossibile, la generazione spontanea per evoluzione».21 George Wald, Nobel per la medicina 1967, Università di Harvard

Abbiamo argomentato che l’origine della vita necessiti di una spiegazione, sia per la parte strutturale che per quella di informazione. Se è altamente improbabile che venga generata per caso la parte hardware di una cellula, è logicamente impossibile che questo accada anche per la parte software. Abbiamo visto che l’abiogenesi sia paragonabile, con qualche semplificazione, alla comparsa di un Boeing 747 di von Newmann a seguito del passaggio di un tornado su una discarica di rottami. E abbiamo mostrato che anche se si riuscisse a mostrare un meccanismo naturalistico per il quale questo fenomeno sia potuto accadere, esso necessiterebbe comunque di una spiegazione, poiché troppo straordinario per essere considerato una mera coincidenza. L’argomento si può così riassumere:

  • La probabilità della comparsa di materia vivente da quella non vivente è paragonabile a quella che un tornado passante su una discarica di rottami generi un Boeing 747 di von Newmann.
  • La comparsa di un Boeing 747 di von Newmann necessita di una spiegazione.
  • La miglior spiegazione alla comparsa di un Boeing 747 di von Newmann non è materialistica.
  • Quindi, la miglior spiegazione alla comparsa della materia vivente è l’azione di un Creatore intelligente.

L’unica ragione per cui si può credere nell’abiogenesi, come confessa George Wald, è per un motivo filosofico, non scientifico, perché ci si vuole credere. Ma come abbiamo visto, credere nell’abiogenesi vuol dire credere nell’impossibile.

In conclusione, l’origine della vita, intesa come transizione da materia non vivente a materia teleonomica, con scopi e fini intrinseci, è di gran lunga meglio spiegata dall’azione di un Creatore intelligente.

1Antony Flew, There is a God, p. 124

2Paul Davies, The algoritmic origins of life, p. 4

3Jacques Monod, Il caso e la necessità, Mondadori, Milano, 1970, p. 21

4 Jacques Monod, Il caso e la necessità, Mondadori, Milano, 1970, p. 14

5Fred Hoyle, Nature, 294 (1981), p.1

6Fred Hoyle (1983), The Intelligent Universe. p. 17

7Fernando De Angelis, Cultura e Bibbia, I primi cinque capitoli, http://www.fernandodeangelis.it/acquisti/

8Paul Davies, The origin of life https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.3184/003685001783239069 e The origin of life II https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.3184/003685001783239096

9 https://it.wikipedia.org/wiki/Paul_Davies

10Paul Davies, The origin of life II, p. 24

11Francis Crick, L’origine della vita, Garzanti. Milano 1983

12Paul Davies, The origin of life II, p. 22

13Paul Davies, The origin of life II, p. 18

14John Barrow e Frank Tipler, Il principio antropico, p. 513

15David Conway, The Rediscovery of Wisdom (London: Macmillan, 2000), 125.

16Paul Davies, The origin of life II, p. 21

17Bill Gates, Nathan Myhrvold, Peter Rinearson (1996). “The road ahead”

18Paul Davies, The origin of life II, p. 27

19Paul Davies, The algoritmic origins of life, p. 6

20Paul Davies, The origin of life II, p. 22

21George Wald, Scientific American, August, 1954