A theory you can't refuse
29. august 2003

Engang var biologi var alt for 'messy' til fysikere, men nu vil de blande sig. Nogle siger det er nemt, andre at det er umuligt

Af Rasmus Kragh Jakobsen

En spøgefugl havde været inde i auditoriet. 'Complexity, Chaos and Christianity' stod der på tavlen. Det var overskriften på aftenens forelæsning om forskningens front. I sandhed en titel, der slog ud med armene og antydede, at der var højt til loftet på Niels Bohr Institutet. Men præcis klokken fire minutter over otte denne fredag aften opdagede en af arrangørerne, Thomas Bohr, skriften på tavlen. Skyndsomst fik han retten titlen - Complexity, Chaos and Criticality, skulle der have stået. Ikke noget trosforevirring her.
Emnet er et ekstremt ambitiøst angreb på bla. biologiens kerneproblemer. Men ikke kun det. Også børsmæglere, medicinalindustri og IT-giganter står hændervridende i kulissen, fordi det er et område, der favner så forskellige fænomener som aktiekurser, hjernen og internettet. En af frontløberne var den danske fysiker Per Bak, der døde for nyligt kun 54 år gammel, og mange af feltets pinger - Baks kolleger og venner fra hele verden - var nu samlet på Juliane Maries Vej ved Fælledparken for at mindes ham på deen bedst tænkelige måde: Et symposium. Dørene var denne aften åben for et kig ind i deres verden.

Godfather
Mens Bohr viskede tavlen rent og lidt febrilsk forsøgte at få projektoren og teknikken til at makke ret, sad aftenens talere - syv af symposiets kendteste fysikere - og hyggesludrede mens de kiggede op på de godt 100 fremmødte. Her blev der også snakket lystigt.
Panelets ældste, russeren Leo Kadanoff, en stor mand med røde kinder, hvidt fuldskæg og muntert glimtende øjne skulle lægge for. Han blev introduceret som 'The Godfather of Scaling', hvorpå han prompte replicerede »I will give you a theory, you can't refuse«.
Så var stemningen lagt.
»På en t-shirt eller ihvertfald på to kan hvem som helst, der har læst lidt fysik, skrive alle fysikkens love,« sagde Leo Kadanoff.
»Disse love beskriver alt, hvad vi ved og kender i Universet. Men der er en kæmpe kløft fra at forstå, hvordan én sten falder til at forstå helheden. Og det er det, vi slås med.«
En anden grand old man i panelet, kaosteoriens fader, Mitchell Feigenbaum supplerede: »Vi kan beskrive alle de små enkeltdele, småsten, regndråber, osv. men hver for sig fortæller de intet om helheden og alle interaktionerne i mellem delene.«
Og det er præcis det, det handler om. Hvordan beskriver man tusinder og millioner af dele, der bidrager og interagerer? Det kan ikke lade sig gøre ud fra den enkelte, man bliver nødt til at arbejde med helheden og lære at håndtere store niveauspring (scaling) som f.eks. enkelte celler, der går sammen til organer, der samles til os mennesker, som igen udgør samfundet.

Guddommelig natur
Der er ved at ske noget nyt i fysikken og videnskaben. Længe har videnskaben sejret ved del og hersk princippet, men nu ser man i stedet en tilbagevenden til tidligere tiders videnskab, hvor man prøvede at forstå helhedens principper.
Og det er her, det sjove opstår. Det viser sig nemlig, at der gælder ens principper for internettet, sociale netværk, aktiemarkeder, hjernens net af neuroner, galaksedannelse, jordskæv og for netværk af gener.
Det er f.eks. hvad kineseren Chao Tang, der tidligere arbejdede sammen med Per Bak, beskriver. Han har undersøgt mange geners indbyrdes kommunikation inden i cellen og bla. vist, at cellen ikke holder op med at fungere, hvis en af generne pludselig forsvinder, ændrer sit signal eller begynder at kommunikere med et helt nyt gen. Andre har vist at også netværk mellem celler er utroligt robuste for variationer i de enkelte dele, hvilket måske kan forklare, hvorfor dyr stort altid skabes ens med ben, hoved og hale placeret rigtigt. Umiddelbart et utroligt næstent umuligt ingeniørarbejde, hvor millioner af enkeltbegivenheder skal koordineres helt præcist. Men løfter man sig op fra den enkelte celle, viser det sig, at selve netværket af celler er meget robust og kompenserer for selv store variationer. Det, der kan virke som en guddommelig hånd er i virkeligheden en naturegenskab ved interaktionerne, kompleksiteten og netværket.

Generationskløft
Men nu kommer det svære. Det er jo fysikerne gebet at sætte ligninger på verden, og her skilles vandene i panelet. De gamle sukker, ser opgivende ud og siger, at lovene rækker, men redskaberne og teorierne mangler, mens de yngre glædes og strålende fortæller om alle mulighederne og udfordringerne.
Og fra salen lyder det, at computere har bidraget enormt til feltet. Man nikker i panelet. Jo, hvor det før var umuligt at regne på hver enkelt spiller, er det faktisk muligt med en forholdsvis billig computer at modellere store komplekse netværk, hvor alle de enkelte spiller hele tiden påvirkes af de andre, og ændrer sig.
De unge er dog enige i, at man kun er ved begyndelsen og store spørgsmål venter.
»En beskrivelse af biologien skal ikke blot rumme det, vi ser i dag, den skal også hænge sammen med Darwins lære og forklare, hvordan netværkene er opstået, udviklet og fintunet gennem en lang evolutionshistorie,« siger Doyle Farmer fra Santa Fe Instituttet i USA.
Og Farmer går endnu lægere: »Hvem er vi, og hvad betyder det at være et selvorganiserende reproducerende mønster med evnen til selvreflektion?«
Fik Thomas Bohr alligevel rettet aftenens titel lidt for hurtigt?

* Per Bak 1948-2002
Professor Per Bak var en af Danmarks mest internationalt anerkendte fysikere. Især kendt for begrebet selvorganiseret kritikalitet, SOC, der beskriver fraktale strukturer i levende, tænkende og sociale systemer. Bak var uddannet fra DTU og Risø, men arbejdede størstedelen af sin karriere i USA.

Copyright © Rasmus Kragh Jakobsen og Universitetsavisen