Le dernier livre de Paul Davies, Le démon dans la machine , s'attaque à l'une des grandes énigmes scientifiques les plus marquantes :qu'est-ce que la vie, comment et pourquoi émerge-t-elle et qu'est-ce qui distingue le vivant du non-vivant ? Le livre, qui a été publié en octobre dernier aux États-Unis a maintenant été nommé le meilleur livre de physique de 2019 par Monde de la physique , une publication de l'Institut britannique de physique.

"C'est un défi, mais finalement extrêmement captivant, lecture fructueuse et agréable, " dit le Commissariat de Tushna, l'éditeur d'avis et de carrières à Monde de la physique . "Vous pourriez penser qu'un sujet comme l'émergence de la vie serait assez accablant. Mais l'objectif du professeur Davies est de présenter une explication de base de la façon dont la matière (vivre et autrement), l'information et l'entropie interagissent. Pour un sujet comme celui-ci, il est le guide ultime."

« En tant que physicien, J'étais nerveux à l'idée d'aborder la biologie, en particulier une question aussi fondamentale que la nature de la matière vivante, " dit Davies, un professeur de physique de l'ASU. "Mais à mon grand soulagement, le livre a reçu des critiques sensationnelles. J'ai basé ma discussion sur les recherches effectuées au Beyond Center ici à l'ASU, tant de mérite revient à mes brillants collègues."

La matière plus l'information égale la vie

Dans Le démon dans la machine :comment les toiles d'informations cachées résolvent le mystère de la vie, Davies relève le défi là où le grand physicien quantique Erwin Schrödinger l'avait laissé il y a 75 ans. Le livre de Schrödinger en 1944 Qu'est ce que la vie? inspiré deux générations de scientifiques, Davies inclus. Malgré des décennies de progrès en biologie, il n'y a toujours pas d'accord sur ce qui fait tourner la vie ou sur son origine. A un physicien, la vie semble être une matière magique. Mais maintenant, explique Davies, nous pouvons enfin entrevoir où se trouve la réponse, et il sort tout droit du champ gauche, du domaine de la théorie de l'information.

« Qu'est-ce qui donne à la vie son punch si particulier ? » demande Davies. « Comment un tas d'atomes stupides peut-il se combiner pour former quelque chose d'aussi délicieusement intelligent ? » C'est là que l'information entre en jeu.

À Davies, les êtres vivants sont des réseaux complexes de chimie informée, l'information organisée étant la clé pour expliquer les propriétés distinctives de la vie. Notre matériel génétique, ADN et ARN, n'est qu'un exemple bien connu de cette information, étant le manuel d'instructions pour la vie. Mais l'information codée déferle à travers les êtres vivants à tous les niveaux, des gènes aux cellules, aux cerveaux et aux écosystèmes, s'étendant même à l'échelle planétaire.

"La biosphère est le World Wide Web originel, " ironise Davies. En recueillant, En traitement, crypter et transmettre des informations, les organismes peuvent effectuer des opérations logiques sophistiquées semblables aux systèmes électroniques et informatiques.

Le défi pour les scientifiques est de comprendre comment « l'information, ' un concept abstrait issu du domaine du discours humain, peut affecter les objets matériels. Cependant, comme l'explique Davies, un lien profond entre l'information et la physique a été découvert au milieu du XIXe siècle avec une expérience de pensée de James Clerk Maxwell. Maxwell envisageait un être minuscule – un démon – qui pourrait utiliser des informations sur les molécules pour effectuer un travail mécanique; C'est, d'utiliser l'information comme carburant.

Aujourd'hui, les vrais démons de Maxwell sont fabriqués par des nanotechnologues, prouver que l'information peut bien servir de carburant, c'est une grandeur physique. Mais les organismes vivants regorgent de machines moléculaires qui sont, en effet, Démons de Maxwell, ouvrant ainsi la voie à une explication des capacités remarquables de la vie.

"L'information imprègne la biologie, ", dit Davies. "Mais pour expliquer pleinement la vie, Avons-nous besoin d'une nouvelle loi, celui qui associe information et matière à tous les niveaux de complexité ? Schrödinger y était préparé, et après de nombreuses années de recherche, j'en suis venu à être d'accord. La biologie exige un tout nouveau type de loi physique, construit sur la théorie de l'information.