O que é a vida? -What Is Life?

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O que é a vida? O
aspecto físico da célula viva
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Páginas de título da edição de 1948
Autor Erwin Schrödinger
País Reino Unido (UK)
Língua inglês
Gênero Ciência popular
Editor Cambridge University Press
Data de publicação
 1944
Tipo de mídia Imprimir
Páginas 194 pp.
ISBN 0-521-42708-8
OCLC 24503223
574 / .01 20
Classe LC QH331 .S357 1982

O que é a vida? O aspecto físico da célula viva é um livro de ciências de 1944 escrito para o leitor leigo pelo físico Erwin Schrödinger . O livro foi baseado em um curso de palestras públicas ministrado por Schrödinger em fevereiro de 1943, sob os auspícios do Instituto de Estudos Avançados de Dublin, onde ele foi Diretor de Física Teórica, no Trinity College, Dublin . As palestras atraíram uma audiência de cerca de 400, que foram avisados ​​"que o assunto era difícil e que as palestras não podiam ser chamadas de populares, embora a arma mais temida do físico, a dedução matemática, dificilmente fosse utilizada". A palestra de Schrödinger focalizou uma questão importante: "como os eventos no espaço e no tempo que ocorrem dentro da fronteira espacial de um organismo vivo podem ser explicados pela física e pela química?"

No livro, Schrödinger introduziu a ideia de um "cristal aperiódico" que continha informações genéticas em sua configuração de ligações químicas covalentes . Na década de 1950, essa ideia estimulou o entusiasmo pela descoberta da molécula genética. Embora a existência de alguma forma de informação hereditária tenha sido hipotetizada desde 1869, seu papel na reprodução e sua forma helicoidal ainda eram desconhecidos na época da palestra de Schrödinger. Em retrospecto, o cristal aperiódico de Schrödinger pode ser visto como uma previsão teórica bem fundamentada do que os biólogos deveriam estar procurando durante sua busca por material genético . Tanto James D. Watson e Francis Crick , que propuseram conjuntamente a dupla hélice estrutura do DNA com base em, entre outros conhecimentos teóricos, difração de raios X experimentos por Rosalind Franklin , creditados livro de Schrödinger com a apresentação de uma descrição teórica início de como o armazenamento de a informação genética funcionaria, e cada um reconheceu independentemente o livro como uma fonte de inspiração para suas pesquisas iniciais.

Fundo

O livro é baseado em palestras ministradas sob os auspícios do Dublin Institute for Advanced Studies , no Trinity College, Dublin , em fevereiro de 1943 e publicado em 1944. Naquela época, embora o DNA fosse conhecido por ser um constituinte dos núcleos celulares, o conceito de uma "molécula de hereditariedade" era estritamente teórico, com vários candidatos. Um dos ramos mais bem-sucedidos da física nessa época era a física estatística e a mecânica quântica , uma teoria que também é muito estatística em sua natureza. O próprio Schrödinger é um dos fundadores da mecânica quântica.

O pensamento de Max Delbrück sobre a base física da vida foi uma influência importante em Schrödinger. No entanto, muito antes da publicação de What is Life? , geneticista e ganhador do prêmio Nobel de 1946, HJ Muller , em seu artigo de 1922 "Variação devido à mudança no gene individual" já expôs todas as propriedades básicas da "molécula de hereditariedade" (então ainda não conhecida como DNA) que Schrödinger era para derivar em 1944 "dos primeiros princípios" em What is Life? (incluindo a "aperiodicidade" da molécula), propriedades que Muller especificou e refinou adicionalmente em seu artigo de 1929 "O gene como base da vida" e durante os anos 1930. Além disso, o próprio HJ Muller escreveu em uma carta de 1960 a um jornalista sobre O que é vida? que tudo o que o livro acertou sobre a "molécula hereditária" já havia sido publicado antes de 1944 e que Schrödinger eram apenas especulações erradas; Muller também citou dois geneticistas famosos (incluindo Delbrück) que conheciam todas as publicações pré-1944 relevantes e estiveram em contato com Schrödinger antes de 1944. Mas o DNA como a molécula da hereditariedade tornou-se mais importante somente após os experimentos de transformação bacteriana de Oswald Avery publicados em 1944 ; antes desses experimentos, as proteínas eram consideradas as candidatas mais prováveis. O DNA foi confirmado como a molécula em questão pelo experimento Hershey-Chase realizado em 1952.

Contente

No capítulo I, Schrödinger explica que a maioria das leis físicas em grande escala são devidas ao caos em pequena escala. Ele chama esse princípio de "ordem a partir da desordem". Como exemplo, ele cita a difusão , que pode ser modelada como um processo altamente ordenado, mas que é causada pelo movimento aleatório de átomos ou moléculas. Se o número de átomos for reduzido, o comportamento de um sistema torna-se cada vez mais aleatório. Ele afirma que a vida depende muito da ordem e que um físico ingênuo pode supor que o código mestre de um organismo vivo deve consistir em um grande número de átomos.

Nos capítulos II e III, ele resume o que se sabia até então sobre o mecanismo hereditário. Mais importante ainda, ele elabora o importante papel que as mutações desempenham na evolução . Ele conclui que o portador da informação hereditária deve ser pequeno em tamanho e permanente no tempo, contrariando a expectativa do físico ingênuo. Essa contradição não pode ser resolvida pela física clássica .

No capítulo IV, Schrödinger apresenta moléculas , que são de fato estáveis, mesmo que consistam em apenas alguns átomos, como a solução. Mesmo que as moléculas fossem conhecidas antes, sua estabilidade não poderia ser explicada pela física clássica, mas se deve à natureza discreta da mecânica quântica. Além disso, as mutações estão diretamente ligadas aos saltos quânticos .

Ele continua a explicar, no capítulo V, que os verdadeiros sólidos , que também são permanentes, são cristais . A estabilidade das moléculas e dos cristais se deve aos mesmos princípios e uma molécula pode ser chamada de "o germe de um sólido". Por outro lado, um sólido amorfo , sem estrutura cristalina, deve ser considerado um líquido de altíssima viscosidade . Schrödinger acredita que o material da hereditariedade seja uma molécula que, ao contrário de um cristal, não se repete. Ele chama isso de cristal aperiódico. Sua natureza aperiódica permite codificar um número quase infinito de possibilidades com um pequeno número de átomos. Ele finalmente compara essa imagem com os fatos conhecidos e descobre que está de acordo com eles.

No capítulo VI, Schrödinger afirma:

... a matéria viva, embora não elimine as "leis da física" estabelecidas até o momento, provavelmente envolverá "outras leis da física" até então desconhecidas, as quais, no entanto, uma vez reveladas, formarão uma parte igualmente integrante da ciência como a primeira.

Ele sabe que essa afirmação está aberta a equívocos e tenta esclarecê-la. O principal princípio envolvido com "ordem de desordem" é a segunda lei da termodinâmica , segundo a qual a entropia só aumenta em um sistema fechado (como o universo). Schrödinger explica que a matéria viva evita a decadência para o equilíbrio termodinâmico mantendo homeostaticamente a entropia negativa em um sistema aberto.

No capítulo VII, ele afirma que "ordem a partir da ordem" não é absolutamente novo para a física; na verdade, é ainda mais simples e plausível. Mas a natureza segue "ordem de desordem", com algumas exceções como o movimento dos corpos celestes e o comportamento de dispositivos mecânicos, como relógios. Mas mesmo esses são influenciados por forças térmicas e de atrito. O grau em que um sistema funciona mecanicamente ou estatisticamente depende da temperatura. Se aquecido, um relógio deixa de funcionar, porque derrete. Por outro lado, se a temperatura se aproxima do zero absoluto , qualquer sistema se comporta cada vez mais mecanicamente. Alguns sistemas se aproximam desse comportamento mecânico de forma bastante rápida, com a temperatura ambiente já sendo praticamente equivalente ao zero absoluto.

Schrödinger conclui este capítulo e o livro com especulações filosóficas sobre o determinismo , o livre arbítrio e o mistério da consciência humana . Ele tenta "ver se não podemos tirar a conclusão não contraditória correta das duas premissas a seguir: (1) Meu corpo funciona como um mecanismo puro de acordo com as Leis da Natureza; e (2) Eu sei, por experiência direta incontestável, que estou dirigindo seus movimentos, dos quais prevejo os efeitos, que podem ser fatídicos e importantíssimos, caso em que sinto e assumo total responsabilidade por eles. A única inferência possível a partir desses dois fatos é, eu acho, que eu - Eu, no sentido mais amplo da palavra, isto é, toda mente consciente que já disse ou sentiu 'eu' - sou a pessoa, se houver, que controla o 'movimento dos átomos' de acordo com as Leis da Natureza " Schrödinger então afirma que esse insight não é novo e que os Upanishads consideraram esse insight de "ATHMAN = BRAHMAN" como "a quintessência dos insights mais profundos sobre os acontecimentos do mundo". Schrödinger rejeita a ideia de que a fonte de consciência deva perecer com o corpo porque considera a ideia "desagradável". Ele também rejeita a ideia de que existem múltiplas almas imortais que podem existir sem o corpo, porque ele acredita que a consciência é, no entanto, altamente dependente do corpo. Schrödinger escreve que, para reconciliar as duas premissas,

A única alternativa possível é simplesmente manter a experiência imediata de que a consciência é um singular do qual o plural é desconhecido; que há apenas uma coisa e que o que parece ser uma pluralidade é apenas uma série de diferentes aspectos dessa única coisa ...

Quaisquer intuições de que a consciência é plural, diz ele, são ilusões. Schrödinger é simpático ao conceito hindu de Brahman , pelo qual a consciência de cada indivíduo é apenas uma manifestação de uma consciência unitária que permeia o universo - que corresponde ao conceito hindu de Deus. Schrödinger conclui que "... 'Eu' sou a pessoa, se houver, que controla o 'movimento dos átomos' de acordo com as Leis da Natureza." No entanto, ele também qualifica a conclusão como "necessariamente subjetiva" em suas "implicações filosóficas". No parágrafo final, ele aponta que o que se entende por "eu" não é a coleção de eventos experimentados, mas "a saber, a tela sobre a qual eles são coletados". Se um hipnotizador conseguir apagar todas as reminiscências anteriores, escreve ele, não haveria perda de existência pessoal - "Nem nunca haverá."

O "paradoxo" de Schrödinger

Em um mundo governado pela segunda lei da termodinâmica , espera-se que todos os sistemas isolados se aproximem de um estado de desordem máxima. Visto que a vida se aproxima e mantém um estado altamente ordenado, alguns argumentam que isso parece violar a segunda lei mencionada, o que implica que existe um paradoxo. No entanto, como a biosfera não é um sistema isolado, não há paradoxo. O aumento da ordem dentro de um organismo é mais do que pago por um aumento da desordem fora desse organismo pela perda de calor para o meio ambiente. Por esse mecanismo, a segunda lei é obedecida e a vida mantém um estado altamente ordenado, que é sustentado por causar um aumento líquido na desordem no Universo. Para aumentar a complexidade na Terra - como a vida aumenta - é necessária energia gratuita e, neste caso, fornecida pelo Sol.

Edições

Veja também

Referências

links externos