Leven valt buiten bereik van de natuurkunde

We weten nog niet hoe het leven ooit is ontstaan. Waarom weten we dat niet? Hebben we niet genoeg ons best gedaan? Missen we cruciale kennis? Of zoeken we het antwoord in de verkeerde richting? Dat laatste, betoogt de Amerikaanse theoretisch bioloog en complexe systemen onderzoeker Stuart Kauffman in zijn nieuwste boek A world beyond physics. The emergence and evolution of life.

Volgens Kauffman houden we teveel vast aan het zoeken naar een puur natuurkundige verklaring voor het ontstaan van leven en van de huidige, complexe biosfeer. De oorsprong van leven vinden we niet door vanuit de elementaire deeltjes door te redeneren, via atomen en moleculen, naar nog grotere structuren zoals levende cellen die weer evolueren naar complexe levensvormen. Leven bouwt zichzelf en dat maakt alles anders. Kauffman stelt dat leven daarom beschikt over een extra ‘laag’ van complexiteit die inherent onvoorspelbaar is en die simpelweg buiten het bereik van de natuurkunde valt – het beyond physics uit de titel.

Onvoorspelbaarheid

De kern van Kaufmans theorie zijn de zogeheten autokatalytische sets: netwerken van chemische reacties waarin iedere reactiestap zorgt voor het aandrijven van weer een andere reactiestap waardoor een cyclus van reacties ontstaat die energie verbruiken en ‘arbeid’ kunnen verrichten. Dit geheel houdt zich overigens keurig aan de basale natuurkundige principes. Waar volgens Kauffman de crux zit is in de onvoorspelbaarheid van de exacte structuur, werking en timing van het netwerk. Aan de hand van computermodellen uit zijn eigen onderzoek laat hij zien wat er nodig is om te zorgen dat in een abstract mengsel van verschillende eenheden (dat kunnen moleculen zijn, of cellen of andere eenheden) op een gegeven moment spontaan zo’n autokatalytisch netwerk ontstaat.

Maar hoe dit netwerk eruitziet en hoe het zich verder gaat ontwikkelen is niet te voorspellen door puur naar de individuele componenten te kijken. Dit is in het kort de kern van Kauffmans betoog: als we ons blijven concentreren op de losse onderdelen zullen we nooit het geheel, ofwel leven, begrijpen. Dat hij dit vindt is overigens geen nieuws. Gedurende zijn lange academische loopbaan aan de universiteiten van Chicago en Pennsylvania (VS) en Calgary (Canada) – hij is inmiddels 80 jaar – verzet Kauffman zich tegen de dominantie van het natuurkundige denken. En dat heeft zijn sporen nagelaten, want er spreekt behoorlijk wat verbetenheid en frustratie uit de toon van het boek.

Verbeten

Al lezend bekroop mij het gevoel dat het geduld van de schrijver op is en dat zijn uitgever geen zin had om in te grijpen. Het niveau van de hoofdstukken wisselt bijvoorbeeld sterk. Sommige delen zijn prettig om te lezen waardoor de behoorlijk pittige stof goed te volgen is, terwijl andere hoofdstukken heel ontoegankelijk zijn of juist volkomen infantiel, zoals het vreemde intermezzo waarin de allereerste cellen personages worden met namen als Patrick en Rupert.

Kauffman valt soms tot vervelens toe in herhaling, terwijl hij over andere onderwerpen zo weinig toelicht dat je het niet meer kunt volgen. Hij verwijst in die gevallen vaak naar zijn eerdere publicaties en doet dat op een toon waardoor je denkt je een standje krijgt. Alsof je je huiswerk niet hebt gedaan. Ook het veelvuldig gebruik van uitroeptekens is onsympathiek. De schrijver lijkt de hele tijd ‘Zie je wel! Ik had al die tijd al gelijk!’ tegen je te roepen. Kauffman heeft duidelijk wat recht te zetten, maar dat gevecht zou hij niet met zijn – welwillende – lezer moeten voeren.