Az összeállítási elmélet (assembly theory) lényege, hogy az idő az univerzum alapvető jellemzője, és nélkülözhetetlen az összetett objektumok létezéséhez és fejlődéséhez/kialakulásához, különösen az élő szervezetekben. A hagyományos fizika az időt egyfajta rögzített háttérként vagy előbukkanó tulajdonságként kezeli, ezzel szemben viszont az összeállítási elmélet szerint az idő mérhető belső tulajdonság, amely az evolúciós folyamatok során keletkezett objektumokhoz kapcsolódik. Ezt az elméletet Sara Walkeris asztrobiológus és elméleti fizikus (Arizonai Állami Egyetem), valamint Lee Croninis Regius a skóciai Glasgow-i Egyetem kémiai tanszékének kutatója és a Chemify vezérigazgatója ismertette egy hosszabb cikkben, amit alább röviden összefoglalunk. A cikk tartalmát az érthetőség kedvéért egyéb forrásokkal is kiegészítettük, de ezeket mindenhol jelezzük.

A termodinamika második főtétele szerint a természetben lejátszódó folyamatok többsége egy irányban zajlik le, fordított irányban maguktól nem mennek végbe (külső hatás egyes esetekben megfordíthatja a folyamatot). A főtételt a 19. században, az akkori korai motorokkal kapcsolatos megfigyelések kapcsán fogalmazták meg. Akkor jöttek rá arra is, hogy az idő áramlása hogyan kapcsolódik a növekvő entrópiához, valamint a hasznos munka végzésének csökkenő képességéhez. Az élet megjelenése és fejlődése, tehát az evolúció több milliárd éve tovább erősíti azt az elképzelést, hogy az idő alapvető jellemző, mivel az evolúcióhoz az idő irányított áramlása szükséges.

Einstein, és az ő nyomán a fizikusok nagy része azonban az időt nem tartja az univerzum alapvető jellemzőjének, hanem csak illúziónak, a megfigyelő számára megjelenő tulajdonságnak. Maga Einstein így írt erről:

"A múlt, a jelen és a jövő csak illúziók, még ha makacsok is."

Einstein ezen megállapítása közvetlenül a speciális relativitáselméletéből fakad, amely tagadja a jelen pillanatnak minden abszolút, egyetemes jelentőségét. Einstein elmélete szerint ugyanis az egyidejűség relatív: két olyan esemény, amely ugyanabban a pillanatban következik be, ha egy referenciakeretből figyeljük meg őket, különböző pillanatokban következhetnek be, ha egy másik referenciakeretből figyeljük meg ezeket.

Például arra a kérdésre, hogy „Mi történik most a Marson?” nincs határozott válasz. Mivel a Föld és a Mars nagy távolságra vannak egymástól – akár 20 fénypercnyire is –, ám az információ nem terjedhet gyorsabban a fénynél, így egy földi megfigyelő nem tudja ugyanabban a pillanatban megismerni a Marson fennálló helyzetet, amint az a Marson bekövetkezik. Mindez ráadásul függ a megfigyelő adott sebességétől is.

Az összeállításelmélet (az elmélet szó ebben az esetben a fordítás eredménye, magyarul ezt inkább teóriaként, felvetésként kell értelmeznünk a tudományos elfogadottság szempontjából) ezzel szemben azt mondja ki, hogy az összeállítás (tehát egy adott molekula kialakulása) a molekulák belső tulajdonságaként mérhető, amely megfelel azok időbeni méretének – vagyis az idő fizikai tulajdonság. Végső soron az idő a világgal kapcsolatos tapasztalataink velejárója, és szükséges az evolúció megtörténéséhez.

Az összeállításelmélet ennek megfelelően bevezet egy új megközelítési módot az idő mérésére – ehhez az összetett molekulák és tárgyak összeállításához szükséges memória mérésére van szükség. Magyarán az időt az adott molekula vagy molekulakombináció létrejöttéhez szükséges minimális memóriaként kell megmérni az elmélet szerint. Mindennek előnye, hogy ez a fajta időszemlélet keretet ad az élet komplexitásának és megjelenésének a megértéséhez, és potenciális megoldásokat kínál azokra a kihívásokra, amelyekkel akkor szembesülünk, amikor a hagyományos fizika a biológiai rendszerekkel kapcsolatban közelíti meg az időt.

A másik fontos fogalom az összeállításelmélet kapcsán a kombinatorikus tér. A kombinatorikus tér a követképp érthető meg: ahogy a Lego darabok halmaza számos módon kombinálható különféle struktúrák létrehozásához, az összes lehetséges molekula kombinatorikus tere is hatalmas. Az összetett objektumok, beleértve a fehérjéket és az élő szervezetek bonyolult szerkezeteit különböző szelekciós folyamatok révén jelennek meg ezekben a kombinatorikus terekben.

A kiválasztási folyamat során konkrét objektumokat vagy objektumkészleteket kell kiválasztani a lehetséges kombinációk nagy számából. Az összeállításelmélet ezért bevezeti a „helyi memória” fogalmát is, amely egyrészt az objektum belső jellemzője, másrészt a kialakulását irányító események okozati láncolatának a reprezentációja.

Egy objektum összetettsége (komplexitása) és másolatszáma is fontos tényezők az összeállításelméletben. Az összeállításelmélet szerint ugyanis a hozzánk hasonló objektumok nem keletkezhetnek elszigetelten – bizonyos összetett objektumok csak másokkal együtt fordulhatnak elő. Ennek intuitív értelme van: az univerzum soha nem tudott csak egyetlen embert létrehozni. Ahhoz, hogy az ember kialakuljon, egy egész csomót kellett alkotnia belőlünk.

Az említett komplexitást pedig az objektum összeállítási indexe méri, amely tükrözi a benne lévő alkatrészek vagy összetevők számát. A nagy bonyolultságú és másolatszámú objektumok eszerint evolúció vagy szelekció útján alakultak ki. Laboratóriumi elemzési technikák segítségével pedig mérhető egy objektum összeállítási indexe. Mindennek előnye, hogy az összeállításelmélet segítségével megkülönböztethetőek egymástól az evolúció és szelekció során keletkezett objektumok a véletlenszerűen kialakult tárgyaktól. Bár mindkét típus elég komplex lehet adott esetben, az evolúció során létrejött objektumok magas másolatszáma és memóriaigénye megkülönbözteti a kettőt. Mindennek a segítségével pedig létrehozható egy univerzális “életérzékelési” rendszer, vagyis egy molekula összeállítási jellemzőinek a mérésével magállapítható, hogy azt az élet kialakulásához vezető folyamatok (evolúció) hozták-e létre vagy a puszta véletlen.

Látható talán az is, hogy minderre azért volt szükség, mert mint fentebb írtuk, a hagyományos fizika idővel kapcsolatos megközelítése nem magyarázza elég jól az élet megjelenését, illetve magát az életet, vagyis az összeállításelmélet tekinthető az idő biológiai szempontú megközelítésének. Ebben a keretben pedig az idő fizikai jellemzőkkel rendelkező, így pedig objektívan mérhető alpvető jellemzője az univerzumnak.

(Kép: Pixabay/PIRO4D)