Information
Detta är det tolfte inlägget i en serie som granskar Anders Gärdeborns bok Intelligent Skapelsetro (XP Media, 2009).
Ett av de argument mot evolutionsteorin som Anders Gärdeborn och många andra skapelsetroende lägger störst vikt vid, är frågan om evolutionsprocessen kan skapa ny information. Det kan den inte, menar man. Jovisst kan den det, svarar biologerna. Man kan tycka att det här borde vara en enkel sak att avgöra, men ordet ”information” har många olika betydelser vilket gör debatten snårig. Vi skall försöka reda ut saken i det här inlägget.
De flesta människor har nog en uppfattning om vad ”information” är – något som har en betydelse, som en text, en datafil eller något som någon säger. Problemet är att det inte finns någon precis definition av information i den här vardagliga bemärkelsen, så ordet har i det här fallet bara en allmän betydelse av ”meningsfullt meddelande” eller något sådant. Jag tror det kan vara klargörande att skilja mellan tre olika meningar av ordet information:
– Den vardagliga betydelsen av ”meningsfullt meddelande”.
– Olika tekniska, klart definierade, betydelser.
– En mer filosofisk uppfattning om information som ett mycket grundläggande begrepp.
Om vi fortsätter med de tekniska betydelserna finns det väl etablerade teoribildningar (det man brukar kalla ”informationsteori”) som exempelvis Shannons och Kolmogorov-Chaitins informationsteorier. Ett problem med dessa är att de hanterar symboler som t.ex. bokstäver som just symboler och ingenting annat – om bokstäverna bildar ett meningsfullt budskap eller inte, spelar ingen roll. Den etablerade informationsteorin går därför inte att tillämpa på sådan information som tar hänsyn till meningen i budskapet.
Även som tekniskt begrepp har ”information” många betydelser, och det finns fler än de jag nämnde. Som exempel är Shannons informationsteori utvecklad för att beskriva informationsöverföring, medan Kolmogorov-Chaitins informationsteori är av intresse vid komprimering av data. De tekniska informationsbegreppen är alltså verktyg vi använder för att förstå olika aspekter av verkligheten.
Biologer talar inte så ofta om information, och det beror på att det (ännu) inte finns några väletablerade informationsbegrepp som är relevanta för biologiska system. Det finns dock intressanta ansatser; exempelvis arbetar Thomas Schneider med att beskriva DNA-sekvensers förmåga att binda molekyler med hjälp av Shannons informationsteori 1.
Vad slutligen gäller informationens mer filosofiska aspekter, finns det bland kreationister en uppfattning att information är något som är oerhört fundamentalt, jämförbart med energi och materia, ibland kallat ”den tredje storheten” 2. Den här filosofiska betydelsen av ”information” är dock rent spekulativ och knappast av vetenskapligt intresse, i alla fall så länge vi saknar konkreta beskrivningar av den.
***
Information är alltså inte något självklart, absolut begrepp. Problemet är att Anders Gärdeborn inte tydligt skiljer på olika betydelser av ”information” utan helt obekymrat diskuterar de vardagliga och filosofiska informationsbegreppen som om de vore klara och tydliga begrepp, jämförbara med de tekniska informationsbegreppen. Han skriver på sid. 28:
Allt liv består av information. Mycket av denna är kodad i cellkärnans DNA. Information kan dock inte uppstå av sig själv, utan måste ha en intelligent upphovsman
Visserligen kan man som sagt använda informationsteoretiska begrepp för att beskriva DNA-sekvenser, men att allt liv skulle ”bestå av information” är en nyhet för oss biologer. Vad för information? Hur definieras den? Hur mäts den? Varför måste den (vad det nu är för något) ha en intelligent upphovsman? Vi läser vidare på sid. 29:
Informationen i livets DNA-strängar har ett innehåll och en struktur som gör att man baxnar, och den enda vettiga slutsatsen blir därför att den har en superintelligent upphovsman
Jag håller med om att man kan baxna över mycket av det som finns i cellen, men detta betyder inte automatiskt att DNA måste ha ”en superintelligent upphovsman”. För att kunna dra den slutsatsen måste Gärdeborn: a) definiera den information han talar om, b) visa hur man mäter den, samt c) pröva tänkbara alternativhypoteser till hur denna information skulle kunna uppkomma. Emellertid strandar han redan i steg a); man letar förgäves i boken efter en definition av vad det är för information han talar om.
***
Anders Gärdeborn tycks ändå vara fullt medveten om att det finns olika typer av information, för han skriver på sid. 128:
ID-anhängare menar att information inte bildas spontant utan måste ha en intelligent upphovsman, medan kritiker menar att slump och naturligt urval är tillräckligt. På sätt och vis har båda rätt eftersom man menar olika saker med ”information”. Därför är det viktigt att definiera ordet. Informationsteoretikern Werner Gitt har gjort en del banbrytande insatser på detta område (Gitt / 1 1996). Han definierar information på fem nivåer:
- Statistik: Beskriver kvantitativt en rad av symboler.
- Syntax: Anger regler för hur symbolerna kan bilda ord och meningar.
- Semantik: Definierar betydelsen av orden.
- Pragmatik: Preciserar den avsedda handlingen hos informationsmottagaren.
- Apobetik: Fastställer syftet med informationen
Om man läser den citerade artikeln av Werner Gitt (som är kreationist) finner man att den baserar sig på 14 ”teorem” 3. Emellertid måste teorem bevisas, men artikeln innehåller inga spår av bevis för något av teoremen. Inte heller finner man användbara definitioner eller metoder att mäta information. Gitt är uppenbarligen medveten om bristerna, för artikeln avslutas med en not som lyder:
This paper has presented only a qualitative survey of the higher levels of information. A quantitative survey is among the tasks still to be performed.
Artikeln publicerades 1996, och vi väntar fortfarande på bevisen, definitionerna och mätmetoderna. Gitts artikel innehåller alltså bara lösa påståenden utan underbyggnad, och kan väl knappast kallas ”banbrytande”. Trots allt försöker Gärdeborn använda Gitts begrepp på evolutionen. På sid. 128-129 läser vi:
Då evolutionister säger att en mutation tillför information till generna har de helt rätt, men bara på den statistiska nivån. Då ID-förespråkare säger att man aldrig observerat en mutation som tillfört information till generna har man också rätt, men på de högre nivåerna. Skillnaden illustreras i bild 50 som handlar om att genom mutationer förvandla en ödla med fjäll och solitt skelett, till en fågel med fjädrar och ihåligt skelett. Den genetiska informationen i illustrationen är skriven på vanlig svenska. Vi börjar med en mutation som gör att skelettet tar första steget från att vara solitt till att bli ihåligt. Mutationen förändrar s till ih och vår ödla får ett iholitt skelett. Mutationen har förvisso tillfört ny statistisk information. Men på de högre nivåerna ser det sämre ut. Det finns inget syfte (apobetik) med ett iholitt skelett och ödlan dör.
Detta illustreras i bild 50 av en pil som pekar mot en död ödla. Nästa rad i bilden har orden ”ihåligt skelett” och likaledes en pil som pekar mot en död ödla. Emellertid har man funnit fossil som visar att det funnits theropoda dinosaurier (den grupp man anser att fåglarna härstammar ifrån) som faktiskt hade ihåliga skelett, precis som fåglarna 4. Ödlor kan alltså mycket väl ha ihåliga skelett – varifrån har Gärdeborn fått idén att de inte skulle kunna ha det? Att det inte finns någon ”apobetik” i ordet ”iholitt”? Werner Gitts informationsteori verkar inte vara särskilt användbar.
***
Vare sig Gärdeborn, Gitt eller någon annan ID-anhängare har presenterat en tydlig definition av vad det är för sorts information de så gärna talar om. De har inte heller angivit någon mätmetod för den, och man har aldrig presenterat några mätningar av denna mystiska information. Och som vi såg av exemplet ovan är begreppet praktiskt oanvändbart. Varför envisas man då med att framställa detta suddiga informationsbegrepp som ett problem för evolutionsteorin?
Kanske just för att det är så suddigt; eftersom man inte tydligt säger vad det är man menar löper man ingen risk att bli motbevisad. Därför kan Gärdeborn fortsätta att ostraffat upprepa sin tes att ”information kan inte uppstå av sig själv” – så länge informationen är odefinierad är yttrandet utan mening. Och eftersom han därmed inte sagt något, kan man inte säga att han har fel. Men, kanske ännu viktigare, informationsdebatten riktar också uppmärksamheten bort från den centrala frågan om hur nya gener uppstår, och hur dessa resulterar i nya funktioner. Det är ju detta det egentligen handlar om – hur kan evolutionen leda till att livsformerna får nya egenskaper? Vi vet en hel del om detta idag, så det går inte att säga att det skulle vara ett mysterium (mer om detta i senare inlägg). Bättre då att tala om en suddig och odefinierad ”information” – det låter ju dessutom som om man diskuterade frågan på ett abstrakt och vetenskapligt plan.
Men det gör man inte.
Kommande inlägg: Sannolikhet
Noter:
1) Schneider, T.D., (2000): Evolution of biological information. Nucleic Acids Research, 28:14, 2794
http://nar.oxfordjournals.org/content/28/14/2794.full.pdf+html
2) Gitt, W., (1997): In the Beginning was Information. Christliche Literatur-Verbreitung e. V.
http://www.clv-server.de/pdf/255255.pdf
3) Gitt, W., (1996): Information, science and biology. Technical Journal, 10:2, 181
http://www.answersingenesis.org/tj/v10/i2/information.asp
4) Sereno, P.C. et al., (2008): Evidence for Avian Intrathoracic Air Sacs in a New Predatory Dinosaur from Argentina. PLoS ONE, 3:9, e3303
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0003303
Läs- och länktips
En bra översikt över informationsbegreppet inom biologin är:
Godfrey-Smith, P., Sterelny, K., (2007): Biological Information. Stanford Encyclopedia of Philosophy.
http://plato.stanford.edu/entries/information-biological/
En bra introduktion till hur informationsteorin kan användas inom molekylärbiologin är:
Adami, C., (2004): Information Theory in Molecular Biology. Physics of Life Reviews, 1:1, 3-22
http://arxiv.org/PS_cache/q-bio/pdf/0405/0405004v1.pdf
Den omistlige John Wilkins diskuterar informationsbegreppet på sin blogg Evolving Thoughts:
http://evolvingthoughts.net/2011/03/08/descartes-before-the-horse-does-information-exist/#more-4756
Biolog(g) 
Det är jag som är författare till ”Intelligent skapelsetro” som Lars Johan Erkell kritiserar.
Det är korrekt att det inte finns någon entydig definition på den information jag talar om. Man brukar säga ”komplex specificerad” information, men det är förstås ingen kvantifierbar storhet. Men det är alltför lättvindigt att som LJE använda denna ”brist” till att vifta bort tyngden i informationsargumentet.
Antag att jag har ett 16*16-rutnät, singlar slant och målar en ruta svart vid krona och vit vid klave. Om jag får en smiley kan alla säga att jag fuskat med singlingen. Man ser ett mönster, informationen är specifik, inte slumpmässig. LJE skulle säga att eftersom ingen kan räkna ut exakt vilka kombinationer av vit/svarta rutor vi skulle uppfatta som en smiley, så går det inte att bevisa icke-slump.
Cellens proteiner har funktion, de består inte av en slumpmässig rad av aminosyror. Ingen kan räkna ut exakt hur stor andel av en slumpmässig rad aminosyror som får funktion men jag har sett beräkningar på att det är en chans på 10 upphöjt till 74 (D. Axe: ”Estimating the Prevalence of Protein Sequences”, 2004). Evolutionsbiologer kommer aldrig undan dessa orimligheter med en lättvindig hänvisning till att det inte är en exakt vetenskap.
Anders,
begreppet ”specificerad komplexitet” är egentligen inte ointressant; det syftar på den kombination av komplexitet och funktionalitet som kännetecknar levande varelser (och en del mänskliga produkter). Problemet är bara att det är så luftigt och obestämt att det inte går att använda i praktiken. Du är dock medveten om det här, till skillnad från många andra ID-förespråkare. Härom veckan var det en intensiv debatt om detta på ID-bloggen Uncommon Descent: On The Calculation Of CSI. Frågan gällde hur man skulle beräkna ”komplex specificerad information”, som väl är den sorts information du är ute efter. Förvirringen var total. Efter hundratals inlägg hade man inte kommit ur fläcken.
Men så länge man saknar en definition och en mätmetod för informationen kan man inte påstå att informationsargumentet är ”tungt”. Du påstår i din bok att information inte kan skapas av ”naturliga” processer, men hur kan du veta det om du inte vet vad för information det handlar om? Det kan du inte, helt enkelt.
Vad gäller smileyn skulle jag naturligtvis säga att sannolikheten för slump är försumbar, men vad har exemplet med saken att göra? Problemet med den här informationsdiskussionen är att ID-förespråkare hela tiden drar fram den här typen av förenklade och artificiella exempel som saknar koppling till de biologiska system diskussionen gäller.
Jag köper inte Douglas Axes resonemang om (o)sannolikheten av fungerande proteinsekvenser. Här, liksom i andra artiklar han skrivit, drar han slutsatser han inte har underlag för. Han har också fått hård kritik för sin artikel. Se här.
Lars Johan,
Ingen kan heller definiera eller beräkna informationsinnehållet i en hällristning. Ändå kan man dra slutsatsen om ett intelligent ursprung. Vad är skillnaden mot ett biologiskt system?
Skillnaden är att vi vet att det under lång tid funnits människor på den plats där hällristningarna finns, vi vet att människor kan rista i sten, vi vet att människor gör kultbilder av olika slag, vi känner igen en mänsklig föreställningsvärld i bilderna, och vi kan jämföra med kultbilder från andra kulturer. Däremot känner vi inte till några naturliga processer som skulle kunna åstadkomma den här typen av bilder.
Vad gäller ett biologiskt system har vi ingen sådan sidoinformation om en tänkbar designer. Däremot har vi en väl beprövad teori om hur biologiska system evolveras genom naturliga processer. Vi kan därför inte dra slutsatsen om ett ”intelligent ursprung”.
Frågeställningen är i stort identisk med den under rubriken ”Icke-reducerbar komplexitet (2)” så det får bli copy-paste på mitt senaste inlägg här:
Jodå, analogin håller. Om man kräver att man hittat liknande konstruktioner förut som man på andra grunder vet är intelligent designade, hur kan då NASA i SETI-projektet vetenskapligt sluta sig till utomjordisk intelligens om man hittar vissa mönster i den kosmiska strålningen?
Och det händer att man hittar konstruktioner man inte har en aning om vad de använts till. Inte heller har man hittat dem någon annanstans. Ändå kan man dra slutsatsen om intelligent design.
Och att det finns ”en väl beprövad teori om hur biologiska system evolveras genom naturliga processer” är en myt, åtminstone om vi talar om första livet, dvs innan det naturliga urvalet kan ha varit verksamt. Det finns ett antal gissningar på hur det SKULLE HA KUNNAT gå till, med betydligt lägre krav på trovärdighet än inom andra vetenskapliga discipliner. Orsaken till att detta tillåts inom biologin är att man börjar med slutsatsen – att det måste finnas en naturlig process som ligger bakom
Mitt svar ligger under ”Icke-reducerbar komplexitet (2)”
Ursäkta mig LJE och Emil, men jag kan bara inte komma över det här. Menar ni att biologiska system inte innehåller information?
Eftersom information, så som den uppfattas av kreationister, är skild från materien kan naturligtvis inte ateister mena att information (definierad av kreationister) egentligen finns.
För om information finns och är skild från materien kan ju också Gud (som är skild från materien) finnas. Därför m å s t e information vara något luddigt och odefinierat precis som man menar att Gud är.
Man kommer aldrig att kunna definiera information materialistiskt om den är skild från materien.
Ändå tror jag att alla egentligen vet vad som menas med information, avsändare, via materia, till mottagare osv, varvid det hela utvecklar sig till en hopplös och fruktlös filosofisk diskussion där själva informationsinnehållet menar sig inte innehålla någon information… Att säga att biologiska system inte innehåller information tycker jag är att blunda hårt och vägra se det som ligger precis framför ögonen.
Samuel,
Ingen fara, du är ursäktad!:-) Information är, som jag ser det, vad man gör det till. De tekniska informationsbegrepp jag skrev om är sätt att beskriva olika saker. Så den information ett biologiskt system innehåller är den information man vill att det skall innehålla; det styrs helt av det informationsbegrepp man tillämpar. Frågan är då om informationen bara är en beskrivning, eller om den är något som går utanför det? Det där är en s.k. filosofisk fråga, tror jag, och jag har inget svar på den. I vilket fall beskriver informationsbegreppen egenskaper hos fysiska föremål, och vad jag vet finns det ingen information som svävar kring fritt i rymden. Jag tror man kan tänka sig information som något man tillskriver föremål, ungefär som man tillskriver något en färg. Beskrivningen kan formuleras som ett allmänbegrepp (som t.ex. blått), men begreppet får bara mening om det förknippas med ett föremål. Det är alltså en abstraktion vi gör i våra (materiella) huvuden.
Men om vi antar att det finns en sorts ”information” som inte är förknippad med materia tycker jag vi skall hitta på ett annat namn på den – det är i så fall något helt annat än den information vi känner. Och hur i hela världen skall vi kunna veta att den finns?
Första fasen i en dödsprocess sägs ofta vara förnekelse. Molekylärbiologisk information kommer att bli evolutionslärans död, och naturligtvis måste evolutionsbiologer förneka att den finns.
Ingen förnekar att ett språk innehåller information. Det går att dra många paralleller med cellen. Nukleotiderna är bokstäverna, kodonen är orden, generna är kapitlen, kromosomerna är böckerna och genomet är biblioteket. På samma sätt som ett språk kan processas på olika sätt så gör cellernas språk det. Språket översätts i transkriptionen, redigeras i splicingen, överförs via porer i kärnmembranet, tolkas i translationen och ”materialiseras” vid proteinveckningen. Transkriptionen och translationen använder samma översättningstabell mellan kodon och aminosyror. Det finns alltså en överenskommelse om betydelse vilket är utmärkande för språk.
Evolutionister kan inte förklara uppkomsten av vare sig språket eller dess informationsinnehåll, och därför förnekar man dess existens. Som kristen kan man veta varifrån språket kom. Johannesevangeliet inleds med: ”I begynnelsen var Ordet, och Ordet var hos Gud, och Ordet var Gud.”
Det är omöjligt att föra en vetenskaplig diskussion så länge du inte kan definiera den ”molekylärbiologiska information” du talar om. Emellertid vill du jämföra denna mystiska information med den information som finns i språket, så låt oss då se var vi hamnar om vi använder etablerad informationsteori. En sida med en meningsfull text innehåller mindre Shannoninformation (eller egentligen mer entropi) än samma sida fylld med bokstaven ”q”, och mindre Kolmogorovinformation än samma sida fylld med slumpartade bokstäver. Som jag skrev i mitt inlägg finns det inga etablerade informationsteoretiska begrepp som fångar meningen i en text.
Du kan inte bara låtsas att problemet inte existerar. Att tala om ”molekylärbiologisk information” utan att definiera den är lika meningsfullt som att tala om ”kjrbgsqbrf”. Jag vet att informationsargumentet anses vara mycket tungt inom kreationistkretsar, men från vetenskapligt håll är det omöjligt att se att här överhuvudtaget finns ett argument.
Jag håller med om att ”information” ännu inte är vetenskapligt definierat, åtminstone inte vad avser den ”mening” som förmedlas.
Däremot håller jag inte med om att detta bemyndigar oss att förneka dess existens. Människan visste att det fanns ljus innan vi kunde mäta dess intensitet eller definiera det som vågor eller partiklar.
Så en rak fråga: Förnekar du existensen av information med ”mening” i cellen, eller menar du bara att vi inte kan/får prata om den?
Anders, din fråga förutsätter att det faktiskt finns information med ”mening” i cellen. Visst kan det finnas det, men det är ingenting du kan förutsätta. Och visst kan vi prata om saken – vi kan diskutera hur man skulle kunna definiera och mäta ”informationen”, och om den faktiskt går att observera. Som jag skrev i en tidigare kommentar är frågan inte ointressant, så det vore spännande om man kunde finna nya informationsbegrepp som går att använda här.
Problemet är att information med ”mening” i cellen är en (mycket lös) hypotes, men du hanterar den som om den vore ett faktum.
Varför ska då ID uteslutas från den akademiska agendan? Du utesluter uppenbarligen inte att det KAN finnas information med mening i cellen, och att då inte ha med denna möjlighet på agendan skulle ju kunna innebära att vetenskapen missar en väsentlig del av verligheten pga av sin fördefinierade hållning.
Om ditt svar är att ID-hypotesen är alltför ”lös” blir min motfråga hur man får en hypotes att ta form. Det brukar i alla fall vara att ta med den på den akademiska agendan.
Låt mig börja med att kommentera din fråga om hur man brukar formulera hypoteser. Hypotesen skall baseras på kända fakta, den skall följa kända naturlagar (liksom logikens lagar) och den skall vara prövbar – annars har man ingen större glädje av den. Den kan alltså inte innehålla den okända faktorn X eftersom man då inte kan testa den. Problemet med ID-hypoteser är just att de innehåller den okända faktorn X; vi vet ingenting om Skaparens intentioner eller om Han kanske skojar till det med naturlagarna. Vad jag vet ha man hittills aldrig lyckats formulera och belägga en ID-hypotes. Ett problem är att man vill spåra intelligent design genom att den skulle vara funktionell, men det postulerar evolutionsteorin också, så den tanken är man inte hjälpt av.
Det vetenskapliga sättet att arbeta kan i och för sig göra att ”vetenskapen missar en väsentlig del av verkligheten”, men det är smällar man får ta. Modern naturvetenskap definieras av sin metod, och den fokuserar på pålitlig kunskap – inte på Sanningen, den tror vi oss aldrig komma fram till. Som jag skrivit om i de första inläggen i serien, kan det finnas andliga aspekter av tillvaron som vetenskapen är blind för.
Så till frågan om ”information med mening”. Levande varelser karaktäriseras av att de är både komplexa och funktionella, men vi saknar teoretiska begrepp för att beskriva dessa egenskaper. Det vore spännande om man kunde formulera sådana, kanske i form av någon slags informationsbegrepp. Men där är vi inte, och jag tror vi är långt därifrån. Det betyder att begreppet ”information med mening” än så länge är meningslöst.