Genombrott för Intelligent design? (del 1)
Var är resultaten?
Att artiklar som öppet argumenterar för Intelligent design (ID) publiceras i den etablerade vetenskapliga pressen är inte något man väntar sig. Därför är det värt att notera att Ola Hössjer, professor i matematisk statistik vid Stockholms universitet, och Steinar Thorvaldsen, professor i informatik vid Norges Arktiska universitet i Tromsø, i somras publicerade ett arbete med titeln Using statistical methods to model the fine-tuning of molecular machines and systems i Journal of Theoretical Biology. Den kristna tidningen Världen Idag hade den 8:e juli ett reportage om publiceringen under rubriken Genombrott: Forskning pekar på intelligent design. Den skapelsetroende föreningen Genesis skriver att Norsk-Svensk forskning pekar på intelligent design i våra celler. Är nu detta ett vetenskapligt genombrott för ID?
Kanske inte det genombrott man hoppats på. När artikeln trycktes i septembernumret fanns det på webbsidan en ”disclaimer”, ett avståndstagande från tidskriftens chefredaktörer. Man tar där helt avstånd från begreppet intelligent design och hävdar att man vilseletts av att författarna inte inkluderat nyckelordet ”intelligent design” under granskningen, utan lagt till det senare.
Det finns mycket att säga om den här affären, så mycket att jag ägnar sju inlägg åt saken.
Begreppet fine-tuning, eller ”finavstämning”, är ett av de vanligare argumenten för ID. Man hävdar att de naturkonstanter som bestämmer materiens och universums egenskaper hade kunnat vara radikalt annorlunda, och att sannolikheten för ett universum med egenskaper som tillåter intelligent liv är försvinnande liten. Ändå finns vi här, och det kan då inte vara en slump. Det visar på design – en kosmisk vilja har skapat ett universum som passar oss. Så lyder argumentet i korthet.
Syftet med arbetet är att nu gå ett steg längre och att visa att finavstämning finns även hos den levande cellen och dess beståndsdelar:
This paper describes molecular fine-tuning, how it can be used in biology, and how it challenges conventional Darwinian thinking. We also discuss the statistical methods underpinning finetuning and present a framework for such analysis.
Det man kallar kosmisk finavstämning innebär att ett antal naturkonstanter har sådana värden att liv är möjligt. Men konstanterna är ändå inte så livsvänliga att liv skulle kunna uppstå och utvecklas genom evolutionära processer, tänker man sig. Liv skulle därför inte vara möjligt utan ingripande från en designer. Thorvaldsen och Hössjer säger sig se tydliga spår av design i cellens proteiner och i dess komplexa mekanismer. Man får bilden av en designer som inte riktigt lyckas få till ett tillräckligt livsvänligt universum, och därför är tvungen att bygga ihop alla levade varelser, i minsta detalj. Universum är samtidigt både livsvänligt och livsfientligt.
Nu är finavstämning ett notoriskt svårdefinierat begrepp, så därför blir man glad över att faktiskt få en definition:
We define fine-tuning as an object with two properties: it must a) be unlikely to have occurred by chance, under the relevant probability distribution (i.e. complex), and b) conform to an independent or detached specification (i.e. specific).
Det första villkoret är alltså att det är osannolikt att objektet i fråga skall kunna ha uppkommit av en ren slump. Det andra är att det skall svara mot någon sorts oberoende specifikation. Den fråga man ställer sig är om det är möjligt att detektera finavstämning med avancerade statistiska metoder:
Is it possible to recognize fine-tuning in biological systems at the levels of functional proteins, protein groups and cellular networks? Can fine-tuning in molecular biology be formulated using state of the art statistical methods, or are the arguments just “in the eyes of the beholder”?
Att komplexa biologiska strukturer inte kan ha bildats av en ren slump är så uppenbart att man knappast behöver avancerade statistiska metoder för att övertyga sig om saken. Värre är det med begreppet ”specifikation”; vad detta rent konkret skulle vara för något är en fråga ID-rörelsen brottats med i decennier, utan att komma till någon lösning. Artikelns diskussion om begreppet är rent matematisk, och innehåller inga ledtrådar till hur man skulle kunna påvisa specifikation i praktiken. Man hänvisar till en artikel av George Montañez, A Unified Model of Complex Specified Information, men även den är helt matematisk och säger ingenting om hur man skulle kunna avgöra om en viss struktur eller molekyl är specificerad eller inte.
I artikelns avslutning, avsnitt 7, skriver man:
Functional proteins, molecular machines and cellular networks are both unlikely when viewed as outcomes of a stochastic model, with a relevant probability distribution (having a small P(A)), and at the same time they conform to an independent or detached specification (the set A being defined in terms of specificity). These results are important and deduced from central phenomena of basic science.
Man kan alltså inte redogöra för vad specifikation egentligen innebär i praktiken. Istället hänvisar man till “centrala fenomen i basal vetenskap”, utan att ge någon referens. I sista stycket skriver man:
A major conclusion of our work is that fine-tuning is a clear feature of biological systems. Indeed, fine-tuning is even more extreme in biological systems than in inorganic systems. It is detectable within the realm of scientific methodology.
Det här är helt enkelt inte sant. Eftersom man inte har någon fungerande metod att vetenskapligt detektera specificitet i konkreta biologiska system har man inte kunnat påvisa finavstämning med vetenskapliga metoder. Man har därför inte kunnat dra slutsatsen att finavstämning är karaktäristisk för biologiska system. Detta är omöjligt eftersom man inte kan uppfylla villkoret b) i sin definition av finavstämning. Det är också omöjligt av det skälet att man inte redovisar några konkreta data eller beräkningar till stöd för sina påståenden. De statistiska metoder man utvecklat används inte för att lösa några faktiska problem. Allt man har är spekulationer.
Artikelns titel lyder Using statistical methods to model the fine-tuning of molecular machines and systems. Den låter förstå att man konkret har tillämpat statistiska metoder för att modellera finavstämning – ordet ”using” betyder rimligtvis att man verkligen använt något. I själva verket har man inte tillämpat några metoder alls; man har diskuterat hur man skulle kunna göra.
Det är svårt att förstå att Thorvaldsen och Hössjer på det här sättet låter påskina att de har resultat de helt uppenbart inte har. Läsaren kan få intrycket att man bluffar.
Biolog(g) 
Har Intelligent Design fått ett genombrott som vetenskap?
Introduktion och bakgrund
Förra året publicerade jag tillsammans med Steinar Thorvaldsen, som är professor i informationsvetenskap vid Tromsø universitet, forskningsartikeln ”Using statistical methods to model the fine-tuning of molecular machines and systems” i tidskriften Journal of Theoretical Biology. I denna artikel, som hädanefter benämns TH2020, föreslår vi ett matematiskt och statistiskt ramverk för att testa om biologiska system (proteiner, komplex av proteiner, cellulära nätverk) kan uppkomma av slump eller om finjustering är en bättre förklaring. Finjustering av ett system innebär att en rad olika parametrar måste vara finkalibrerade för att systemet ska kunna existera. För detta krävs a) att sannolikheten för att systemet ska ha uppkommit genom av slump är liten, och b) att det finns en oberoende specifikation av vad som är finjusterat. Denna specifikation kan innebära att systemet för att fungera måste ha alla sina delar på plats, att det har uppkommit under kort tid trots sin komplexitet, eller att det innefattar koder, instruktioner, och organiserade strukturer som vi känner igen från intelligenta avsändare.
Inom fysiken har begreppet finjustering använts i 50 år och idag hävdar en majoritet av fysiker att universum måste vara finjusterat för att kunna existera och härbärgera liv. Trots detta har finjustering inte fått samma genomslag inom biologin. Man kan fråga sig varför. En förklaring är förmodligen att finjustering i många exempel kopplas samman med en intelligent designer, vilket i sin tur för tankarna till Gud. Även om finjustering inte kräver en designer för att kunna formuleras, så är detta i allmänhet den rimligaste tolkningen eller förklaringen av specifikationen b) ovan. Denna koppling mellan finjustering och design har varit central inom Intelligent Design (ID), en rörelse om uppstod i USA i slutet av 1980-talet med syftet att föreslå alternativa förklaringar till livets uppkomst och mångfald, än de sekulära teorier (kemisk och biologisk evolution) som dominerar inom den akademiska världen. Och som kristen kan jag gå ett steg längre och identifiera den Intelligente Designern med Gud. Med ett kreationistiskt perspektiv kan jag då använda Bibeln som inspiration för att både föreslå och tolka specificerade egenskaper hos biologiska strukturer. Medan ID-rörelsen alltså går ”halva vägen” och identifierar finjustering med en designer, så går kreationister ”hela vägen” och tolkar finjusteringen som något Gud skapat eller åstadkommit.
För egen del har jag både ett kreationistiskt och ett ID-perspektiv. Beroende på forskningsproblem och sammanhang väljer jag att antingen gå halva eller hela vägen i min tolkning av hur finjusteringen kan ha uppkommit, eller att inte göra någon tolkning alls. I vissa fall är det lämpligt att överlåta till läsaren att fundera över hur finjusteringen kan ha uppkommit, i andra sammanhang är det angeläget att motivera att den föreslagna finjusteringen inspireras av de kunskaper vi har om intelligenta avsändare, eller av texter från Bibeln. I slutet av den ovannämnda artikeln, TH2020, går jag och Thorvaldsen halva vägen och gör en koppling mellan finjustering och en intelligent avsändare. Eftersom detta hör till ovanligheterna i en sekulär akademisk miljö så har vår publikation fått stor uppmärksamhet och spridning. Under förra året var TH2020 den mest nedladdade artikeln i Journal of Theoretical Biology.
Bland de som engagerat sig i debatten kring TH2020 hör Lars Johan Erkell, som är docent i zoofysiologi vid Göteborgs universitet. På Biolog(g), en blogg som drivs av institutionen för biologi och miljövetenskap vid Göteborgs universitet, skrev Erkell i november 2020 artikelserien ”Genombrott för Intelligent Design (?)”, där han i sju artiklar analyserar och kommenterar TH2020. Som akademiker välkomnar jag saklig kritik där mina forskningsresultat analyseras och synas i sömmarna. Sådana debatter bidrar i bästa fall till att föra vetenskapen framåt. Jag vill också tacka Erkell för att han faktiskt lagt ner tid och läst, inte bara TH2020, utan också flera av de artiklar som jag och Steinar refererar till. Det gör delar av hans kritik välinitierad. Samtidigt innehåller Erkells artikelserie en rad påståenden, som att vår artikel inte bara är psesudovetenskaplig utan även antivetenskaplig. Jag vill därför ta tillfället i akt och bemöta denna allvarliga kritik. Jag har delat upp min svarsartikel i sju delar (svarande mot Erkells sju artiklar) samt en avslutande sammanfattning.
Del 1. Resultaten i artikeln om finjustering
Som nämnts i inledningen involverar den metod för att detektera finjustering hos ett biologiskt system, som vi föreslår i TH2020, två steg. För det första (a) att visa att sannolikheten är liten för att systemet har uppkommit av slump och för det andra (b) att påvisa en extern specifikation, som kan kännas igen av en observatör. I del 1 frågar sig Erkell vilka resultat som presenteras i TH2020. Enligt Erkell så innehåller vår artikel endast matematiska spekulationer som inte är relevanta för en biologisk verklighet. Med andra ord saknar Erkell konkreta exempel där vi visar hur vår matematiska teori för att upptäcka finjustering ska appliceras.
Det är riktigt att vi i TH2020 inte har konkreta räkneexempel där vi illustrerar vår teori. Men detta är inte heller artikelns syfte. Syftet är dels att ge en översikt om finjustering och dels att föreslå ett matematiskt ramverk för att påvisa finjustering, som sedan kan användas i uppföljande artiklar för att undersöka om ett visst biologiskt system (ett protein, ett komplex av proteiner, ett cellulärt nätverk) är finjusterat eller inte. Samtidigt innehåller TH2020 ett hundratal referenser till andra artiklar, och i flera fall ger vi konkreta förslag på hur specificeringen i b) ska väljas, liksom utförliga motiveringar till att sannolikheten a) för att det biologiska systemet ska ha uppkommit av slump bör vara mycket liten. Dessutom baseras flera av de artiklar vi refererar till på empiriska studier eller analyser av sådana. Med andra ord är vår matematiska modell inte gripen ur luften.1
Samtidigt är det viktigt att poängtera att matematiska modeller är förenklingar av en mer komplicerad biologisk verklighet. Huruvida modellen är framgångsrik eller inte beror på hur väl den kan beskriva empiriska data. Men det betyder inte att varje forskningsartikel behöver innehålla en sådan koppling mellan matematik och empiri, även om denna koppling i långa loppet är avgörande. Det finns många exempel på vetenskaper (såsom populationsgenetik och teoretisk ekologi) som visserligen motiverats av biologiska tillämpningar, men där teorin inledningsvis utvecklats ganska separat från empirin. Trots detta blev populationsgenetiken senare ett viktigt redskap för att beskriva småskalig mikroevolution, när mer genetiska data fanns att tillgå. På samma sätt har teoretisk ekologi använts för att förstå de processer som åstadkommer miljö- och klimatförändringar. Min fråga till Erkell blir därför om han anser att ett sådant vetenskapshistoriskt scenario saknar värde, där teoriutveckling ibland föregår tillämpningar? Tyder det inte snarare på en mångfald i det vetenskapliga projektet?
1. Se exempelvis Axe, D.D. (2004). Estimating the prevalence of protein sequences adopting functional enzyme folds. J. Mol. Biol. 341 (5), 1295–1315. och Kozulic, B., och Leisola, M. (2015). Have Scientists Already Been Able to Surpass the Capabilities of Evolution? viXra Biochemistry 1504.0130.
Hej Ola,
Tack för att du kommenterar mina inlägg! Här finns mycket att diskutera, och jag hoppas vi kan reda ut ett och annat.
Låt mig börja med din fråga om jag tycker det är OK att publicera teoretiska artiklar utan empiriska data. Javisst, självklart! Det kan leda till snabbare framsteg. Som när man skulle börja tolka röntgenkristallografiska diffraktionsmönster och teorin om rymdgrupper redan fanns på plats. Min kritik riktar sig alltså inte mot att ni publicerar en modell utan data, utan att TH2020 tydligt förespeglar resultat, men inte innehåller några sådana. Hur kan man tolka ”A major conclusion of our work is that fine-tuning is a clear feature of biological systems … It is detectable within the realm of scientific methodology” om inte så att ni har rent konkreta resultat som visar att finavstämningen faktiskt existerar i biologiska system? Jag tyckte jag uttryckte mig tydligt här.
Så till problemen med begreppet ”specifikation”. Det är notoriskt svårdefinierat och jag hittar ingen tydlig definition eller ordentlig diskussion av det i TH2020. Men du ger förslag på hur den ska väljas, som ”… en molekylär maskin, och att specifiseringen anger hur många delar som måste finnas på plats för att x ska fungera. Ett annat exempel är att f(x) anger biologisk fitness hos en organism x, det vill säga dess reproduktionsförmåga”. Men det ena är en struktur, det andra är en egenskap hos en levande organism. Hur ser en definition ut som täcker dessa mycket olika fall? Och vad är det som avgör det nödvändiga antalet delar i en molekylär maskin? Vidare, i nästa exempel, om vi flyttar en organism från en gynnsam miljö, där den har hög biologisk fitness, till en ogynnsam miljö där den har fitness noll, förlorar den då sin specifikation? Det är ju fortfarande samma organism. Och är nu specifikationen en kvalitet eller en kvantitet? Du nämner båda alternativen i avsnitt 6.2. Vilket är det? Ett suddigare begrepp får man leta efter.
I detta mitt första inlägg hade jag två kritikpunkter: 1) att ni utger er för att ha resultat som inte finns, och 2) att ni inte definierar eller tillräckligt diskuterar begreppet ”specifikation”. I ditt svar undviker du båda punkterna. Har du någon kommentar till det?