Paul Davies nyaste bok, Demonen i maskinen , tar sikte på en av de stora enastående vetenskapliga gåtorna - vad är livet, hur och varför kommer det fram och vad skiljer det levande från det icke-levande? Boken, som publicerades i oktober i USA har nu utsetts till den bästa fysikboken 2019 av Fysikvärlden , en publikation av UK Institute of Physics.

"Det är en utmaning, men ytterst fängslande, fruktbar och trevlig läsning, "sade Tushna -kommissariatet, Recensioner och karriärredaktör på Fysikvärlden . "Du kanske tror att ett ämne som livets uppkomst skulle vara ganska överväldigande. Men professor Davies mål är att lägga fram en grundläggande förklaring till hur materia (levande och annars), information och entropi interagerar. För ett ämne som detta, han är den ultimata guiden. "

"Som fysiker, Jag var nervös för att ta itu med biologi, särskilt en så grundläggande fråga som levande materiens natur, "sa Davies, en ASU -professor i fysik. "Men till min lättnad, boken fick sensationella recensioner. Jag baserade min diskussion på den forskning som görs i Beyond Center här på ASU, så mycket kredit ska gå till mina lysande kollegor. "

Matter plus information är lika med liv

In the Demon in the Machine:Hur dolda informationswebbplatser löser livets mysterium, Davies tar sig an utmaningen där den stora kvantfysikern Erwin Schrödinger slutade för 75 år sedan. Schrödingers bok från 1944 Vad är livet? inspirerade två generationer forskare, Davies ingår. Trots decennier av biologiska framsteg, det finns fortfarande ingen överenskommelse om vad som får livet att ticka eller hur det uppstod. Till en fysiker, livet känns som magisk materia. Men nu, förklarar Davies, vi kan äntligen skymta var svaret ligger, och det kommer direkt ur vänster fält - från informationsteorins område.

"Vad är det som ger livet sin distinkta känsla?" Frågar Davies. "Hur kan ett gäng dumma atomer kombinera för att bilda något så utsökt smart?" Det är där informationen kommer in.

Till Davies, levande ting är komplexa nätverk av informerad kemi, med organiserad information som nyckeln till att förklara livets särpräglade egenskaper. Vårt genetiska material, DNA och RNA, är bara ett välkänt exempel på denna information, vara bruksanvisningen för livet. Men kodad information stiger genom levande saker på alla nivåer, från gener till celler till hjärnor till ekosystem, till och med sträcker sig till en planetarisk skala.

"Biosfären är den ursprungliga World Wide Web, "frågar Davies. Genom att samla, bearbetning, kryptering och överföring av information, organismer kan utföra sofistikerade logiska operationer som liknar elektroniska och datorsystem.

Utmaningen för forskare är att förstå hur information, 'ett abstrakt begrepp som härrör från den mänskliga diskursens område, kan påverka materiella föremål. Dock, som Davies förklarar, en djup koppling mellan information och fysik upptäcktes i mitten av artonhundratalet med ett tankeexperiment av James Clerk Maxwell. Maxwell tänkte sig en liten varelse - en demon - som kunde använda information om molekyler för att utföra mekaniskt arbete; det är, att använda information som bränsle.

I dag, riktiga Maxwell -demoner görs av nanoteknologer, bevisar att information verkligen kan tjäna som bränsle - det är en fysisk mängd. Men levande organismer är fyllda med molekylära maskiner som är, i själva verket, Maxwell demoner, därmed öppnas vägen för en förklaring av livets anmärkningsvärda förmågor.

"Information genomsyrar biologin, "Säger Davies." Men för att förklara livet fullt ut, behöver vi en ny lag, en som kopplar information och materia på alla nivåer av komplexitet? Schrödinger var beredd på det, och efter många års forskning har jag kommit överens. Biologi kräver en helt ny typ av fysisk lag, byggt på informationsteorin. "