自然法則によれば、複雑な自然システムは、より高度なパターン性、多様性、複雑性を持つ状態へと進化する。
進化するシステムは、有用な機能のための選択の対象となる。
この法則は、原子や恒星から鉱物や生物に至るまで、幅広いシステムに適用される。
生物システムにおける新規性の創出の例としては、泳ぐ、歩く、飛ぶ、考える能力などがある。
英国の博物学者チャールズ・ダーウィンが1859年の著書『種の起源』で進化論を提示した際、生物種は生存と繁殖に有利な形質を獲得することで時間とともに変化するという考えを示し、科学的思想に革命をもたらした。
それから164年後の月曜日、9人の科学者と哲学者が新たな自然法則を提唱した。この法則は、ダーウィンが示した生物進化を、原子、鉱物、惑星大気、惑星、恒星などの水準にまで現れるはるかに広範な現象の顕著な例として包含するものである。
この法則は、複雑な自然システムは、より高度なパターン性、多様性、複雑性を持つ状態へと進化すると主張している。
「私たちは、生物・非生物を問わず多数のシステムに適用され、時間とともに多様性とパターン性を高めていく普遍的なプロセスとして進化をとらえています」と、カーネギー研究所（Carnegie Institution for Science）の鉱物学者・天体生物学者であり、法則を説明する科学論文の共著者であるロバート・ヘイゼン氏は述べた。この論文は学術誌『米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）」に掲載された。
世界経済フォーラムは自然に関して何をしているのか？
気候・自然センターは、気候、自然、経済開発の相互関係を指導者が理解するのを支援している。レジリエンスと繁栄を、地球の限界の範囲内で実現する道筋を探るためのプラットフォームを提供している。
セクターや地域を越えた協力を可能にすることで、同センターは、共有された理解を実践的な気候および自然の解決策へと転換する取り組みをパートナーに提供している。
この法則は「機能情報増大の法則」と題され、生物・非生物を問わず進化するシステムは、原子や細胞のような多数の相互作用する構成要素から必ず形成され、細胞の突然変異のように多様な構成を生み出すプロセスが存在すると主張している。進化は、これらの様々な構成が有用な機能のための選択の対象となるときに生じるとされる。
「力、運動、重力、電気と磁気、エネルギーといった日常的な現象を説明する、十分に裏付けられた法則が私たちにはあります」とヘイゼン氏は述べた。「しかし、これらの法則は、個別にも総体としても、原子、分子、鉱物などの規模において宇宙がなぜ絶えずより多様で複雑になっていくのかを記述も説明もしていません。」
例えば恒星では、約138億年前に宇宙を開始させたビッグバンに続く最初の恒星世代の主な材料は、水素とヘリウムという2つの元素だけだった。
その最初の恒星世代は、核にある熱核融合の釜の中で、炭素、窒素、酸素などおよそ20種類の重い元素を生成し、寿命の終わりに爆発した際にそれらが宇宙空間へ放出された。その後、前の世代の残骸から形成された次の世代の恒星も同様に、さらに100種類近い元素を生成した。
地球上では、生物が多細胞生物が誕生するという決定的な瞬間を含め、より高度な複雑性を獲得した。
「数えきれないほど何兆通りもの異なる配列や構成をとりうる原子や分子のシステムを想像してみてください」とヘイゼン氏は述べた。「あらゆる可能な構成のうち、『機能する』、すなわち何らかの有用な程度の機能を持つものはごく一部に過ぎません。だから自然は、まさにそうした機能的な構成を好むのです。」
ヘイゼン氏はさらに、「機能」とは、原子の集まりが存続しうる安定した鉱物の結晶を作ることや、恒星が動的な構造を維持すること、あるいは「ある生命体が、隣接する生物により良く競争することを可能にする新しい『こつ』を覚える」ことを意味しうると付け加えた。
著者らは、選択についての三つの普遍的概念を提唱した。すなわち、存続するための基本的能力、進化を可能にしうる活動的プロセスの持続的性質、そして環境への適応としての新たな特性の出現である。
この「新規性の創出」の生物学的な例としては、生物が泳ぐ、歩く、飛ぶ、考える能力を獲得することが挙げられる。私たちの種は、ヒトの進化系統がチンパンジーの系統から分岐した後に出現し、直立歩行や脳容量の増大を含む一連の形質を獲得した。
「この論文は、機能に根ざした宇宙観を示しているという点で重要だと考えています」と、論文の筆頭著者であるカーネギー研究所の天体生物学者・惑星科学者マイケル・ウォン氏は述べた。
「このような法則を定式化することの意義は、宇宙を構成する多様なシステムがなぜそのように進化するのかについて新たな視点を提供し、土星の衛星タイタン上の有機化学のような、なじみのないシステムがどのように時間とともに発達するかについて予測を可能にしうる点にあります」と、共著者であり、コーネル大学天文学部長のジョナサン・ルニーン氏は付け加えた。同氏は、地球外生命の可能性について精査されている天体に言及した。
