Tema: Er biologi ingeniørkunst?
(Av Steve Laufmann; fra: http://www.evolutionnews.org/2016/06/foundational_qu_1102901.html )
I en tidligere artikkel, diskuterte jeg noen få observasjoner om et operativt spørsmål for intelligent design - Er ID vitenskap? (lenke) Argumenter om dette spørsmålet tynges ofte ned i kamp om det større verdensbildet, mellom de som er åpne for vitenskapelig bevis for design og de som nekter å vurdere en slik mulighet.
Her vil jeg se kort på et annet spørsmål, som spørres mye sjeldnere, men likeledes ser ut til å gi interessante svar: Er biologi ingeniørkunst?
Bilde 1. Hva krever mest av kontruktøren-broen eller treet?
Engineering tilbyr nye perspektiver i biologi, og genererer allerede nye resultater. Denne tilnærmingen får økt oppmerksomhet, og fordi det er litt lenger unna livssyns-betraktninger, kan det føre til litt mindre kontrovers, i hvert fall for en stund. Se på bildet øverst til høyre i dette innlegget, og spør deg selv: Hva er det best-konstruert objektet i sikte, broen eller treet?
Hvis du sa broa, vil du kanskje revurdere. Det er lett at trær ikke ses som konstruerte objekt, men moderne biologi tvinger oss til å revurdere dette synet.
Faktisk bærer livet alle tegn på fineste ingeniørkunst. Ingeniørkunst handler om å utnytte naturens verktøysett for å produsere maskiner eller systemer, som oppnår spesielle behov eller anvendelser. Det innebærer å administrere system i hele sin livssyklus - design, fabrikasjon, drift, vedlikehold, løpende tilpasning når og hvor behovene endres, og fjerning. Men levende systemer er mye mer enn individuelle maskiner eller strukturer. System Engineering (SE) er et subfelt av ingeniør-kunst/vitenskap som spesifikt omhandler helheten så vel som deler.
NASAs Håndbok i 'Systems Engineering' beskriver hva som er involvert:
System-engineering er en metodisk og disiplinert tilnærming til design, realisering, teknisk forvaltning, drift og avvikling av et system. Et "system" er en konstruksjon eller samling av ulike elementer som til sammen gir resultater, som ikke kan oppnås av elementene alene. Elementene, eller deler av dem, kan omfatte personer, maskinvare, programvare, utstyr, retningslinjer og dokumenter; det vil si alt som kreves for å produsere systemnivå-resultater. Resultatene inkluderer systemnivå-kvaliteter, egenskaper, funksjoner, atferd og ytelse. Den verdiøkende av systemet som en helhet, utover det som har bidratt uavhengig av delene, er primært laget av forholdet mellom delene; det vil si hvordan de er koblet sammen. Det er en måte å se på det "store bildet" når du gjør tekniske beslutninger. Det er en måte å oppnå, for interessentene, funksjonelle, fysiske og operative krav og ytelse i miljøet for tilsiktet bruk over det planlagte liv for systemene. Med andre ord, er system-engineering en logisk måte å tenke på.
'System Engineering' er kunsten og vitenskapen om å utvikle et operativt system i stand til å møte kravene innenfor ofte motsetningsfylte begrensninger. System-engineering er en helhetlig, integrerende disiplin, der bidrag fra bygningsingeniører, elektroingeniører, mekanisme-designere, kraft-ingeniører, menneskelige-faktorer(HR) ingeniører, og mange flere disipliner blir evaluert og balansert, mot hverandre, for å produsere en sammenhengende helhet, som ikke er dominert av perspektivet til en enkelt disiplin.
System-engineering søker en trygg og balansert design i møte med motstridende interesser og, noen ganger, flere motstridende begrensninger. Systemingeniøren må utvikle ferdigheter og instinkter for å identifisere og fokusere innsats på vurderinger for å optimalisere det generelle design, og ikke favoriserer ett system/subsystem på bekostning av et annet.
Bilde 2. Mye ingeniørkunst før denne sendes ut
Det er mye her å absorbere:
Målet for SE er et fungerende system, som består av mange deler, som tilfredsstiller bestemte krav. Det primære suksesskriterium er hvorvidt og hvor godt det samlede systemet utfører de nødvendige funksjoner.
Suksess kan måles på flere måter, ikke bare blant annet om systemet oppfyller de nødvendige funksjoner og atferd, men også av ytelsesmål som effektivitet og virkeevne.
Det komplette systemets livssyklus, fra design til bygging til pensjonsalder, må vurderes.
Systemet som helhet må oppnå resultater som ikke kan oppnås ved komponentdelene alene.
Verdien av systemet som helhet er i stor grad hentet fra forholdet mellom delene - måten de er bygd opp og hvordan de samhandler.
SE er en måte å tenke (for eksempel om helheten i utformingen av delene).
SE krever vanligvis balansering av motstridende begrensninger i å levere en sammenhengende helhet.
SE er iboende en tverrfaglig aktivitet .
Kort sagt, system engineering innebærer mye hardt arbeid for å gjøre et komplekst system som oppnår et tiltenkt formål.
Linken til Biologi
Biologi er fylt med komplekse systemer av denne typen. Hver består av et antall komponenter som er kombinert i nøyaktige måter å oppnå en rekke nødvendige, men komplekse, samvirkende funksjoner og virkemåter. Hver må fungere gjennom en mangesidig livssyklus.
Tilstedeværelsen av engineering i biologi er så gjennomgripende, umiskjennelig, og unektelig at det er vanskelig for biologi-forskere for å beskrive sine funn uten å ty til tekniske termer og analogier.
Faktisk over de siste par tiårene, har et produktivt nytt forsknings paradigme kjent som systembiologi, kommet til sin rett. I dette feltet, tar biologer en radikal tilnærming til forskning ved å bruke ingeniørdisipliner og modeller, for å studere biologi. Denne tilnærmingen er gir spennende nye funn i høyt tempo. (For mer, se " System Biologi som et forskningsprogram for Intelligent Design -lenke" av David Snoke.)
Det medisinske miljøet er også en faktor. Dr. Howard Glicksman, en produsent av legemidler, har skrevet en rekke artikler på 'Evolution News' med tittelen " The Designet Body "(lenke) som beskriver de komplekse systemer og samhandlinger, som er nødvendig for å opprettholde menneskers liv, og hvor feil fører til døden. Han tilbyr et lesbart og overbevisende argument for den utsøkte finjustering av de mange hierarkiske systemer, som gjør at menneskeliv fungerer .
Det er unektelig at systemene vi observerer i biologi er komplekse, hierarkiske, finstemte, koordinerte systemer av systemer. For at livet skal eksistere i det hele tatt, for ikke å snakke om å formere seg, må disse systemene være konstruert med en presisjon, effektivitet, eleganse, og bredde av funksjoner som er enestående i menneskelig engineering.
Bilde 4. Løpende informasjonsprosess-fotosyntese
Ingeniør-synet
For å få forståelse av biologiske systemer, så synes det viktig å ta en ingeniørvinkling, og dette krever en sann 'ovenfra-ned' tilnærming. Den teknisk utfordring for biologi er i praksis å foreta 'omvendt ingeniør-utvikling' for livets systemer av systemer.
I retning av dette formål, synes det best å starte med slutten i tankene.
Hvilke eksakte funksjoner må levende systemer av systemer utføre for å bli til og forbli i live?
Hvilke funksjoner er nødvendig for å støtte livet?
Hvilke systemer og delsystemer innen en organisme, forsyner hvilke av disse mulighetene?
Hvilke systemer og delsystemer er nødvendig for å støtte, drifte, vedlikeholde, eller hindre svikt i hver av disse funksjonene?
Hvordan koordinerer alle disse systemer og delsystemer sine aktiviteter?
Hvilken informasjon og maskineri er nødvendig for å støtte alle de ovennevnte, over en organismes livssyklus?
Med en bedre forståelse av mulighetene, informasjon og maskineriet som må være der, vil biologi-forskere bli bedre rustet til å vite hva de leter etter, og hva de ser.
I det forskersamfunnet fortsetter å fylle ut feltene om hvordan biologi fungerer, vil vi være i en bedre posisjon til å svare på ytterligere to, spennende spørsmål. Hvert er viktig, selv om de tar oss i helt ulike retninger.
Hvordan kan vi etterligne biologi-engineering?
Fordi så mange av de ovennevnte spørsmålene er ubesvart, kan vi trygt spå at biologisk forskning vil oppdage mange, mange flere finstemt mekanismer, informasjon, komponenter, programmer, integrasjoner og evner. Nye tekniske gjennombrudd blir mulig som vi etterligner biologi-engineering i menneskelig designede systemer. For eksempel, synes informasjon som er kodet i livet å være mer kompakt, effektiv og bedre integrert, enn noen av de aktuelle menneske-utviklede systemer.
Er det mulig å få ingeniørkunst uten en ingeniør?
Dette spørsmålet øker innsatsen på Richard Dawkins berømte påstand om "utseende av design uten en designer." Er det mulig å ha utseendet av prosjektering uten en ingeniør? Dette synes kvalitativt mer problematisk.
Så, igjen, kjører vi butt i verdenssyn-spørsmålet. Kanskje, kan et teknisk perspektiv legge til rette for katalogisering og å forstå den sanne kompleksiteten i funksjon og integrering, maskiner og informasjon, som må forklares.
Konsekvensen er sannsynligvis at engineering er en hensikts-drevet virksomhet. Engineering er en prosess, der et tilsiktet resultat er oppnådd, så det er iboende teleologisk. I kontrast, krever materialisme kausalitet uten intensjon eller hensikt. I hovedsak må materialister trylle fram en kausal kraft som kan skrive programmer, uten en tanke. (For mer, se "Evolutions Grand Challenge," lenke - Laufmanns artikkel om klasser av årsaks krefter.)
Biologi er for viktig til å overlates til biologer
Bilde 5. Ledd i fotosyntesen
Det er unektelig at biologien består av finstemte, komplekse, samhandlende systemer av systemer. Siden dette nøyaktig er domenet til engineering, synes det bare naturlig at 
ingeniørdisipliner og kompetanse vil være nødvendig for å få orden på det hele. Uten engineering-perspektiv er det sannsynlig at nøkkel-spørsmål, og deres svar, vil bli liggende igjen urørt på gulvet.
Som Philip Johnson en gang påpekte, vil ingen kompetanse om kjemiske egenskaper til blekk og papir tilstrekkelig forberede en person til å studere betydningen og skjønnheten av Shakespeares sonetter. Informasjonen og mediet hvor de er representert, er ulike konstruksjoner, og hver krever en ulik type undersøkelse.
Tilsvarende vil oppløsning av kompleksiteten i biologi, kreve kompetanse som overgår representasjoner og utforske det større bildet av meninger og utfall.
Det er mange gode spørsmål, igjen å bli spurt, og mange, mange flere svar gjenstår å bli funnet. En tung dose av ingeniør-kunnskap vil bringe oss en langt stykke videre i den retning.
Stoffutvalg og bilder ved Asbjørn E. Lund
