วิวัฒนาการแห่งจักรวาล: การเพิ่มขึ้นของความซับซ้อนในธรรมชาติ

ผู้เขียน	เอริค ไชส์สัน
สำนักพิมพ์	สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด
วันที่เผยแพร่	วันที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2544
ISBN	9780674003422

Cosmic Evolution: The Rise of Complexity in Nature (2001) เป็นหนังสือของ Eric Chaisson นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด [ ^{1 ] หนังสือ}เล่มนี้ศึกษาถึงวิวัฒนาการของจักรวาลซึ่งรวมถึงประวัติศาสตร์ของวิวัฒนาการทางธรรมชาติจากบิ๊กแบงจนถึงปัจจุบันจากมุมมองของสาขาวิชาประวัติศาสตร์ขนาดใหญ่ (Big History ) ^{ซึ่งเป็นสาขาวิชาสหวิทยาการที่กำลังเกิดขึ้น [ 2 ]}หนังสือเล่มนี้เสนอคำอธิบายว่าทำไมโครงสร้างที่เรียบง่ายเมื่อหลายพันล้านปีก่อนจึงเปลี่ยนไปเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ สิ่งมีชีวิต และมนุษย์ในอารยธรรมที่ซับซ้อน ^{[ 2 ]}หนังสือเล่มนี้เขียนขึ้นสำหรับผู้อ่านทั่วไปที่สนใจวิทยาศาสตร์

ไชส์สันโต้แย้งว่าประวัติศาสตร์จักรวาลสามารถตรวจสอบได้จากมุมมองของการไหลของพลังงาน^{[ 1 ] [ 3 ]}เขาทำการวิเคราะห์การไหลของพลังงานผ่านวัตถุต่างๆ และโต้แย้งว่าการไหลเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจความซับซ้อนสัมพัทธ์ของวัตถุเหล่านี้^{[ 1 ]}เขาแนะนำว่ามาตรวัดสำคัญสำหรับการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ควรเป็นพลังงานต่อวินาทีต่อกรัม ซึ่งเรียกว่า " ความหนาแน่นของอัตราพลังงาน " และการวิเคราะห์โดยใช้มาตรวัดนี้สามารถใช้เพื่ออธิบายไม่เพียงแต่การวิวัฒนาการของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวิวัฒนาการของจักรวาลด้วย^{[ 3 ]}เขามองว่าพลังงานคือ "งานต่อหน่วยเวลา" ซึ่งเขาเทียบเท่ากับกำลังและแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของอัตราพลังงานในโครงสร้างบางอย่างเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป^{[ 3 ]}ตัวอย่างเช่น ในมุมมองของไชส์สันสมองของมนุษย์ใช้พลังงานมากกว่ากาแล็กซี มากเมื่อเทียบกับขนาดของ มัน^{[ 4 ]}เขาแนะนำว่าพลังงานช่วยให้เราสร้าง "ระเบียบจากความไร้ระเบียบ" ตัวอย่างเช่น เครื่องปรับอากาศซึ่งดึงกระแสไฟฟ้าจากเต้ารับไฟฟ้า สามารถเปลี่ยนโซนอากาศอุ่นที่มีความซับซ้อนน้อยกว่าให้กลายเป็นโซนอากาศร้อนและเย็นที่มีความซับซ้อนมากกว่าสองโซน และด้วยวิธีนี้จึงสามารถย้อนกลับความไม่เป็นระเบียบในห้องได้^{[ 1 ]}ตามทัศนะของเขา สิ่งมีชีวิตก็ทำเช่นเดียวกันกับพลังงาน แต่ในวิธีที่ซับซ้อนกว่า โดยการรับอาหารแทนอิเล็กตรอน เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวเองสลายตัวและมีความซับซ้อนน้อยลง เขาทำการวิเคราะห์การไหลของพลังงานไม่เพียงแต่ในสิ่งมีชีวิตและสังคมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโครงสร้างที่ไม่มีชีวิต เช่น ดาวฤกษ์ กาแล็กซี และดาวเคราะห์ด้วย^{[ 1 ]}

ไชส์สันตั้งข้อสังเกตว่าการเพิ่มขึ้นของความซับซ้อนนั้นสอดคล้องกับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ตามที่ผู้ตรวจสอบรายหนึ่งกล่าวไว้ กฎข้อที่สองอาจชี้ให้เห็นว่าความซับซ้อนควรลดลงเมื่อจักรวาล "เคลื่อนตัวไปสู่ความไม่เป็นระเบียบ" ^{[ 1 ] [ 5 ]}อย่างไรก็ตาม ไชส์สันแย้งว่าความซับซ้อนสามารถเพิ่มขึ้นได้เนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นดาวฤกษ์สามารถ "สร้างและรักษาความซับซ้อนโดยการส่งออกความไม่เป็นระเบียบไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบมากพอที่จะชดเชยผลประโยชน์ภายในได้" ^{[ 5 ]}จากมุมมองนี้ ไชส์สันเสนอนิยามของชีวิตว่าเป็น "โครงสร้างกาลอวกาศแบบเปิดและสอดคล้องกันซึ่งคงอยู่ห่างไกลจากสมดุลทางอุณหพลศาสตร์โดยการไหลของพลังงานผ่านมัน" ^{[ 1 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ปฏิกิริยาต่อหนังสือของ Chaisson เป็นไปในเชิงบวก แม้ว่านักวิจารณ์บางคนจะโต้แย้งในบางประเด็นและรูปแบบการเขียนของเขา นักชีววิทยา Daniel W. McShea ตั้งข้อสังเกตในตอนแรกว่า Chaisson "มีแนวโน้มที่จะใช้ภาษาที่เกินจริง" แต่สิบปีต่อมาในการวิจารณ์งานของเขาอีกครั้งหนึ่งได้กล่าวว่า "Chaisson นำเสนอข้อมูลที่แสดงแนวโน้มในสิ่งที่เขาเรียกว่าความหนาแน่นของอัตราพลังงาน ... ตลอดประวัติศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต (และแม้กระทั่งตลอดประวัติศาสตร์ที่ยาวนานกว่ามากของจักรวาล) ซึ่งเป็นสิ่งที่น่าสนใจจริงๆ" ^{[ 5 ]}นักวิจารณ์Stuart Kauffmanพบว่าหนังสือเล่มนี้เป็น "การอภิปรายที่ยอดเยี่ยม" ^{[ 3 ]}นักวิจารณ์ Hillel Braude เขียนว่า "Cosmic Evolution ดึงเอาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่หลากหลายมาวาดภาพแบบจำลองการอธิบายที่มีสีสันของความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นในธรรมชาติ" ^{[ 4 ]}นักวิจารณ์ Charles Seife เขียนชื่นชมหนังสือของ Chaisson อย่างมาก แม้ว่าเขาจะวิจารณ์นิยามชีวิตของ Chaisson ว่าเป็น "นิยามที่กว้างเกินไป" จนทำให้ไม่มีความหมาย ในขณะเดียวกันก็ยอมรับว่าการวิเคราะห์ของ Chaisson "ทำให้ทฤษฎีมีน้ำหนักเชิงตัวเลข" ^{[ 1 ]} ข้อความที่ตัดตอนมาจากบทวิจารณ์หนังสือเล่มนี้มีรวบรวมไว้ที่นี่^{[ 6 ]}

ชาอิสซงเลือกใช้ ระบบการวัด cgs (เซนติเมตร กรัม วินาที) ที่ล้าสมัย แทนที่จะใช้ หน่วย SIซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน สำหรับการคำนวณและการประมาณค่าเชิงตัวเลขของเขา ดังนั้นเขาจึงระบุพลังงานเป็นหน่วยเอิร์ก (หนึ่งในสิบล้านส่วนของจูล ) และใช้แคลอรีและบางครั้งก็ใช้กิโลแคลอรีเป็นหน่วยวัดพลังงานทางเลือกด้วย

• กราฟลูกศรแห่งเวลา
• เว็บไซต์วิวัฒนาการของจักรวาล (ประกอบด้วยข้อความ รูปภาพ ภาพเคลื่อนไหว ภาพยนตร์ และลิงก์อ้างอิงที่น่าสนใจสำหรับทั้งบุคคลทั่วไปที่ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ {หลักสูตรเบื้องต้น} และนักวิทยาศาสตร์มืออาชีพ {หลักสูตรขั้นสูง})