Hvad er materialitet? I denne artikel ønsker jeg at drage et skel mellem passiv, aktiv og levende materie som væsensforskellige begreber om materialitet, der hæfter sig til studiet af forskellige empiriske systemer. For at fremhæve dette skel vil jeg lave nogle nedslag i videnskabshistorien, som har haft væsentlig indvirkning på vores forståelse af materialitet. Jeg vil lægge særligt fokus på, hvordan undersøgelsesmetoder af empiriske systemer har informeret det filosofiske begreb om materialitet. Først vil jeg rekonstruere begrebet om ultimativ passiv materialitet, der opstod med udviklingen af den klassiske dynamik mellem 1500- og 1800-tallet. Derefter ønsker jeg at modstille dette med begrebet om aktiv materialitet, som opstod i kompleksitetsvidenskaben fra 1800-tallet og frem til i dag. For det tredje vil jeg karakterisere en videreudvikling af aktiv materialitet i form af det, jeg kalder levende materialitet, der kan findes i den moderne biologi og miljøvidenskab, særligt fra 1945 og frem til i dag.
Jeg håber med denne udlægning at fremhæve to ting. Først, at ideen om materialitet bedst kan forstås i konteksten af videnskabelig praksis, hvor ideen finder sin empiriske begrundelse. For det andet illustrerer den videnskabelige praksis, at ideen om materialitet er en svært forenelig størrelse, der dækker over et mangefold af fænomener.
Passiv materialitet
Den filosofiske undersøgelse af universets grundlæggende bestanddele og principper var et gennemgribende tema i den antikke filosofi. I denne kontekst er Aristoteles ophavsmand til den filosofiske ide om materialitet. Materialitet (eller hyle) var her et lånebegreb, som originalt betød “tømmer”. Dets betydning var altså tæt knyttet til et særegent stof (træ), som kan bearbejdes til at påtage sig en række former (en stol, en seng osv.). Aristoteles generaliserede denne ide til at beskrive substanser. Materialitet betegnede ifølge ham noget generisk ubestemt i en substans, som eksisterer kontinuerligt på tværs af substansen egenskaber.1Mary Louise Gill, Aristotle on substance: The paradox of unity (Princeton, New Jersey: Princeton University Press, 1989); Mary Louise Gill, “Part I: Analysis of Dynamic Categories: Aristotle’s Distinction between Change and Activity”, Axiomathes 14, (2004): 3–22.
Materialitet bliver nogle gange benyttet til at betegne hvad der eksisterer i det hele taget. I den forstand tildeles materien den kategoriske status af at være ultimativ. Lad det ultimative betyde den kategori, der udelukkende er betinget af sig selv. Denne kategori er blevet betegnet på mange måder igennem filosofihistorien. Typisk er det forstået som en art enhed, for eksempel ved at betegne én type, som alle genstande tilhører, eller igennem den påstand, at kun én genstand eksisterer (f.eks. universet), eller den påstand, at kun én grundlæggende genstand eksisterer (f.eks. kvantefeltet). Men det ultimative behøver ikke at forstås som en integreret enhed. Alternativt kan det beskrives som et koordineret system af kræfter, der frembringer alle genstande, eller et system af betingelser for inddelingen af alle genstande. Ideen om ultimativ materie er historisk set faldet under mange af disse beskrivelser, såsom en grundlæggende genstand, en fælles type, som alle genstande tilhører, eller som et system af betingelser for alle genstande – ofte flere af disse på samme tid. Grundtanken er, at materialitet ud fra denne ide besidder nogle egenskaber, der gør den særlig egnet til at være ultimativ. Dette er især forbundet med hvorledes (ideen om) materialitet er tænkt og benyttet i udviklingen af den moderne videnskab. Allerede Aristoteles overvejede, om materien kunne være ultimativ, hvilket for ham betød, at den var noget generisk ubestemt på tværs af alle substanser. Han hævdede, at dette ville være umuligt. Grunden hertil er, at noget kun kan være begribeligt hvis det besidder bestemte egenskaber og kan adskilles fra andre genstande. Men hvis materien er ultimativ, så vil den hverken besidde bestemthed eller kunne separeres fra andre genstande. Derfor er ultimativ materie en ubegribelig størrelse.2Aristoteles, Metafysik (Aarhus: Klim, 2021).
Jeg ønsker yderligere at problematisere ideen om ultimativ materie som begrundet i den videnskabelige praksis. Jeg vil gøre dette ved at fremhæve en flertydighed i, hvordan materien bliver forstået i naturvidenskaberne. Først skal vi dog forstå hvilken ide om materie, der har motiveret tanken om materialitet som en ultimativ kategori. Denne ide opstår særligt i perioden mellem 1500- og 1800-tallet og er eksemplificeret ved naturtænkere såsom Pierre Gassendi, Thomas Hobbes, Issac Beeckman m.fl. Dette skete i takt med udviklingen af den klassiske dynamik og den videnskabelige metode, hvor den abstrakte matematik tillod vidtrækkende beskrivelser af legemers bevægelser. Resultatet af denne udvikling var en forståelse af materie som en vedvarende genstand, der forbliver identisk på tværs af dynamisk-matematiske beskrivelser af bevægelse.
Det var Demokrits ide om atomer – uforanderlige og udelelige bestanddele – der skabte grobund for at forstå materialitet som noget vedvarende på tværs af bevægelser. Ifølge denne ide, så er materien et system af legemer, som er i bevægelse, besidder bestemte ekstensive egenskaber, såsom størrelse og bevægelse, og er adskilte fra hinanden. Materien betegner her et system af grundlæggende bestanddele – materielle legemer – der er konstante på tværs af omskiftelige forhold og tillader en fælles og udtømmende beskrivelse af alle genstande. Særligt Isaac Newtons ligninger var afgørende for at cementere denne forståelse af materie og materielle systemer. Hans ligninger beskriver kvantiteten af bevægelser i et materielt system, som må være bevarede på tværs af forandringer i tid og rum. De generelle forhold imellem disse bevarede kvantiteter er matematiske symmetrier, der er identiske i forskellige materielle systemer. Disse beskrivelser ledte til en ide om naturlove, ifølge hvilken alle legemer er underlagt disse symmetriske forhold imellem kvantiteter. Disse naturlove dikterer, hvordan materien kontinuerligt transmitterer dens kvantiteter, såsom hastighed og retning, imellem sine bestanddele. Materien var derfor underlagt matematiske, nødvendige bevægelser, og mængden af kvantiteter ville derfor forblive konstant ved bevægelse. Hvis et system af materie derfor ikke afgiver disse kvantiteter til andre systemer, så bevarer det summen af sine kvantiteter under sådanne bevægelser. Særligt vigtigt er for denne ide er det, at interaktionen imellem bestanddelene er lineære. Det betyder, at produktet af interaktionen varierer proportionelt i forhold til de interagerende elementer. Produktet kan altså findes ved at lægge elementerne sammen. Et eksempel: Hvis du skruer op for lyden på din computer med ét tryk, så stiger lyden med én enhed. Den varierer altså proportionelt en-til-en. Resultatet af at trykke to gange på lydknappen kan altså beskrives ved at lægge to resultater af at trykke én gang sammen. Da den samlede kvantitet af et materielt system forbliver konstant, og da denne kan findes ved at lægge delmængderne sammen, så kan sådan et system beskrives ved visse makroegenskaber.3Robert C. Bishop, “Metaphysical and epistemological issues in complex systems”, i Philosophy of complex systems, red. Cliff Hooker (Elsevier, 2011): 105–136. Makroegenskaber såsom varme og energi er derfor en sum af mikroegenskaber i det materielle system. Når man beregner alle mulige fordelinger af delene i sådan et system, opdager man, at visse fordelinger af bestanddelene, kaldet ligevægtstilstande, er meget mere sandsynlige end andre. Overlader man derfor sådan et system til sig selv, vil makroegenskaberne næsten uundgåeligt udvikle sig mod ligevægt.4Katherine Brading & Elana Castellani, Symmetries in Physics: Philosophical Reflections (Cambridge, England: Cambridge University Press, 2002).
Den matematiske fysik inspirerede altså en bestemt forståelse af materie, som tillod både manipulationen og forudsigelsen af en lang række empiriske fænomener. Lad os kalde denne materieforståelse for idéen om passiv materie.
Ideen om passiv materie er uløseligt forbundet med bestemte filosofiske tanker og teorier. Idéen var særligt påvirket af den antikke filosofi og forsøget på at forstå universets principper og grundlæggende bestanddele. Ligeledes er ideen i høj grad en filosofisk fortolkning af matematiske beregningsmetoder, som især har tjent til at fremdrage det, der gjorde videnskabelige forklaringer og metoder særegne. Ideen har begrundet den principielle gyldighed af bestemte typer af beskrivelser på tværs af meget forskellige systemer. At systemer kan forstås som separate bestanddele, der interagerer lineært, lagde grund for en mekanisk forklaringsmodel, som allerede af Julien de La Mettrie blev benyttet til at forklare den menneskelige krop og psyke.5J. O. de La Mettrie, La Mettrie: Machine Man and Other Writings (Cambridge, England: Cambridge University Press, 1996). Ideen om bevarede symmetrier er ofte blevet fortolket som evidens for eksistensen af universelle og deterministiske naturlove. Carl Hempel foreslog i 1900-tallet, at videnskabelige forklaringer er særegne, fordi de er deduktivt udledt fra sådanne naturlove.6Carl Gustav Hempel, Aspects of Scientific Explanation and Other Essays in the Philosophy of Science (California: The Free Press, 1965). Dette har været grundlaget for en løbende diskussion om, hvad der kendetegner videnskabelige forklaringer. Derudover observerede Pierre Laplace, at da naturlovene med nødvendighed dikterer materiens bevægelse, og eftersom al materie skal forstås som passivt, så må universets udvikling være determineret.7Boris Kožnjak, “Who let the demon out? Laplace and Boscovich on determinism”, Studies in History and Philosophy of Science Part A 51 (2015): 42–52. Passiv materialitet har derfor været, og forbliver, central i filosofiske diskussioner om, for eksempel, eksistensen af frie vilje. Endelig, da passiv materie beskrives ved bevægelsen i sine delkomponenter, så har ideen motiveret overbevisningen om, at alle fænomener kan forklares ved sådan en opløsning.8Ingo Brigandt & Alan Love, “Reductionism in Biology”, The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Passiv materialitet har altså både motiveret et bestemt verdensbillede, samt reduktive, mekaniske, og universelle forklaringsmetoder, der forbliver aktuelle i samtiden. Denne fortælling er for mange velkendt. Mindre velkendt er en anderledes forståelse af materialitet, der siden anden verdenskrig har fundet videnskabelig anvendelse og har revolutioneret samtlige videnskaber, fra fysikken til sociologien.
Aktiv materialitet
Allerede i 1700- og 1800-tallet blev det bemærket, at der var åbenlyse eksempler i den empiriske verden på manglende symmetri og ligevægt i materielle systemer. Blandt andet af forskere som George Airy og William Thompson og naturfilosoffer som Johann Friedrich Blumenbach og Friedrich Wilhelm Joseph Schelling. Inden for videnskaben startede det som en række matematiske og empiriske problemer. Et eksempel er den matematiske beskrivelse af Watt-guvernøren. Dette er en roterende arm, der styrer hastigheden af en dampmaskine ved at regulere hvor meget tryk, der tilføres. Dette apparat er særligt, da det opererer i en tilstand udenfor ligevægt og ved hjælp af en feedbackmekanisme. James Maxwell var den første til at beskrive dette system matematisk.9James Clerk Maxwell, “On Governors”, Proceedings of the Royal Society of London 16 (1868): 270–283. Det interessante ved denne beskrivelse er, at den kun benytter globale variabler og deres indbyrdes forhold. Det er derfor en beskrivelse, der ikke behøver at referere til delkomponenters specifikke mekaniske arrangement. Det er altså visse globale dynamiske forhold, der regulerer systemets aktivitet. Dette markerede starten på den første bølge af såkaldt kontrolteori, hvilket er en familie af teorier, der forsøger at beskrive, hvordan uligevægtige systemer kan reguleres af feedbackdynamikker.
Et andet eksempel er, at man observerede et problem med at beskrive, ved hjælp af tyngdeloven, hvordan bevægelserne for et system med tre legemer i gensidig påvirkning udvikler sig over tid. Henri Poincaré opdagede, at bevægelserne er kaotiske fordi de er uendeligt følsomme overfor startbetingelserne. Der findes derfor ikke nogen general løsning på at forstå, hvordan systemet opfører sig over tid.10June Barrow-Green, Poincaré and the three body problem (Providence: American Mathematical Society, 1997). Det viste sig altså, at der er en række relativt simple systemer, der følger Newtons love, men som ikke har forudsigelige bevægelser. For det tredje, så opdagede den russiske matematiker Aleksandr Lyapunov, i sit studie af roterende væsker, en matematisk beskrivelse af stabilitet for legemer i konstant bevægelse. Det var først under den kolde krig, i designet af rumraketter, at implikationen af hans opdagelse stod klar. Raketsystemer er i uligevægt og opfører sig på non-lineær vis. Men Lyapunovs metode kan benyttes til at designe effektive kontrolsystemer, der garanterer, at raketten bevarer stabilitet i sin løbebane.11Rudolf E. Kalman & John E. Bertram, “Control System Analysis and Design Via the “Second Method” of Lyapunov: I – Continuous-Time Systems” Journal of Basic Engineering 82, nr. 2 (1960): 371–393. Den succesfulde lancering af Sputnik populariserede hurtigt hans metode i Vesten. Disse nye metoder og beskrivelser førte en ny bølge af kontrolteori med sig, hvor Norbert Wieners kybernetiske teori blev særligt populær. Ligeledes voksede interessen for de matematiske egenskaber ved systemer, som er i uligevægt og udviste asymmetrisk adfærd. Den vigtigste figur i denne nye strømning var Ilya Prigogine. Sammen med sin elev Grégoire Nicolis demonstrerede hun, at et system i uligevægt, som konstant optager og afgiver energi og materialer, vil opnå stabile tilstande. Desuden vil disse systemer skifte imellem forskellige stabile tilstande ved visse irreversible og asymmetriske overgange.12Ilya Prigogine & Gregoire Nicolis, “On symmetry-breaking instabilities in dissipative systems”, The Journal of Chemical Physics 46, nr. 9 (1967): 3542–3550. Alle disse forskellige nye metoder og indsigter i non-lineære, kaotiske og uligevægtige systemer blev langsomt konsolideret og en ny videnskab begyndte at forme sig – den såkaldte kompleksitetsvidenskab. Særligt Santa Fe-Instituttet, som blev grundlagt i 1980’erne, forsøgte at udvikle dette hurtigt voksende teoriapparat og benytte det i beskrivelser inden for alt fra fundamental fysik til økonomi. Det var en strålende succes, og i dag benyttes disse metoder overalt i videnskaben, f.eks. i nerve- og kognitionsvidenskaben,13Karl Friston, James Kilner & Lee Harrison, “A free energy principle for the brain”, Journal of Physiology-Paris 100, nr. 1 (2006): 70–87. i netværksteori om trafikmønstre,14M. J. Smith & M. B. Wisten, “A continuous day-to-day traffic assignment model and the existence of a continuous dynamic user equilibrium”, Annals of Operations Research 60, (1996): 59–79. inden for beskrivelser af bevægelsesmønstre for stæreflokke15Giorgio Parisi, In a Flight of Starlings. The wonder of complex systems (London: Penguin Press, 2023). og biologisk arvelighed.16Sui Huang, “The molecular and mathematical basis of Waddington’s epigenetic landscape: a framework for post-Darwinian biology?”, BioEssays 34, nr. 2 (2012): 149–157.
Kompleksitetsvidenskaben er mest af alt en samling beregningsmetoder. Men flere har påstået, at vi må gentænke vores forståelse af materialitet på baggrund af dens succes. Lad mig fremhæve tre unikke egenskaber, der kan findes i komplekse systemer, såsom orkaner eller strømhvirvler.
For det første har de en dynamisk helhed. De systemer, kompleksitetsvidenskaben undersøger, udviser ofte globale egenskaber, som ikke kan findes i deres delkomponenter. For eksempel har en strømhvirvel en kollektivt roterende bevægelse, der påføres alle vandpartikler og genstande, der drages ind i strømmen og får dem til at bevæge sig synkront. Det betyder, at en korrekt forståelse af denne type materie ikke kan dannes udelukkende på baggrund af dens bestanddele og deres aggregat. I stedet opfører materien sig som en samlet helhed hvis forandringer krydskoordineres på tværs af delelementer og hvis adfærd udelukkende kan begribes fuldstændigt igennem denne helhed.
For det andet er disse systemer selvorganiserende. Materien bevæger sig kollektivt, på baggrund af sine inhærente egenskaber, og danner globale mønstre, der organiserer materiens bevægelse. I strømhvirvlen opstår den roterende bevægelse spontant som følge af vandpartiklernes bevægelse uden behov for, at en ekstern roterende struktur pålægges den. Den roterende bevægelse er organisatorisk uafhængig af, at bestemte vandpartikler indgår i den, og den har selvstændig indvirkning på, hvordan disse bevæger sig. Materien danner altså en organisation, der består delvist uafhængigt af tilføjelsen og udledningen af bestanddele.17John D. Collier & Chris A. Hooker, “Complexly organised dynamical systems”, Open Systems & Information Dynamics 6, nr. 3 (1999): 241–302. Der er således både et organisatorisk og et komponentmæssigt aspekt ved disse materielle systemer, der indgår i gensidigt forstærkende forhold. Den materielle organisation betinger de materielle komponenters bevægelse, og disse komponenter opretholder den materielle organisation ved at tilføre ny bevægelse til systemet.
For det tredje er disse systemer kontekstsensitive. Det materielle systems eksistens og adfærd afhænger i høj grad af favorable omstændigheder, der tilfører bevægende komponenter og aktiverer deres inhærente dispositioner.18Bernadette Bensaude Vincent, “From self-organization to self-assembly: a new materialism?”, History and philosophy of the life sciences, 38, nr. 3 (2016). Hvirvelstrømmen kan kun eksistere på baggrund af, at der er modsatrettede vandstrømme. Desuden betinger den materielle organisation den videre udvikling af systemet således, at den givne tilstand, det befinder sig i, i høj grad afhænger af, hvilke tilstande, det har befundet sig i tidligere. Hvirvelstrømmen udvikler sig i vekselvirkningen imellem egenskaberne af de tilførende strømme, den globale rotation, egenskaberne ved de bestemte partikler m.m., og den udvikler sig derfor på en yderst specifik måde afhængigt af små variationer inden for alle disse parametre. Disse systemer opnår derfor en grad af individualitet med en særlig historie og omstændigheder hvis karakter ikke kan indfanges af en universel beskrivelse.
Den aktive materie er altså en selvbevægende og historisk-kontekstuel helhed. Den eksisterer som følge af en uligevægt og danner stabilitet på baggrund af asymmetriske forandringer. Aktiv materialitet og passiv materialitet er altså forskellige egenskaber, der kan tilskrives ulige empiriske systemer, fordi de kræver forskelligartede beskrivelser. Eksistensen af aktiv materialitet betinger derfor i høj grad påstanden om, at passiv materialitet er en ultimativ virkelighed. Særligt sætter det spørgsmålstegn ved det tidligere materialistisk-mekaniske verdensbillede og dets universelle og reduktive beskrivelser. Mange af de fysiske systemer, der findes i naturen, fra galaktiske strukturer, planetære bevægelser, til økologiske forandringer, er ofte bedre beskrevet igennem den aktive materies egenskaber. Selv hele universets udvikling, som en gradvis differentiering fra en oprindelig tilstand som en homogen singularitet til et heterogent mangefold af atomare, planetære og organiske strukturer, er blevet beskrevet som aktiv materialitet.19Chris Klinger, Bootstrapping Reality from the Limitations of Logic (VDM Verlag, 2010); Ilya Prigogine & Isabelle Stengers, Order Out of Chaos: Man’s New Dialogue with Nature (New York: Bantam Books, 1984). Sådan en udvikling er sket igennem ikke-lineære processer, der har genforstærket uendeligt små variationer i universets materielle fordeling til i stigende grad at frembringe større variationer i denne fordeling.20Sergei F. Shandarin, “Nonlinear dynamics of the large-scale structure in the universe”, Physica D: Nonlinear Phenomena, 77, nr. 1–3 (1994): 342–353. Tænkes materialitet derfor som noget ultimativt, der indbefatter og konstituerer alt eksisterende, så har aktiv materialitet også belæg for at være ultimativ. Men aktiv materialitet vækker også to andre overvejelser. For det første kan materialitet udvise en høj grad af individualitet, aktivitet og kontekstsensitivitet. For det andet afhænger materialitetens egenskaber i høj grad af, hvilke beregningsmetoder der bruges til at beskrive empiriske systemer.
Aktiv materialitet har dannet grobund for en intellektuel vending, som fordrer en gentænkning af den videnskabelige praksis og den ontologiske status af specialvidenskabernes objekter. Særligt har den såkaldte nymaterialisme undersøgt materiens rolle i sociale, politiske og litterære sammenhæng.21Jane Bennett, Vibrant matter: A political ecology of things (Durham: Duke University Press, 2010); Karen Barad, Meeting the universe halfway: Quantum physics and the entanglement of matter and meaning (Durham: Duke University Press, 2007). Nymaterialister har argumenteret for, at materialitet ikke blot er en passiv transmission af kvantiteter, men en aktiv, formdannende størrelse. Materialitet er ifølge dem noget, som aktivt skaber vores sociale verden og personlige erfaring og udøver modstand, når menneskelig aktivitet forsøger at kontrollere det.
Desuden har den såkaldt spekulative realisme udkastet nye metafysiske spekulationer om virkelighedens grundlæggende strukturer med udgangspunkt i at gentænke nogle af filosofihistoriens antagelser.22Iris Van Der Tuin & Rick Dolphijn, New materialism: Interviews & cartographies (Berkshire: Open Humanities Press, 2012). Særligt ideen om, at subjektet konstituerer verden, eller nægter os direkte adgang til den, er blevet kritiseret. I stedet hævder Graham Harman, at vi skal sætte objekterne i centrum,23Graham Harman, Object-oriented ontology: A new theory of everything (London: Penguin UK, 2018). ligesom Quentin Meillassoux har forsøgt at vise, at sikker viden om primære materielle egenskaber kan opnås.24Quentin Meillassoux, After finitude: An essay on the necessity of contingency (London: Bloomsbury Publishing, 2010). Videnskabfilosofien har ligeledes måtte acceptere, at den deduktive-nomologiske model er en sjælden forklaringsmetode i videnskaben, som ikke kan benyttes i undersøgelsen af mange komplekse sammenhænge og fænomener.25William Bechtel & Robert C. Richardson, Discovering complexity: Decomposition and localization as strategies in scientific research (Cambridge, MA: MIT press, 2010). En interessant udvikling kan findes i biologien, hvor kompleksitetsvidenskaben har lagt grobund for en ny forståelse af, hvad liv er.
Levende materie
Levende systemer består af materielle bestanddele, men opfører sig særligt i forhold til andre materielle systemer. Da levende systemer opfører sig målrettet og som en integreret helhed, har man historisk set haft svært ved at give en videnskabelig forklaring af dem. Særligt i 1800-tallet var der stor strid om, hvorvidt liv kan forklares udelukkende på baggrund af materielle kræfter. Det hævdede blandt andre Wilhelm Roux og Jacques Loeb, at det kan. Modsat hævdede andre, blandt andre Carl Reichenbach og Hans Driesch, at vi må antage eksistensen af en vital kraft for at forstå liv. Vitalisterne påstod for eksempel, at organiske molekyler og processer udelukkende kan forklares videnskabeligt ved at henvise til en vital kraft. Påstanden var tæt forbundet til eksperimenter med organisk kemi og blev gransket på dette grundlag. Et stort fremskridt for ideen om, at der ikke findes en vital kraft, var Hermann von Helmholtzs bevis i 1845 for at varme i dyr udelukkende er genereret af termodynamiske processer. Da varme i dyr altså kan forklares fysisk, så er en henvisning til en vital kraft overflødig, og det gav belæg for, at fysiske beskrivelser ville være tilstrækkelige forklaringer af liv i det hele taget. Vitalismen fik endnu et fatalt slag af Eduard Buchners eksperiment i 1889, som viste, at et ekstrakt fra gær kan fermentere uafhængigt at dets cellulære kontekst. Eksperimentet viste, at ingen vitale kræfter var nødvendige i produktionen af organiske molekyler, og det blev startskuddet til den biokemiske videnskab.26Arthur Kornberg, “Centenary of the Birth of Modern Biochemistry”, The FASEB journal 11, nr. 14 (1997): 1209–1214. Herefter blev vitalismen i stigende grad upopulær, og ambitionerne om at beskrive levende systemer som fysisk-kemiske systemer blev det nye paradigme. Den eksperimentelle biologi blev dominerende, og for de fleste biologer blev spørgsmålet om livets særlige karakter uinteressant. I stedet undersøgte man hvilke egenskaber og processer, der var involveret i specifikke levende systemer. Dette var biokemien, eksperimentalbiologien, og senere den molekylære biologi særligt egnet til at undersøge.
Men det stod stadig klart for mange allerede i perioden 1900–1950, at der var noget særligt ved organismer. De befandt sig nemlig i en form for stabilitet, men af en art, der er væsensforskellig fra termodynamisk ligevægt. Biologien havde derfor stor indvirkning på udviklingen af kompleksitetsvidenskaben. F.eks. understregede Frederick Donnan i en tale til The British Science Association, at man må forstå levende systemer som værende i uligevægt, og at en organisme i ligevægt er lig med døden.27Frederick G. Donnan, “The Mystery of Life”, Nature 122, nr. 3075 (1928): 512–514. Organismer var altså et af de tydeligste eksempler på aktiv materialitet. Men levende systemer har også en række egenskaber, der er særegne i forhold til andre former for aktiv materialitet. Modsat en orkan eller strømhvirvel, så opretholder organismer aktivt deres egen tilstand. De er altså selvorganiserede i en anden forstand end ikke-levende aktiv materialitet. De er selvopretholdende. Netop denne særlige egenskab ved liv ville Walter B. Cannon fremhæve med begrebet “homøostase”.28Walter Bradford Cannon, “Physiological regulation of normal states: some tentative postulates concerning biological homeostatics”, i Ses Amis, ses Colleges, ses Eleves, red. Charles Richet (Paris: Edition Medicales, 1926). Den kendte fysiker Erwin Schrödinger var fascineret af denne materielle særegenhed ved liv og spillede en afgørende rolle i at popularisere studiet af den. Han afholdt en række forelæsninger på området, som ledte til stigende opmærksomhed om, at liv rejste en række videnskabelige problemer.29Erwin Schrödinger, What is life?: With mind and matter and autobiographical sketches (Cambridge: Cambridge University Press, 2014). Han stillede tre spørgsmål: Hvordan kan liv opretholde sig selv i uligevægt på trods af materiens tendens mod ligevægt? Hvad er arvematerialet i levende systemer? Kan liv forklares udelukkende med henvisning til fysikkens kendte naturlove? Det var først da kompleksitetsvidenskaben modnede med nye værktøjer, at problemet om livets særlige forfatning syntes at være til at løse. Disse værktøjer tillod en besvarelse af Schrödingers første spørgsmål, nemlig at liv opretholder sig selv i uligevægt, ligesom aktiv materialitet, ved konstant at indtage energi og materialer. Det andet spørgsmål fandt sit svar i opdagelsen af DNA.
Det tredje spørgsmål – og mere generelt spørgsmålet om, hvad der definerer liv i det hele taget – er stadig genstand for meget debat i dag. Definitionen af liv er blevet en populær forskningsgenstand, da det er særlig vigtigt for tre hurtigt voksende forskningsområder. Det første er forskning i livets oprindelse på Jorden. For at danne en fyldestgørende teori om, hvordan liv skulle være opstået fra kemiske sammenhænge på vores planet, kræves en besvarelse af hvad liv overhovedet er.30Athel Cornish-Bowden & María Luz Cárdenas, “Contrasting theories of life: Historical context, current theories. In search of an ideal theory”, Biosystems, 188 (2020): 104063. Det andet forskningsområde er den spæde astrobiologi, som videnskabeligt forsøger at afgøre, om liv er opstået på andre planeter. For at vide, hvad man leder efter, behøver man et kriterie for, hvad liv er.31Mark A. Bedau (2010), “An Aristotelian account of minimal chemical life”, Astrobiology 10, nr. 10 (2010): 1011–1020. Særligt vigtigt er, at dette kriterie er uafhængigt af den specifikke kemiske forfatning, som livet på vores planet tilfældigvis kunne have opnået. For det tredje er der bevidstheds- og kognitionsforskningen, hvor flere mener, at bevidsthed og kognition er særligt forbundet til livets forfatning.32Peter Godfrey-Smith, “Spencer and Dewey on life and mind”, i Artificial life IV: Proceedings of the Fourth International Workshop on the Synthesis and Simulation of Living Systems, red. Rodney A. Brooks & Pattie Maes (Cambridge, MA: The MIT Press, 1994), 80–89. For alle disse tre områder er kompleksitetsvidenskaben og den aktive materie absolut central i forhold til at danne en principiel og videnskabelig forståelse af livets forfatning. Særligt da aktiv materie besidder et organisatorisk aspekt, der er delvist uafhængigt af sine bestanddele, kan sådanne teorier fokusere på de organisatoriske og strukturelle aspekter af levende systemer. De kan derfor benyttes på tværs af levende systemer med et mangefold af forskellige kemisk-materielle bestanddele.
Livet er selvopretholdende og besidder derfor en række organisatoriske særegenheder, som ikke findes i ikke-levende aktiv materialitet. Der er i stedet tale om en levende materie. Foruden at være en selvbevægende og historisk-kontekstuel helhed, så besidder liv en lukket cirkularitet. Immanuel Kant var en af de første filosoffer til at pointere denne organisatoriske særegenhed. Han hævdede nemlig, at enhver del af helheden er både middel og formål for enhver anden del, og helheden besidder derfor en formgivende (modsat bevægende) kraft. Kant mente, at dette blot er et regulativt princip for vores forståelse af levende systemer og ikke en konstitutiv beskaffenhed ved organismer.33Immanuel Kant, The Critique of Judgment (Oxford: Clarendon Press, 1952). Men ideen om den aktive materie har muliggjort at tænke denne organisation som en konstitutiv beskaffenhed ved livet. Den aktive materie kan påtage sig en lukket cirkulær struktur, hvor enhver proces i den aktive materie opretholder og lader sig opretholde af andre processer i systemet. Systemet bliver derfor lukket i den forstand, at de indre processer er dem, som er indvævet i den selvopretholdende cirkularitet, hvorimod det ydre er de processer, der ikke har denne status.34Humberto R. Maturana, & Francisco J. Varela, Autopoiesis and cognition: The realization of the living (Dordrecht: D. Reidel Publishing Company, 1980). For eksempel kræver dyr et hjerte, som pumper blod, og hjertet kræver, at ilt tilføres, hvilket kræver, at blod transporterer ilt, og dette kræver igen et hjerte, som pumper blod. Hjertet er derfor en indre proces i organismen, fordi det er indvævet i et cirkulært system, der tilsammen opretholder dyret.
Et andet særligt aspekt ved den levende materie, der adskiller det fra aktiv materie, er afkoblet regulering. Det levende system kan befinde sig i en række tilstande, hvori det kan selvopretholde, men disse er delvist afhængige af omskiftelige omstændigheder. For at systemet kan forblive selvopretholdende i ikke-favorable omstændigheder, må det altså have evnen til at skifte imellem forskellige gunstige tilstande relativt til omstændighederne. F.eks. behøver en bakterie at indtage sukker, og hvis ingen sukker er opløst i dets omkringliggende miljø, så vil det sulte, og det er derfor nødsaget til at skifte miljø. Bakterien skifter derfor fra at flyde til at svømme. Der må være et organisatorisk undersystem, der varetager denne proces. Dette undersystem skal kunne virke på tværs af mange omstændigheder og diverse selvopretholdende tilstande, som systemet kan befinde sig i. Derfor må undersystemet være delvist afkoblet systemet og miljøet. Desuden må dette undersystem kunne detektere forstyrrelser af selvopretholdelsen og på baggrund af dette skifte til en anden tilstand, der kan bevare selvopretholdelsen.35Alvaro Moreno & Matteo Mossio, Biological autonomy (Dordrecht: Springer, 2015). Bakterien har et motorsystem af proteiner på cellemembranen, som aktiveres når det detekterer en faldende sukkeropløsning i en væske, der skubber det mod stigende sukkeropløsning. Aktiveringen af disse proteiner kan ikke være afhængig af tilgængeligheden af en høj opløsning af sukker, og må derfor fungere delvist uafhængigt at bakteriens forbrænding af sukker. Som følge af dette er den levende materie også hierarkisk metastabil. Da undersystemerne i den lukkede cirkularitet besidder delvis uafhængighed i forhold til systemet som en helhed, og andre undersystemer, så danner de et hierarki af afhængighed og kontrol. I bakterien er dette et forhold imellem de kemiske netværk, der varetager forbrænding, og de, som varetager bevægelse og sansning. Desuden, da systemet som en helhed kan være stabilt på tværs af et mangefold af tilstande, så er det metastabilt. F.eks. er bakterien et metastabilt system på tværs af mange stabile forbrændings‑, bevægelses- og sansetilstande. Endeligt betyder dette, at systemet er foregribende, da dets eksistens afhænger af, at det detekterer potentielle tilstande. Det kan både afgrænse hvilke potentielle tilstande, det kan befinde sig i ved forstyrrelser, og hvilke det kan skifte til, før den lukkede cirkularitet bryder sammen. Bakterien kan fornemme, at den snart vil finde sig i en tilstand af sult, som vil slå den ihjel, detektere, at der er mere sukker i en bestemt retning, og fornemme de handlingsmuligheder, den har for at overleve. Muligheder er altså ontologisk afgørende for den levende materie, da dens eksistensbetingelser afhænger af en afgrænsning af potentielle forstyrrelser og mulige responser på disse forstyrrelser.36Robert Rosen, Anticipatory systems (Dordrecht: Springer, 2012).
Levende materie er altså en type aktiv materie, som er hierarkisk metastabil og cirkulært lukket med en afkoblet og foregribende regulering. Da aktiv materie generelt besidder en række globale egenskaber, som ingen af dens delkomponenter besidder, så gælder dette også i særlig høj grad for den levende materie. Den historisk-kontekstuelle karakter af reguleret selvopretholdelse leder til en ny global egenskab kaldet adaption. Denne egenskab kan redegøre for, hvorfor sådanne systemer udvikler sig til højere grad af kompleksitet hen over tid.37Ezequiel Di Paolo, “Autopoiesis, adaptivity, teleology, agency”, Phenomenology and the Cognitive Sciences 4, nr. 4 (2005): 429–452. Ligeledes hævder nogle, at den lukkede cirkularitet, der tjener til helhedens selvopretholdelse, tildeler delprocesserne en status af at være funktioner, der tjener en norm om overlevelse.38Wayne D. Christensen & Mark H. Bickhard, “The Process Dynamics of Normative Function”, The Monist 85, nr. 1 (2002): 3–28. Systemets uafhængighed fra det miljø, det reagerer på i forhold til disse normer og som det interagerer med som en samlet helhed, giver systemet en status som en agent.39Xabier E. Barandiaran, Ezequiel Di Paolo & Marieke Rohde, “Defining Agency: Individuality, Normativity, Asymmetry, and Spatio-temporality in Action”, Adaptive behavior 17, nr. 5 (2009): 367–386. Som følge deraf er agentbaserede modeller for organismer og molekyler blevet mere populære det seneste årti, og kognitive studier af mikroorganismer er blevet et etableret værktøj.40Pamela Lyon, Fred Keijzer, Detlev Arendt & Michael Levin, “Reframing cognition: getting down to biological basics”, Philosophical Transactions of the Royal Society B 376 (2021). Begrebet om den levende materie er altså en central figur i en ny og omfattende revolution inden for den biologiske tænkning, der kan give nyttige begrebsværktøjer, som berører vores forståelse af både bevidsthed, evolution og organiske molekyler. I studiet af bevidsthed har det såkaldte dualismeproblem anledt visse forskere til at hævde, at dette problem opstår i forsøget på at forbinde passiv materialitet med bevidsthed uden at indtænke aktiv og levende materialitet som mellemled.41Evan Thompson, Mind in life: Biology, phenomenology, and the sciences of mind (Harvard: Harvard University Press, 2010). En dybere forståelse af levende materialet har omvæltet den evolutionære tænkning ved at inkludere både organismer som aktive agenter i deres formdannelse samt ikke-genetiske processer for nedarvning.42Eva Jablonka & Marion J. Lamb, Inheritance systems and the extended evolutionary synthesis (Cambridge: Cambridge University Press, 2020). Ligeledes opstår organiske molekyler i konteksten af levende materie, hvorfra deres specifikke konfiguration og funktion afledes. Ved at indtænke denne kontekst kan livets molekylære grundlag bedre forstås og åbne nye designmuligheder for produktionen af medicin og materialer.43Gizem Gumuskaya, Pranjal Srivastava, Ben G. Cooper, Hannah Lesser, Ben Semegran, Simon Garnier & Michael Levin, “Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Human Somatic Progenitor Seed Cells”, Advanced Science 11, nr. 4 (2024).
Materiens mangefold
Aktiv og levende materialitet er ikke blot en videnskabelig kuriositet, men en presserende politisk virkelighed. At løse klimaforandringerne og tabet af vores biodiversitet kræver en bedre forståelse af vores planetære systemer, som er karakteriseret ved en aktiv og levende materialitet. Disse typer materialitet udtrykker således et behov for at beskrive og løse politisk-økologiske problematikker. Men de er også et forsøg på at artikulere den menneskelige position i en bredere naturlig og kosmologisk kontekst, der er mindre fremmedgørende end det billede, som den passive materialitet har tegnet.
Materialitet er bedst identificeret ved en række beskrivelser – matematiske, empiriske og konceptuelle – der kan hjælpe os til at forstå og interagere med virkeligheden. I denne kontekst er det tydeligt, at materialitet forekommer som en heterogen mangfoldighed, der udviser forskellige egenskaber. Oprindeligt fandt ideen om materialitet noget af sin begrundelse i at garantere vedvarende identitet i den samlede kvantitet af empiriske systemer på tværs af forandring. Materialitet er således en metode til afdække, beregne og sammenholde forskellige processer i én enhed. Men begrebets videnskabelige omvæltninger har illustreret, hvor meget den ontologiske fortolkning af passiv materialitet beroede på, hvilke empiriske systemer, man valgte at undersøge. I dag betyder materialitet meget mere end et symmetrisk system af separate og bestandige dele, der besidder kvantitative egenskaber. Den indbefatter nu også egenskaber som dynamisk selvbevægende helhed, agens og aktivitet, selvregulering, adaption og endda normer – alt efter hvilke metoder og teorier, man benytter, og hvilke systemer, man undersøger.
Det er altså svært at begrunde ultimativ materie i en samlet videnskabelige ide om materie som sådan. Det filosofiske projekt om at legitimere en ultimativ kategori, særligt som materie, må derfor præsentere en ide, der er konsistent med det mangefold af materielle systemer, der findes i videnskaben. Dette er særligt vigtigt da dette mangefold af materielle systemer, og den medfølgende flertydighed af materialitetens ide, er tæt forbundet med den videnskabelige praksis og dens modeller, ligninger, eksperimentale opstillinger og praktiske hensigter. Med så mange forskellige skikkelser på tværs af videnskaben, så vil materie som sådan i høj grad blive noget generisk ubestemt. Ligesom Aristoteles kan vi derfor spørge: Kan materien forstås som noget ultimativt og hvordan kan den begribes?
Uagtet hvordan dette filosofiske projekt indfries, så må det ske på baggrund af et informeret engagement med flertydigheden af materialitet i samtidens videnskaber. Ligeledes må vi omhyggeligt overveje, at diverse typer materialitet udviser en række egenskaber, der er særligt egnet til den videnskabelige praksis og derfor ikke ligefremt kan omsættes til et filosofisk projekt om en ultimativ ontologi. Materialitet er ofte forbundet med afgrænsede rumlige og tidslige sammenhænge, der kan beskrives matematisk. En ultimativ kategori kan – per definition – ikke være en rumlig og tidslig afgrænset sammenhæng. Ligeledes er der god grund til at være skeptisk om, hvorvidt det ultimative er en type genstand, der frugtbart kan behandles matematisk. Altså må ideen om materie transformeres for at blive egnet til denne type filosofisk behandling, og videnskaben leverer ingen ide om materialitet, der fyldestgørende kan indfri sådan et filosofisk projekt.
Den filosofiske kategori om det ultimative, og materialitetens rolle i den videnskabelige praksis, er derfor to meget forskellige projekter, der i stigende grad er vokset fra hinanden. Og det er godt. Netop fordi passiv materialitet ikke længere er en imperialistisk størrelse, der koloniserer alt som eksisterer, har vi vundet nye og filosofisk interessante indsigter i observerbare systemer. Aktiv og levende materie er grundlaget for mange af fremskridtene i den nyere tids videnskab. Det er netop deres uafhængighed fra den passive materialitet, der åbner nye måder at tænke om vores position i universet og tillader os at løse nutidens og fremtidens kriser.
| 1. | Mary Louise Gill, Aristotle on substance: The paradox of unity (Princeton, New Jersey: Princeton University Press, 1989); Mary Louise Gill, “Part I: Analysis of Dynamic Categories: Aristotle’s Distinction between Change and Activity”, Axiomathes 14, (2004): 3–22. |
| 2. | Aristoteles, Metafysik (Aarhus: Klim, 2021). |
| 3. | Robert C. Bishop, “Metaphysical and epistemological issues in complex systems”, i Philosophy of complex systems, red. Cliff Hooker (Elsevier, 2011): 105–136. |
| 4. | Katherine Brading & Elana Castellani, Symmetries in Physics: Philosophical Reflections (Cambridge, England: Cambridge University Press, 2002). |
| 5. | J. O. de La Mettrie, La Mettrie: Machine Man and Other Writings (Cambridge, England: Cambridge University Press, 1996). |
| 6. | Carl Gustav Hempel, Aspects of Scientific Explanation and Other Essays in the Philosophy of Science (California: The Free Press, 1965). |
| 7. | Boris Kožnjak, “Who let the demon out? Laplace and Boscovich on determinism”, Studies in History and Philosophy of Science Part A 51 (2015): 42–52. |
| 8. | Ingo Brigandt & Alan Love, “Reductionism in Biology”, The Stanford Encyclopedia of Philosophy. |
| 9. | James Clerk Maxwell, “On Governors”, Proceedings of the Royal Society of London 16 (1868): 270–283. |
| 10. | June Barrow-Green, Poincaré and the three body problem (Providence: American Mathematical Society, 1997). |
| 11. | Rudolf E. Kalman & John E. Bertram, “Control System Analysis and Design Via the “Second Method” of Lyapunov: I – Continuous-Time Systems” Journal of Basic Engineering 82, nr. 2 (1960): 371–393. |
| 12. | Ilya Prigogine & Gregoire Nicolis, “On symmetry-breaking instabilities in dissipative systems”, The Journal of Chemical Physics 46, nr. 9 (1967): 3542–3550. |
| 13. | Karl Friston, James Kilner & Lee Harrison, “A free energy principle for the brain”, Journal of Physiology-Paris 100, nr. 1 (2006): 70–87. |
| 14. | M. J. Smith & M. B. Wisten, “A continuous day-to-day traffic assignment model and the existence of a continuous dynamic user equilibrium”, Annals of Operations Research 60, (1996): 59–79. |
| 15. | Giorgio Parisi, In a Flight of Starlings. The wonder of complex systems (London: Penguin Press, 2023). |
| 16. | Sui Huang, “The molecular and mathematical basis of Waddington’s epigenetic landscape: a framework for post-Darwinian biology?”, BioEssays 34, nr. 2 (2012): 149–157. |
| 17. | John D. Collier & Chris A. Hooker, “Complexly organised dynamical systems”, Open Systems & Information Dynamics 6, nr. 3 (1999): 241–302. |
| 18. | Bernadette Bensaude Vincent, “From self-organization to self-assembly: a new materialism?”, History and philosophy of the life sciences, 38, nr. 3 (2016). |
| 19. | Chris Klinger, Bootstrapping Reality from the Limitations of Logic (VDM Verlag, 2010); Ilya Prigogine & Isabelle Stengers, Order Out of Chaos: Man’s New Dialogue with Nature (New York: Bantam Books, 1984). |
| 20. | Sergei F. Shandarin, “Nonlinear dynamics of the large-scale structure in the universe”, Physica D: Nonlinear Phenomena, 77, nr. 1–3 (1994): 342–353. |
| 21. | Jane Bennett, Vibrant matter: A political ecology of things (Durham: Duke University Press, 2010); Karen Barad, Meeting the universe halfway: Quantum physics and the entanglement of matter and meaning (Durham: Duke University Press, 2007). |
| 22. | Iris Van Der Tuin & Rick Dolphijn, New materialism: Interviews & cartographies (Berkshire: Open Humanities Press, 2012). |
| 23. | Graham Harman, Object-oriented ontology: A new theory of everything (London: Penguin UK, 2018). |
| 24. | Quentin Meillassoux, After finitude: An essay on the necessity of contingency (London: Bloomsbury Publishing, 2010). |
| 25. | William Bechtel & Robert C. Richardson, Discovering complexity: Decomposition and localization as strategies in scientific research (Cambridge, MA: MIT press, 2010). |
| 26. | Arthur Kornberg, “Centenary of the Birth of Modern Biochemistry”, The FASEB journal 11, nr. 14 (1997): 1209–1214. |
| 27. | Frederick G. Donnan, “The Mystery of Life”, Nature 122, nr. 3075 (1928): 512–514. |
| 28. | Walter Bradford Cannon, “Physiological regulation of normal states: some tentative postulates concerning biological homeostatics”, i Ses Amis, ses Colleges, ses Eleves, red. Charles Richet (Paris: Edition Medicales, 1926). |
| 29. | Erwin Schrödinger, What is life?: With mind and matter and autobiographical sketches (Cambridge: Cambridge University Press, 2014). |
| 30. | Athel Cornish-Bowden & María Luz Cárdenas, “Contrasting theories of life: Historical context, current theories. In search of an ideal theory”, Biosystems, 188 (2020): 104063. |
| 31. | Mark A. Bedau (2010), “An Aristotelian account of minimal chemical life”, Astrobiology 10, nr. 10 (2010): 1011–1020. |
| 32. | Peter Godfrey-Smith, “Spencer and Dewey on life and mind”, i Artificial life IV: Proceedings of the Fourth International Workshop on the Synthesis and Simulation of Living Systems, red. Rodney A. Brooks & Pattie Maes (Cambridge, MA: The MIT Press, 1994), 80–89. |
| 33. | Immanuel Kant, The Critique of Judgment (Oxford: Clarendon Press, 1952). |
| 34. | Humberto R. Maturana, & Francisco J. Varela, Autopoiesis and cognition: The realization of the living (Dordrecht: D. Reidel Publishing Company, 1980). |
| 35. | Alvaro Moreno & Matteo Mossio, Biological autonomy (Dordrecht: Springer, 2015). |
| 36. | Robert Rosen, Anticipatory systems (Dordrecht: Springer, 2012). |
| 37. | Ezequiel Di Paolo, “Autopoiesis, adaptivity, teleology, agency”, Phenomenology and the Cognitive Sciences 4, nr. 4 (2005): 429–452. |
| 38. | Wayne D. Christensen & Mark H. Bickhard, “The Process Dynamics of Normative Function”, The Monist 85, nr. 1 (2002): 3–28. |
| 39. | Xabier E. Barandiaran, Ezequiel Di Paolo & Marieke Rohde, “Defining Agency: Individuality, Normativity, Asymmetry, and Spatio-temporality in Action”, Adaptive behavior 17, nr. 5 (2009): 367–386. |
| 40. | Pamela Lyon, Fred Keijzer, Detlev Arendt & Michael Levin, “Reframing cognition: getting down to biological basics”, Philosophical Transactions of the Royal Society B 376 (2021). |
| 41. | Evan Thompson, Mind in life: Biology, phenomenology, and the sciences of mind (Harvard: Harvard University Press, 2010). |
| 42. | Eva Jablonka & Marion J. Lamb, Inheritance systems and the extended evolutionary synthesis (Cambridge: Cambridge University Press, 2020). |
| 43. | Gizem Gumuskaya, Pranjal Srivastava, Ben G. Cooper, Hannah Lesser, Ben Semegran, Simon Garnier & Michael Levin, “Motile Living Biobots Self-Construct from Adult Human Somatic Progenitor Seed Cells”, Advanced Science 11, nr. 4 (2024). |