في عام 1943 ألقى إرفين شرودنغر محاضرة في دبلن صارت لاحقًا كتابًا بعنوان «ما هي الحياة؟». طرح الفيزيائي، الذي فرّ من النازيين، سؤالًا بدا حينها شبه خارج عن اللياقة: هل يمكن تفسير الكائن الحيّ بقوانين الفيزياء؟ افترض أن الوراثة محفوظة في «بلورة غير دورية» (aperiodic crystal)، وذلك قبل عشر سنوات من اكتشاف اللولب المزدوج للحمض النووي DNA. ومنذ ذلك الحين استوعبت البيولوجيا لغة الديناميكا الحرارية والمعلومة، لكن مجموعة مبادئ فيزيائية دنيا ومتكاملة للحياة القابلة للتكيّف لم تظهر بعد.

يقدّم العمل الجديد ستة من هذه المبادئ. وهي ليست استنتاجات من معادلات، بل مسلّمات: مصدر للإنتروبيا، ودوام المعلومة، واستجابة سريعة، وتكرارية، وكفاءة، وشبكات من مفاتيح متبادلة التأثير. لم يبنِ المؤلف نماذج ولم يُجرِ تجارب. جمع مشاهدات متفرقة في إطار واحد، وفحص مدى انسجام نتائج هذه المبادئ مع الحقائق المعروفة. تظهر الحياة هنا كأوركسترا، حيث كل عازف مفتاح، والمدوّنة تدفّق للإنتروبيا.

يتجلّى مصدر الإنتروبيا في التمثيل الضوئي والتمثيل الكيميائي، حيث تستفيد الكائنات من تدرّجات خارجية. ويظهر دوام المعلومة في تدرّج الحالات شبه المستقرة: من الحمض النووي DNA بذاكرة تمتد عبر الأجيال إلى اللدونة المشبكية بذاكرة تمتد عقودًا. وتوفّر الاستجابة السريعة تشكيلات البروتين (protein conformations) والتعديلات بعد الترجمة، وهي تعمل في أزمنة تتراوح بين أجزاء من الثانية والدقائق، بخلاف التنظيم البطيء للجينات. وتتحقق التكرارية عبر دورات إنزيمات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATPases) وإنزيمات الغوانوسين ثلاثي الفوسفات (GTPases) والقنوات الأيونية وانقسام الخلايا. وتتجلّى الكفاءة في عمل الإنزيمات والشيفرات العصبية التي توازن بين الدقة وكلفة الطاقة. وأخيرًا، تشكّل المفاتيح المتعددة شبكات: من دوائر التنظيم الجيني إلى التجمعات العصبية والأنظمة البيئية. وتتكرر هذه الأنماط على مقاييس مختلفة، ما يشير إلى عموميتها.

هذا معرفة خالصة حتى الآن، ولا تُرى له تطبيقات. قد يصبح الإطار أساسًا لنظرية كمّية في المستقبل، لكنه اليوم لا يعدو أن يكون أداة لتنظيم المشاهدات. والخطوة التالية هي تحويل المبادئ النوعية إلى كمّية. فلكل مسلّمة من المسلّمات الست يجب إيجاد قيود قابلة للقياس: الزمن الأقصى لعمر المعلومة، والمقايضة بين سرعة التبديل وكلفة الطاقة، وحدود تعقيد الشبكات، والعلاقة بين التبديد والأداء التكيّفي. وإن نجح ذلك، تحوّل الإطار من تصنيف إلى نظرية تنبؤية يمكن اختبارها تجريبيًا. عندئذ ستعزف الأوركسترا وفق نوتات يمكن حسابها.