Robert Rosen (27 junio 1934 a 28 diciembre 1998) fue un estadounidense teórico biólogo y profesor de Biofísica en la Universidad de Dalhousie . [1]
Robert Rosen | |
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Nació | |
Fallecido | 28 de diciembre de 1998 | (64 años)
Nacionalidad | Estados Unidos |
Ciudadanía | americano |
alma mater | Universidad de Chicago |
Carrera científica | |
Campos | Biología matemática , Genética cuántica , Biofísica |
Instituciones | Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo Dalhousie University |
Asesores académicos | Nicolas Rashevsky |
Notas | |
Carrera profesional
Rosen nació el 27 de junio de 1934 en Brownsville (una sección de Brooklyn ), en la ciudad de Nueva York . Estudió biología, matemáticas, física, filosofía e historia; particularmente, la historia de la ciencia. En 1959 obtuvo un doctorado en biología relacional, una especialización dentro del campo más amplio de la biología matemática , bajo la dirección del profesor Nicolas Rashevsky en la Universidad de Chicago . Permaneció en la Universidad de Chicago hasta 1964, [2] luego se mudó a la Universidad de Buffalo, ahora parte de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY), en Buffalo en una cátedra asociada completa, mientras ocupaba un cargo conjunto en el Centro. para Biología Teórica.
Su año sabático de 1970 como miembro visitante en el Centro de Robert Hutchins para el estudio de las instituciones democráticas en Santa Bárbara , California fue fundamental, lo que llevó a la concepción y el desarrollo de lo que más tarde llamó Teoría de sistemas anticipatorios , en sí mismo un corolario de su trabajo teórico más amplio sobre la complejidad relacional. En 1975, dejó de SUNY en Buffalo y aceptó un puesto en la Universidad de Dalhousie , en Halifax , Nueva Escocia , como un profesor de investigación Killam en el Departamento de Fisiología y Biofísica, donde permaneció hasta que se jubiló anticipadamente en 1994. [3] Él le sobreviven su esposa, una hija, Judith Rosen, y dos hijos.
Se desempeñó como presidente de la Society for General Systems Research , ahora conocida como International Society for the Systems Sciences (ISSS), en 1980-81.
Investigar
La investigación de Rosen se centró en los aspectos más fundamentales de la biología, específicamente las preguntas "¿Qué es la vida?" y "¿Por qué están vivos los organismos vivos?". Algunos de los temas principales de su trabajo fueron:
- Desarrollar una definición específica de complejidad basada en modelos teóricos de categorías de organismos vivos autónomos.
- Desarrollar Biología de Sistemas Complejos desde el punto de vista de la Biología Relacional y la Genética Cuántica.
- Desarrollar una base teórica rigurosa para los organismos vivos como "sistemas anticipatorios".
Rosen creía que el modelo contemporáneo de la física, que demostró estar basado en un formalismo cartesiano y newtoniano adecuado para describir un mundo de mecanismos, era inadecuado para explicar o describir el comportamiento de los sistemas biológicos. Rosen argumentó que la pregunta fundamental " ¿Qué es la vida? " No puede abordarse adecuadamente desde una base científica que sea reduccionista . Acercarse a los organismos con métodos y prácticas científicas reduccionistas sacrifica la organización funcional de los sistemas vivos para estudiar las partes. El conjunto, según Rosen, no podría recuperarse una vez que la organización biológica hubiera sido destruida. Al proponer una base teórica sólida para el estudio de la organización biológica, Rosen sostuvo que, en lugar de que la biología sea un mero subconjunto de la física ya conocida, podría llegar a proporcionar lecciones profundas para la física y también para la ciencia en general. [4]
El trabajo de Rosen combina matemáticas sofisticadas con puntos de vista potencialmente nuevos y radicales sobre la naturaleza de los sistemas vivos y la ciencia. Se le ha llamado "el Newton de la biología". [5] Basándose en la teoría de conjuntos, su trabajo también ha sido considerado controvertido, lo que genera preocupaciones de que algunos de los métodos matemáticos que utilizó podrían carecer de pruebas adecuadas. El trabajo póstumo de Rosen Ensayos sobre la vida misma (2000), así como las monografías recientes [6] [7] del estudiante de Rosen, Aloisius Louie, han aclarado y explicado el contenido matemático del trabajo de Rosen.
Biología relacional
El trabajo de Rosen propuso una metodología que debe desarrollarse además de los enfoques reduccionistas actuales de la ciencia por parte de los biólogos moleculares . Llamó a esta metodología Biología Relacional . Relacional es un término que atribuye correctamente a su mentor Nicolas Rashevsky , quien publicó varios artículos sobre la importancia de las relaciones teóricas de conjuntos [8] en biología antes de los primeros informes de Rosen sobre este tema. El enfoque relacional de Rosen a la biología es una extensión y amplificación del tratamiento de Nicolas Rashevsky de las relaciones n- arias en y entre conjuntos organísmicos que desarrolló durante dos décadas como una representación de "organismos" biológicos y sociales.
La biología relacional de Rosen sostiene que los organismos, y de hecho todos los sistemas, tienen una cualidad distinta denominada organización que no forma parte del lenguaje del reduccionismo, como por ejemplo en la biología molecular , aunque se emplea cada vez más en biología de sistemas . Tiene que ver con algo más que aspectos puramente estructurales o materiales. Por ejemplo, la organización incluye todas las relaciones entre las partes materiales, las relaciones entre los efectos de las interacciones de las partes materiales y las relaciones con el tiempo y el medio ambiente, por nombrar algunas. Mucha gente resume este aspecto de los sistemas complejos [9] diciendo que el todo es más que la suma de las partes . Las relaciones entre las partes y entre los efectos de las interacciones deben considerarse como partes "relacionales" adicionales, en cierto sentido.
Rosen dijo que la organización debe ser independiente de las partículas materiales que aparentemente constituyen un sistema vivo . Como él lo expresó:
El cuerpo humano cambia por completo la materia de la que está hecho aproximadamente cada 8 semanas, a través del metabolismo , la replicación y la reparación. Sin embargo, sigues siendo tú, con todos tus recuerdos, tu personalidad ... Si la ciencia insiste en perseguir partículas, las seguirán a través de un organismo y lo perderán por completo.
- Robert Rosen, como se lo contó a su hija, la Sra. Judith Rosen [2]
El enfoque de la biología relacional abstracta de Rosen se centra en una definición de los organismos vivos y de todos los sistemas complejos , en términos de su organización interna como sistemas abiertos que no pueden reducirse a sus componentes interactuantes debido a las múltiples relaciones entre los componentes metabólicos, de replicación y reparación que gobiernan el proceso. la compleja biodinámica del organismo.
Deliberadamente eligió los gráficos y categorías "más simples" para sus representaciones de sistemas de reparación del metabolismo en pequeñas categorías de conjuntos dotados sólo de la topología "eficiente" discreta de conjuntos, concibiendo esta elección como la más general y menos restrictiva. Sin embargo, resulta que las implicaciones eficientes deLos sistemas están "cerrados a una causa eficiente", [10] o, en términos simples, los catalizadores ("causas eficientes" del metabolismo, generalmente identificados como enzimas) son en sí mismos productos del metabolismo y, por lo tanto, no pueden considerarse, en un sentido matemático estricto, como subcategorías de la categoría de máquinas secuenciales o autómatas : en contradicción directa con la suposición del filósofo francés Descartes de que todos los animales son sólo máquinas o mecanismos elaborados . Rosen declaró: " Sostengo que la única solución a tales problemas [de la frontera sujeto-objeto y lo que constituye la objetividad] es el reconocimiento de que los circuitos cerrados de causalidad son 'objetivos'; es decir, objetos legítimos de escrutinio científico. Estos están explícitamente prohibidos en cualquier máquina o mecanismo " . [11] La demostración de Rosen de" cierre eficiente "fue presentar esta clara paradoja en la ciencia mecanicista, que por un lado los organismos están definidos por tales cierres causales y por otro lado el mecanismo los prohíbe; por tanto, necesitamos revisar nuestra comprensión de la naturaleza. La visión mecanicista prevalece incluso hoy en día en la mayor parte de la biología general y en la mayor parte de la ciencia, aunque algunos afirman que ya no lo hacen en sociología y psicología, donde los enfoques reduccionistas han fracasado y caído en desgracia desde principios de la década de 1970. Sin embargo, esos campos aún tienen que llegar a un consenso sobre cuál debería ser la nueva visión, como también es el caso en la mayoría de las otras disciplinas, que luchan por retener varios aspectos de la "metáfora de la máquina" para los sistemas vivos y complejos.
Complejidad y modelos científicos complejos
La aclaración de la distinción entre modelos científicos simples y complejos se convirtió en años posteriores en un objetivo principal de los informes publicados de Rosen. Rosen sostuvo que el modelado es la esencia misma de la ciencia y el pensamiento. Su libro Anticipatory Systems [12] describe, en detalle, lo que él denominó la relación de modelado . Mostró las profundas diferencias entre una verdadera relación de modelado y una simulación , esta última no basada en tal relación de modelado.
En biología matemática se le conoce como el creador de una clase de modelos relacionales de organismos vivos , llamadosistemas que ideó para capturar las capacidades mínimas que un sistema material necesitaría para ser uno de los organismos funcionales más simples que comúnmente se dice que están "vivos". En este tipo de sistema, representa el metabolismo y significa los subsistemas de 'reparación' de un organismo simple, por ejemplo, moléculas activas de ARN de 'reparación'. Por tanto, su modo de determinar o "definir" la vida en cualquier sistema dado es un modo funcional, no material; aunque consideró en sus informes publicados en los años setenta realizaciones dinámicas específicas de lossistemas en términos de enzimas (), ARN (), y funcional, duplicando el ADN (su-cartografía).
Sin embargo, fue aún más lejos en esta dirección al afirmar que cuando se estudia un sistema complejo , uno "puede desechar el asunto y estudiar la organización" para aprender aquellas cosas que son esenciales para definir en general una clase completa de sistemas. Sin embargo, esto ha sido tomado demasiado literalmente por algunos de sus antiguos alumnos que no han asimilado completamente el mandato de Robert Rosen sobre la necesidad de una teoría de las realizaciones dinámicas de tales componentes abstractos en forma molecular específica para cerrar el ciclo de modelado [ aclaración necesario ] para los organismos funcionales más simples (como, por ejemplo, algas unicelulares o microorganismos ). [13] Apoyó esta afirmación (que en realidad atribuyó a Nicolas Rashevsky ) basándose en el hecho de que los organismos vivos son una clase de sistemas con una gama extremadamente amplia de "ingredientes" materiales, diferentes estructuras, diferentes hábitats, diferentes modos de vida y reproducción , y sin embargo, de alguna manera somos capaces de reconocerlos a todos como organismos vivos u funcionales, sin ser, por lo menos, vitalistas .
Su enfoque, al igual que las últimas teorías de Rashevsky sobre conjuntos organísmicos, [14] [15] enfatiza la organización biológica sobre la estructura molecular en un intento de eludir las relaciones estructura-funcionalidad que son importantes para todos los biólogos experimentales, incluidos los fisiólogos . Por el contrario, un estudio de los detalles materiales específicos de cualquier organismo dado, o incluso de un tipo de organismo, solo nos dirá cómo ese tipo de organismo "lo hace". Tal estudio no se acerca a lo que es común a todos los organismos funcionales, es decir, la "vida". Los enfoques relacionales de la biología teórica nos permitirían, por tanto, estudiar los organismos de manera que preserven esas cualidades esenciales sobre las que estamos tratando de aprender y que son comunes solo a los organismos funcionales .
El enfoque de Robert Rosen pertenece conceptualmente a lo que ahora se conoce como Biología Funcional , así como a Biología de Sistemas Complejos , aunque en una forma matemática muy abstracta.
Bioquímica cuántica y genética cuántica
Rosen también cuestionó lo que él creía que eran muchos aspectos de las interpretaciones convencionales de la bioquímica y la genética . Se opone a la idea de que los aspectos funcionales de los sistemas biológicos pueden investigarse a través de un enfoque material. Un ejemplo: Rosen discute que la capacidad funcional de una proteína biológicamente activa pueda investigarse utilizando únicamente la secuencia de aminoácidos codificada genéticamente . Esto se debe a que, dijo, una proteína debe someterse a un proceso de plegamiento para alcanzar su forma tridimensional característica antes de que pueda volverse funcionalmente activa en el sistema. Sin embargo, solo la secuencia de aminoácidos está codificada genéticamente. Los mecanismos por los cuales las proteínas se pliegan no se conocen completamente. Concluyó, basándose en ejemplos como este, que el fenotipo no siempre puede atribuirse directamente al genotipo y que el aspecto químicamente activo de una proteína biológicamente activa se basa en algo más que la secuencia de aminoácidos, a partir de la cual se construyó: debe haber algunos otros factores importantes en el trabajo, que sin embargo no trató de especificar o precisar.
Ciertas preguntas sobre los argumentos matemáticos de Rosen se plantearon en un artículo escrito por Christopher Landauer y Kirstie L. Bellman [16] que afirmaba que algunas de las formulaciones matemáticas utilizadas por Rosen son problemáticas desde un punto de vista lógico. Sin embargo, quizás valga la pena señalar que Bertrand Russell y Alfred North Whitehead también plantearon estos problemas hace mucho tiempo en sus famosos Principia Mathematica en relación con las antinomias de la teoría de conjuntos . Como la formulación matemática de Rosen en sus artículos anteriores también se basó en la teoría de conjuntos y la categoría de conjuntos, tales cuestiones han resurgido naturalmente. Sin embargo, Robert Rosen ha abordado estos problemas en su reciente libro Essays on Life Itself , publicado póstumamente en 2000. Además, estos problemas básicos de formulaciones matemáticas de- los sistemas ya habían sido resueltos por otros autores ya en 1973 utilizando el lema de Yoneda en la teoría de categorías , y la construcción functorial asociada en categorías con estructura (matemática). [17] [18] Estas extensiones teóricas de categorías generales de-Los sistemas que evitan las paradojas de la teoría de conjuntos se basan en el enfoque categórico de William Lawvere y sus extensiones al álgebra de dimensiones superiores . La extensión matemática y lógica de los sistemas de replicación metabólica a generalizados.-systems, o G-MR , también involucró una serie de cartas reconocidas intercambiadas entre Robert Rosen y estos últimos autores durante 1967-1980, así como cartas intercambiadas con Nicolas Rashevsky hasta 1972.
Las ideas de Rosen son cada vez más aceptadas en la biología teórica, y hay varias discusiones actuales [19] [20] [21] [22]
Erwin Schrödinger discutió cuestiones de genética cuántica en su famoso libro de 1945, ¿Qué es la vida? Estos fueron discutidos críticamente por Rosen en Life Itself y en su libro posterior Essays on Life Itself . [23]
Publicaciones
Rosen escribió varios libros y muchos artículos. Una selección de sus libros publicados es la siguiente:
- 1970, Teoría de sistemas dinámicos en biología Nueva York: Wiley Interscience.
- 1970, Principios de optimización , reeditado por Springer en 2013 [24]
- 1978, Fundamentos de medición y representación de sistemas naturales , Elsevier Science Ltd,
- 1985, Sistemas anticipatorios: fundamentos filosóficos, matemáticos y metodológicos . Pergamon Press.
- 1991, Life Itself: A Comprehensive Inquiry into the Nature, Origin, and Fabrication of Life , Columbia University Press
Publicado póstumamente:
- 2000, Ensayos sobre la vida misma , Columbia University Press.
- 2012, Sistemas anticipatorios; Fundamentos filosóficos, matemáticos y metodológicos , 2da edición, Springer
Ver también
- Chemoton
- Modelo de cuasiespecie
- Autopoiesis
- Conjunto autocatalítico
- Hiperciclo (química)
Referencias
- ^ Rosen, Robert (marzo de 2006). "Reminiscencias autobiográficas de Robert Rosen". Axiomates . 16 (1–2): 1–23. doi : 10.1007 / s10516-006-0001-6 . S2CID 122095161 .
Biología de sistemas complejos y lógica de la vida en memoria de Robert Rosen
- ^ a b "Reminiscencias autobiográficas de Robert Rosen" .
- ^ "En memoria del Dr. Robert Rosen" . Febrero de 1999. Archivado desde el original el 1 de febrero de 2010 . Consultado el 14 de noviembre de 2013 .
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- ^ "Teoría de la relación de Jon Awbrey (el enfoque lógico de la teoría de la relación)" . Archivado desde el original el 27 de mayo de 2010 . Consultado el 31 de enero de 2010 .
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Biología de sistemas complejos y lógica de la vida en memoria de Robert Rosen
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- ^ Sistemas anticipatorios: Fundamentos filosóficos, matemáticos y metodológicos , Robert Rosen, segunda edición, con contribuciones de Judith Rosen, John J. Klineman y Mihai Nadin, 2012, lx + 472 pp., Springer, Nueva York ISBN 978-1-4614-1268-7
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- ^ Nota, de Judith Rosen, propietaria de los derechos de autor de los libros de su padre: Cierta confusión sobre el análisis de Rosen se debe a erratas en Life Itself . Por ejemplo, el diagrama que se refiere a-Los sistemas tienen más de un error; errores que no existen en el manuscrito de Rosen para el libro. El libro Anticipatory Systems; Fundamentos filosóficos, matemáticos y metodológicos tiene el mismo diagrama, correctamente representado.
- ^ Robert Rosen (2013). Principios de optimalidad en biología . Saltador. ISBN 1489964207.
Otras lecturas
- Baianu, IC (2006). "Trabajo de Robert Rosen y biología de sistemas complejos". Axiomates . 16 (1–2): 25–34. doi : 10.1007 / s10516-005-4204-z . S2CID 4673166 .
- Baianu, IC (1970). "Supercategorías orgánicas: II. En sistemas multiestables" (PDF) . Boletín de Biofísica Matemática . 32 (4): 539–561. doi : 10.1007 / bf02476770 . PMID 4327361 .
- Baianu, IC (2006). "Trabajo de Robert Rosen y biología de sistemas complejos". Axiomates . 16 (1–2): 25–34. doi : 10.1007 / s10516-005-4204-z . S2CID 4673166 .
- Elsasser, MW: 1981, "Una forma de lógica adecuada para la biología", en: Robert, Rosen, ed., Progreso en biología teórica , volumen 6 , Academic Press, Nueva York y Londres, págs. 23-62.
- Christopher Landauer y Kirstie L.Bellman Biología teórica: organismos y mecanismos
- Rashevsky, N. (1965). "La representación de organismos en términos de predicados (lógicos)". Boletín de Biofísica Matemática . 27 (4): 477–491. doi : 10.1007 / bf02476851 . PMID 4160663 .
- Rashevsky, N. (1969). "Esquema de un enfoque unificado de la física, la biología y la sociología". Boletín de Biofísica Matemática . 31 (1): 159-198. doi : 10.1007 / bf02478215 . PMID 5779774 .
- Rosen, R. (1960). "Un enfoque de la teoría cuántica a los problemas genéticos". Boletín de Biofísica Matemática . 22 (3): 227-255. doi : 10.1007 / bf02478347 .
- Rosen, R. (1958a). "Una teoría relacional de los sistemas biológicos". Boletín de Biofísica Matemática . 20 (3): 245–260. doi : 10.1007 / bf02478302 .
- Rosen, R. (1958b). "La representación de los sistemas biológicos desde el punto de vista de la teoría de categorías". Boletín de Biofísica Matemática . 20 (4): 317–341. doi : 10.1007 / bf02477890 .
- " Reminiscencias de Nicolas Rashevsky ". (Finales) 1972. por Robert Rosen.
- Rosen, Robert (2006). "Reminiscencias autobiográficas de Robert Rosen". Axiomates . 16 (1–2): 1–23. doi : 10.1007 / s10516-006-0001-6 . S2CID 122095161 .
enlaces externos
- Sitio web de Panmere sobre la complejidad de Rosennean : " El sitio web de Judith Rosen ofrece información biográfica gratuita, discusiones sobre el trabajo de su padre y también reimpresiones gratuitas del trabajo de Robert Rosen ".
- Robert Rosen: La pregunta bien planteada y su respuesta: ¿por qué los organismos son diferentes de las máquinas? Un ensayo de Donald C. Mikulecky.
- Robert Rosen: 27 de junio de 1934-30 de diciembre de 1998 por Aloisius Louie.