根据朴次茅斯大学的一项研究，一个新的物理学定律可以允许早期预测基因突变。该研究发现，信息动力学第二定律，或称"信息动力学"，与热力学第二定律的行为方式不同。这一发现可能对基因组研究、进化生物学、计算、大数据、物理学和宇宙学在未来的发展产生重大影响。 研究主要作者Melvin Vopson博士来自该大学的数学和物理学院。他说：“在物理学中，有一些规律支配着宇宙中发生的一切，例如天体如何移动，能量如何流动等等。一切都建立在物理学规律之上。最强大的定律之一是热力学第二定律，该定律规定，熵--衡量一个孤立系统中的无序程度--只能增加或保持不变，但永远不会减少。” 这是一个与“时间之箭”有关的无可争议的定律，它证明了时间只向一个方向移动。它只能朝一个方向流动，不能倒退。 他解释说：“想象一下两个透明的玻璃盒子。在左边，你有红色的气体分子，你可以看到，像红色的烟雾。在右边，你有蓝色的烟雾，在它们之间有一个屏障。如果你移开屏障，这两种气体将开始混合，颜色也会改变。这个系统没有任何过程可以让它自己再次分离出蓝色和红色。换句话说，你不能降低熵，也不能在不花费能量的情况下将系统组织成以前的样子，因为熵只能保持不变或随时间增加。” Vopson博士是一位信息物理学家。他的研究重点是信息系统，其范围可以从笔记本电脑的硬盘到生物体内的DNA和RNA。他与英国中央兰开夏大学的Serban Lepadatu博士合作撰写了这篇论文。 Vopson博士补充说：“如果热力学第二定律规定，熵需要保持不变或随时间增加，我想也许信息熵也会如此。但Lepadatu图博士和我发现的情况正好相反--它随时间推移而减少。信息动力学第二定律的作用与热力学第二定律完全相反。” 根据Vopson博士的说法，这可能是生物体基因突变的原因。他解释说：“全世界的共识是，突变是随机发生的，然后自然选择决定了突变对一个生物体是好是坏。如果突变对一个生物体有益，它将被保留下来。但是，如果有一个隐藏的过程来驱动这些突变呢？每当我们看到我们不理解的东西，我们就把它描述为 ‘随机’或 ‘混沌 ’或‘超自然’，但这只是我们无法解释的。如果我们能够开始从决定论的角度来看待基因突变，我们就可以利用这个新的物理学规律来预测突变--或者突变的概率--在它们发生之前。” Vopson博士及其同事分析了COVID-19（Sars-CoV-2）的基因组，发现它们的信息熵随着时间而减少。“在短时间内经历若干次突变的东西的最好例子是病毒。这场大流行为我们提供了理想的测试样本，因为Sars-CoV-2变异成了如此多的变体，而现有的数据是令人难以置信的。” 他继续说：“COVID的数据证实了信息动力学第二定律，该研究开启了无限的可能性。想象一下，观察一个特定的基因组，并在突变发生之前判断它是否有益。这可能是改变游戏规则的技术，可用于遗传疗法、制药业、进化生物学和大流行病研究。”
