根據朴次茅斯大學的一項研究，一個新的物理學定律可以允許早期預測基因突變。該研究發現，信息動力學第二定律，或稱”信息動力學”，與熱力學第二定律的行為方式不同。這一發現可能對基因組研究、進化生物學、計算、大數據、物理學和宇宙學在未來的發展產生重大影響。
研究主要作者Melvin Vopson博士來自該大學的數學和物理學院。他說：“在物理學中，有一些規律支配着宇宙中發生的一切，例如天體如何移動，能量如何流動等等。一切都建立在物理學規律之上。最強大的定律之一是熱力學第二定律，該定律規定，熵–衡量一個孤立系統中的無序程度–只能增加或保持不變，但永遠不會減少。”
這是一個與“時間之箭”有關的無可爭議的定律，它證明了時間只向一個方向移動。它只能朝一個方向流動，不能倒退。
他解釋說：“想象一下兩個透明的玻璃盒子。在左邊，你有紅色的氣體分子，你可以看到，像紅色的煙霧。在右邊，你有藍色的煙霧，在它們之間有一個屏障。如果你移開屏障，這兩種氣體將開始混合，顏色也會改變。這個系統沒有任何過程可以讓它自己再次分離出藍色和紅色。換句話說，你不能降低熵，也不能在不花費能量的情況下將系統組織成以前的樣子，因為熵只能保持不變或隨時間增加。”
Vopson博士是一位信息物理學家。他的研究重點是信息系統，其範圍可以從筆記本電腦的硬盤到生物體內的DNA和RNA。他與英國中央蘭開夏大學的Serban Lepadatu博士合作撰寫了這篇論文。
Vopson博士補充說：“如果熱力學第二定律規定，熵需要保持不變或隨時間增加，我想也許信息熵也會如此。但Lepadatu圖博士和我發現的情況正好相反–它隨時間推移而減少。信息動力學第二定律的作用與熱力學第二定律完全相反。”
根據Vopson博士的說法，這可能是生物體基因突變的原因。他解釋說：“全世界的共識是，突變是隨機發生的，然後自然選擇決定了突變對一個生物體是好是壞。如果突變對一個生物體有益，它將被保留下來。但是，如果有一個隱藏的過程來驅動這些突變呢？每當我們看到我們不理解的東西，我們就把它描述為 ‘隨機’或 ‘混沌 ’或‘超自然’，但這只是我們無法解釋的。如果我們能夠開始從決定論的角度來看待基因突變，我們就可以利用這個新的物理學規律來預測突變–或者突變的概率–在它們發生之前。”
Vopson博士及其同事分析了COVID-19（Sars-CoV-2）的基因組，發現它們的信息熵隨着時間而減少。“在短時間內經歷若干次突變的東西的最好例子是病毒。這場大流行為我們提供了理想的測試樣本，因為Sars-CoV-2變異成了如此多的變體，而現有的數據是令人難以置信的。”
他繼續說：“COVID的數據證實了信息動力學第二定律，該研究開啟了無限的可能性。想象一下，觀察一個特定的基因組，並在突變發生之前判斷它是否有益。這可能是改變遊戲規則的技術，可用於遺傳療法、製藥業、進化生物學和大流行病研究。”