根据朴茨茅斯大学的一项研究，一项新的物理定律可以对基因突变进行早期预测。

该研究发现，信息动力学第二定律或“信息动力学”的行为与热力学第二定律不同。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。

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，有规律支配着宇宙中发生的一切，例如物体如何运动、能量如何流动等等。一切都基于物理定律。最强大的定律之一是热力学第二定律，它确立了熵——孤立系统中无序的度量——只能增加或保持不变，但永远不会减少。”

这是关于时间之间的无可争议的定律，它表明时间只在一个方向上移动。它只能单向流动，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，就像红色的烟雾。在右侧，你有蓝色的烟雾，它们之间是一个屏障。如果移除屏障，两种气体将开始混合，颜色会发生变化。该系统无法通过自身重新分离蓝色和红色的过程。换句话说，你不能在没有能量消耗的情况下降低熵或将系统组织到以前的状态，因为熵只会随着时间的推移保持不变或增加。”

Vopson 博士是一名信息物理学家。他的研究重点是信息系统，范围从笔记本电脑的硬盘到活生物体中的DNA和RNA 。他与中央兰开夏大学的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，我认为信息熵可能是相同的。但我和 Lepadatu 博士的发现恰恰相反——它会随着时间的推移而减少。信息动力学第二定律与热力学第二定律完全相反。”

根据 Vopson 博士的说法，这可能是生物有机体基因突变的原因。

“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生物体是好是坏，”他解释说。如果突变对生物体有益，它将被保留。但是，如果有一个隐藏的过程驱动这些突变呢？每次我们看到一些我们不理解的东西，我们都会将其描述为“随机”或“混乱”或“超自然”，但这只是我们无法解释它。如果我们可以从确定性的角度开始研究基因突变，我们就可以利用这一新的物理定律来预测突变——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) 基因组，发现它们的信息熵随着时间的推移而减少：“在短时间内发生大量突变的最好例子是病毒。大流行为我们提供了理想的测试样本，因为 Sars-CoV-2 突变为如此多的变体，可用的数据令人难以置信。”

他继续说道，“Covid 数据证实了信息动力学第二定律，这项研究开辟了无限可能。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，可用于基因疗法、制药业、进化生物学和流行病研究。”