منشأ حیات: تصادف یا قانون فیزیک؟ کالبدشکافی نظریه جنجالی جرمی اینگلند

عصر ایران - منشأ حیات چیست؟ این سوالی است که بشر همچنان در پی پاسخی قطعی برای آن است. اما نظریه‌ای از سوی جرمی اینگلند (Jeremy England)، فیزیکدان برجسته و محقق سابق دانشگاه MIT، مطرح شده که ادعا می‌کند پیدایش موجودات و تکامل آن‌ها نه یک تصادف محض، بلکه پدیده‌ای ریشه‌دار در قوانین بنیادین فیزیک است.

فرضیه‌های سنتی در برابر ضرورت فیزیکی

برخلاف فرضیه‌هایی که حیات را نتیجه یک جرقه تصادفی یا شانسی بزرگ می‌دانند، اینگلند معتقد است که نقش شانس در این فرآیند بسیار کم‌رنگ است. او منشأ تکامل را در قوانین فیزیکی جستجو می‌کند و معتقد است در شرایط محیطی مشخص، ماده به شکلی بدیهی به سمت سازمان‌یافتگی و حیات حرکت می‌کند.

تفاوت فیزیکی موجودات زنده و اتم‌های ساکن

از دیدگاه فیزیکی، تفاوت اصلی میان موجودات زنده و دسته‌ای از اتم‌های بی‌جان در نحوه مدیریت انرژی است: موجودات زنده در جذب انرژی از محیط و دفع آن به صورت گرما فوق‌العاده عمل می‌کنند. اینگلند با استخراج یک فرمول ریاضی، این ظرفیت را توصیف کرده است.

طبق این فرمول، اگر دسته‌ای از اتم‌ها انرژی خود را از منبعی خارجی (مانند خورشید یا سوخت شیمیایی) دریافت کنند و در محیطی مستعد (مانند جو زمین یا اقیانوس) قرار بگیرند، ساختار خود را به گونه‌ای تغییر می‌دهند که انرژی بیشتری آزاد کنند. اینگلند در این باره می‌گوید:

«می‌توانید از دسته‌ای از اتم‌ها شروع کنید؛ اگر به آن‌ها انرژی کافی بدهید و زمان طولانی در معرض نور باشند، تبدیل شدن این اتم‌ها به یک گیاه پدیده‌ای دور از ذهن نخواهد بود.»

تعامل با نظریه تکامل داروین

این نظریه، انتخاب طبیعی داروین را رد نمی‌کند، بلکه آن را موردی خاص از یک قانون عمومی‌تر در فیزیک می‌داند. در واقع، تحولات داروینی از نگاه اینگلند نه بر پایه شانس و اقبال، بلکه بر پایه‌های فیزیکی استوار هستند. این دیدگاه جسورانه با وجود مخالفانی نظیر یوجین شاکنوویچ (استاد شیمی و بیوفیزیک هاروارد) که آن را هنوز نیازمند شواهد عینی بیشتری می‌داند، تحسین دانشمندانی چون آتیلا زابو (بیوفیزیکدان NIH) را برانگیخته است که اصالت این ایده را تحسین می‌کنند.

قانون دوم ترمودینامیک؛ موتور محرک حیات

در قلب این نظریه، قانون آنتروپی یا تمایل انرژی به پخش شدن قرار دارد. ذرات تلاش می‌کنند ساختاری ایجاد کنند که این پخش انرژی را تسهیل کند. اینگلند با تکیه بر مفاهیم مطرح شده توسط اروین شرودینگر در کتاب «زندگی چیست»، نشان می‌دهد که موجودات زنده با افزایش آنتروپی محیط، نظم درونی خود را حفظ می‌کنند. برای مثال، یک گیاه با جذب نور خورشید و ساطع کردن نور مادون قرمز، از نابودی خود جلوگیری کرده و همزمان آنتروپی جهان را افزایش می‌دهد.

از تکثیر (Self-Replication) تا شواهد در مواد بی‌جان

اینگلند تکثیر یا خودجایگزین‌گری را بهترین روش برای پخش انرژی می‌داند. شواهدی از این رفتار حتی در دنیای غیرزنده نیز دیده شده است؛ مانند تحقیقات فیلیپ مارکوس در دانشگاه برکلی که نشان داد گردابه‌ها در سیالات آشفته با جذب انرژی، خود را تکثیر می‌کنند. کارل فرانک، فیزیکدان دانشگاه کرنل، معتقد است این ایده مرز سنتی بین موجودات زنده و غیرزنده را به شدت کمرنگ کرده است.

آینده و مسیر اثبات تجربی

اگرچه فرمول اینگلند یک پیشرفت بزرگ محسوب می‌شود، اما مسیر اثبات کامل آن در آزمایشگاه‌ها همچنان ادامه دارد. دانشمندانی مثل مارا پرنتیس و برنر از دانشگاه هاروارد درصدد هستند تا با مطالعه ساختار میکروسکوپی سلول‌ها و مقایسه سرعت تکثیر با میزان انرژی دفع شده، این پیوند فیزیکی را به اثبات برسانند.

جمع‌بندی: چرا این نظریه آینده‌ساز است؟

اگر این دیدگاه به اثبات نهایی برسد، زیست‌شناسی از یک علم «توصیفی» به یک علم «پیش‌بینی‌کننده» تبدیل خواهد شد. در این صورت، زیست‌شناسان به جای پرسیدن «چرا این ویژگی انتخاب شد؟»، درک خواهند کرد که هر مشخصه در موجود زنده، راه را برای پخش بهینه انرژی هموار کرده است.

جرمی اینگلند در اثر ارزشمند خود تحت عنوان "Life on Fire" تأکید می‌کند که حیات، رقصِ منظمِ اتم‌ها با جریان انرژی است؛ پدیده‌ای ناگزیر که شاید در هر کجای کیهان، با وجود نور و گرما، دوباره و دوباره تکرار شود.

بیشتر بخوانید:

کشف راز ۱.۷۵ میلیارد ساله منشاء حیات

تماشاخانه

چرا یکی از بهترین افتتاحیه‌های تاریخ سینمای ایران در کلاس‌های فیلمنامه نویسی جهان تدریس می‌شود؟ (تماشا کنید)

چرا یکی از بهترین افتتاحیه‌های تاریخ سینمای ایران در کلاس‌های فیلمنامه نویسی جهان تدریس می‌شود؟ (تماشا کنید)

فیلم های دیگر