بریده‌هایی از کتاب پاسخ‌های کوتاه به پرسش‌های بزرگ

در ضمن، از بخش‌هایی از این توالی می‌توان برای ساخت پروتئین و مواد شیمیایی دیگر استفاده کرد. اینها می‌توانند از دستورات معین‌شده در توالی تبعیت کنند و مواد اولیهٔ بازتکثیرِ دی‌ان‌ای را تولید کنند. همان‌گونه که پیش‌تر گفتم، نمی‌دانیم مولکول‌های دی‌ان‌ای بار اول چگونه ظاهر شدند. احتمال ظهور مولکول دی‌ان‌ای در پی نوسانات اتفاقی بسیار کم است و به همین دلیل برخی برآنند که حیات از جایی دیگر به زمین آمده است -مثلاً از مریخ و با سنگ‌هایی که وقتی سیارات ناپایدار بودند از آن جدا شدند- و اینکه بذرهای حیات در کهکشان شناور است. با این همه، بعید است دی‌ان‌ای بتواند مدتی طولانی در تشعشعات فضا دوام بیاورد.

این منظومه از گازهای آلوده به باقیماندهٔ ستارگان قدیمی‌تر ساخته شد. زمین بیشتر از عناصر سنگین‌تر شامل کربن و اکسیژن تشکیل شد. به نحوی، برخی از این اتم‌ها به‌شکلی مرتب شدند که مولکول‌های دی‌ان‌ای را تشکیل بدهند. دی‌ان‌ای شکلِ معروف مارپیچ دوبل را دارد که فرانسیس کریک و جیمز واتسون در دههٔ ۱۹۵۰ در کلبه‌ای در شعبهٔ نیو میوزیوم کمبریج کشف کردند. دو زنجیرهٔ مارپیچ با جفت‌هایی از بازهای نیتروژنی به هم وصل می‌شوند. چهار نوع " بازِ" نیتروژنی داریم: آدنین ، سیتوزین ، گوانین و تیمین . آدنینِ یک زنجیره همیشه با تیمینِ زنجیرهٔ دیگر جفت می‌شود و گوانین با سیتوزین. بدین ترتیب، توالی بازهای نیتروژنی یک زنجیره، معرف توالیِ مکمل و یگانه‌ای در زنجیرهٔ دیگر است. این دو زنجیره می‌توانند جدا شوند و هر کدام الگویی شوند برای تشکیل زنجیره‌های دیگر. با این کار، مولکول‌های دی‌ان‌ای می‌توانند اطلاعات ژنتیکی را که در توالی بازهای نیتروژنی آنها حک شده است تکثیر کنند.

ستارگانِ دیگر آن‌قدر دورند که نمی‌توانیم مستقیماً وجود سیاره‌ای را در مدار آنها تشخیص دهیم. اما دو روش به ما اجازه داده که بتوانیم سیاره‌های ستارگان دیگر را تشخیص دهیم. اولین راه این است که به ستاره نگاه کنیم و ببینیم مقدار نوری که از آن می‌آید ثابت است یا نه. اگر سیاره‌ای از جلو ستاره عبور کند نور ستاره کمی کاهش می‌یابد. اگر این اتفاق به‌طور منظم رخ دهد، به این خاطر است که مدار سیاره‌ای آن را به‌طور منظم بین ما و ستاره قرار می‌دهد. روش دوم این است که موقعیت ستاره را به‌دقت اندازه‌گیری کنیم. اگر سیاره‌ای حول ستاره بچرخد لرزشی بسیار جزئی در موقعیت ستاره وجود خواهد داشت. این لرزش را می‌شود مشاهده کرد و اگر منظم باشد می‌توان نتیجه گرفت ناشی از این است که سیاره‌ای حول آن می‌چرخد. این روش‌ها، اولین بار حدود بیست سال پیش استفاده شدند و تاکنون چند هزار سیاره در مدارهایی حول ستارگانِ دوردست کشف شده‌اند. تخمین زده می‌شود که از هر پنج ستاره یکی سیاره‌ای شبیه به زمین داشته باشد که فاصلهٔ مدار آن از ستاره چنان باشد که با حیات، به‌شکلی که ما می‌شناسیم، سازگار باشد. منظومهٔ شمسی ما حدود چهارونیم میلیارد سال پیش تشکیل شد؛ یعنی کمی بیش از نه میلیارد سال پس از مهبانگ.

عالم به انبساط و به خنک شدن ادامه داد. اما چگالی برخی نواحی از چگالی برخی نواحیِ دیگر کمی بیشتر بود و کشش گرانشی ناشی از مادهٔ اضافی در این نواحی انبساط آنها را کند کرد و به‌تدریج این انبساط متوقف شد. این نواحی فروپاشیدند و کهکشان و ستاره تشکیل دادند؛ اتفاقی که حدود دو میلیارد سال بعد از مهبانگ آغاز شد. برخی از ستارگانِ اولیه از خورشید ما بزرگ‌تر بودند. آنها داغ‌تر از خورشید بودند و هیدروژن و هلیوم اولیه را سوزاندند و به عناصر سنگین‌تری مثل کربن و اکسیژن و آهن تبدیل کردند. این فقط چند صد میلیون سال طول کشید. بعد از آن، برخی از ستارگان به نواختر تبدیل شدند و با انفجار خود عناصر سنگین را در فضا پخش کردند. این عناصر بعدها مواد اولیهٔ نسل بعدی ستارگان شدند.

اگر این تنها اتفاق می‌بود، در نهایت کلّ مادهٔ عالم به‌شکل ساده‌ترین عنصر یعنی هیدروژن باقی می‌ماند؛ یعنی اتمی که هستهٔ آن یک پروتون واحد است. اما برخی از نوترون‌ها با پروتون‌ها تصادم کردند و به هم چسبیدند و ساده‌ترین عنصر بعدی را ساختند: هلیوم، که هسته‌ای متشکل از دو پروتون و دو نوترون دارد. اما هیچ عنصر سنگین‌تری مثل کربن یا اکسیژن نمی‌توانست در عالم اولیه تشکیل شود. تجسم ساخت سیستم زنده از هیدروژن و هلیوم بسیار دشوار است و به هر حال، عالم اولیه هنوز آن‌قدر داغ بود که اتم‌ها نمی‌توانستند مولکول تشکیل دهند.

در تعداد کمی از عالم‌ها، مقادیرِ ثابت‌ها اجازهٔ وجود چیزهایی مثل اتم کربن را می‌دهند و اینها می‌توانند مواد اولیهٔ ساخت سیستم‌های زنده بشوند. چون ما طبعاً در یکی از این عالم‌ها زندگی می‌کنیم، نباید از دقیق بودن ثابت‌های فیزیکی تعجب کنیم. اگر دقیق نبودند، ما هم نبودیم. از این نظر، حالتِ تندِ اصل انسان‌نگر چندان رضایت‌بخش نیست چون معلوم نیست به لحاظ عملی، وجود تعداد بسیار زیادِ عالم‌های دیگر چه معنایی دارد. اگر از عالم ما جدا هستند، اتفاقاتِ آنها چه تأثیری بر عالم ما می‌نهد؟ من به جای آن، از اصل انسان‌نگر نرم استفاده خواهم کرد. یعنی مقادیر ثابت‌ها را بدیهی خواهم دانست. اما ببینیم چه نتایجی را می‌توان از این نکته گرفت که حیاتﹾ روی این سیاره و در این مرحله از تاریخ عالم وجود دارد. هنگام آغاز عالم در مهبانگ، حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش، کربنی وجود نداشت. حرارت آن‌قدر زیاد بود که کل ماده به‌شکل ذراتی به نام پروتون و نوترون بود. در آغاز، تعداد پروتون و نوترون برابر بود؛ اما با انبساط عالم، دمای آن کم شد. حدود یک دقیقه بعد از مهبانگ دما به حدود یک میلیارد درجه کاهش یافت؛ یعنی حدود یکصد برابر دمای خورشید. در این دما، نوترون‌ها دچار فروپاشی و به پروتون تبدیل می‌شوند.

چیزی که ما معمولاً " حیات" می‌دانیم مبتنی بر زنجیره‌هایی از اتم‌های کربن به‌علاوهٔ اتم‌های دیگری مثل نیتروژن و فسفر است. می‌توان حیاتِ بر مبنای عنصر شیمیاییِ دیگری را، مثلاً بر مبنای سیلیکون، تجسم کرد ولی ظاهراً کربن مناسب‌ترین مورد است چون غنی‌ترین شیمی را دارد. اینکه اتم‌های کربن با خواص خود وجود دارند، مستلزم تنظیم بسیار دقیق ثابت‌های فیزیکی است؛ ثابت‌هایی مانند مقیاس QCD و بار الکتریکی و حتی بُعدِ فضازمان. تغییر عمده در این ثابت‌ها باعث می‌شود یا هستهٔ اتم کربن ناپایدار شود یا الکترون‌ها به هسته سقوط کنند. در نگاه اول به نظر می‌رسد که این دقت در عالم اعجاب‌آور است. شاید این سندی باشد دال بر اینکه عالم دقیقاً طراحی شده تا نژاد بشر را تولید کند. اما با توجه به اصل انسان‌نگر (اینکه نظریات ما در مورد عالم باید با وجود ما در عالم همخوان باشد) باید از این گونه استدلال‌ها پرهیز کرد. مبنای این حرف این نکتهٔ بدیهی است که اگر عالم برای حیات مناسب نبود، ما هم نبودیم که در مورد چراییِ دقت آن بپرسیم. می‌توان از اصل انسان‌نگر در یکی از دو حالت آن، یعنی حالت تند یا حالت نرم استفاده کرد. در حالت تندِ اصل انسان‌نگر، فرض این است که عالم‌های متفاوت زیادی وجود دارند و در هر یک ارزش ثابت‌های فیزیکی متفاوت است.

مثلاً یک ویروس کامپیوتری برنامه‌ای است که نسخه‌هایی از خود را در حافظهٔ کامپیوتر تولید می‌کند و می‌تواند خود را به کامپیوترهای دیگر منتقل کند. یعنی طبق تعریفی که آوردم، سیستمی زنده است. مثل ویروس بیولوژیک، شکلی نسبتاً بدوی است چون فقط شامل دستورات یا ژن است و خودش متابولیزمی ندارد. به جای آن برنامه، متابولیزمِ کامپیوتر یا سلول میزبان را تغییر می‌دهد. برخی افراد به زنده دانستنِ ویروس‌ها شک دارند چون آنها را انگل می‌دانند؛ چیزهایی که مستقل از میزبان وجود ندارند. اما از این نظر بیشتر اَشکال حیات، از جمله خود ما، انگل هستیم چون برای بقا از اشکال دیگر حیات تغذیه می‌کنیم و به آنها وابسته هستیم. من فکر می‌کنم ویروس‌های کامپیوتری را باید شکلی از حیات دانست. شاید این نکته که تنها نوع حیاتی که ما خلق کرده‌ایم موجودی صرفاً مخرب است، نکات زیادی در مورد طبیعت بشر را تداعی کند. خلقِ آیینهٔ خود. بعداً به اشکال الکترونیک حیات بازخواهم گشت.

این در موجودات زنده اتفاق می‌افتد. می‌توان حیات را سیستمی منظم تعریف کرد که با تمایل به بی‌نظمی مقابله می‌کند و توان بازتولید خود را دارد. یعنی می‌تواند سیستم‌های مشابه و منظم ولی مستقل تولید کند. به منظور این کارها، سیستم باید انرژیِ دارایِ شکل منظم، مثل غذا، نور خورشید یا نیروی الکتریکی، را به انرژیِ دارای شکل نامنظم تبدیل کند؛ یعنی به حرارت. با این کار، سیستم شرط افزایش مقدار کلّی بی‌نظمی را نقض نمی‌کند و در عین حال نظم داخلی خود و زادِگانش را افزایش می‌دهد. این شبیه والدینی است که در خانه‌ای زندگی می‌کنند که هر بار که کودکی جدید به خانواده اضافه می‌شود، خانه نامرتب‌تر می‌شود. یک موجود زنده مشابه من و شما معمولاً دو عنصر دارد: مجموعه‌ای از دستورات که به سیستم نحوهٔ تداوم و تولید مثل را نشان می‌دهند، و سازوکاری که این دستورات را اجرا می‌کند. در زیست‌شناسی به این دو بخش ژن و متابولیزم (سوخت‌وساز) می‌گویند. اما باید تأکید کنیم که نیازی نیست حتماً بیولوژیک باشند.

۳. آیا در کیهان حیات هوشمند دیگری هم هست؟ دوست دارم کمی در مورد تکامل حیات در عالم فکر کنم، به‌خصوص در مورد تکامل حیات هوشمند. این را شامل نژاد بشر فرض خواهم کرد، با اینکه بیشترِ رفتارش در تاریخ احمقانه بوده و به ادامهٔ حیاتِ این نژاد کمک نمی‌کرده است. دو پرسش را بررسی خواهم کرد: " احتمال وجود حیات در جای دیگری از عالم چقدر است؟" و " نحوهٔ تکامل حیات در آینده چگونه می‌تواند باشد؟" تجربهٔ روزمره نشان می‌دهد که اوضاع با گذشت زمان نامنظم‌تر و آشفته‌تر می‌شود. این نکته قانون خودش را هم دارد، قانون دوم ترمودینامیک. بنابر این قانون مقدار کلیِ بی‌نظمی -آنتروپی- در عالم، در گذر زمان همیشه رو به افزایش است. اما این قانون فقط به مقدار کلی بی‌نظمی اشاره می‌کند. نظم یک جسم می‌تواند افزایش یابد، ولی به این شرط که مقدار بی‌نظمی در محیط اطراف آن بیشتر افزایش یابد.