أعظم الكتب العلمية: لماذا كتاب إروين شرودنغر الكلاسيكي عام 1944 ما هي الحياة؟ لا يزال يشعر بالبصيرة

من المفترض أن يكتب العالم في مجال خبرته كمسألة نبيلة، كما كتب إروين شرودنغر، أحد مهندسي علم الكم الحديث، في كتابه الصادر عام 1944 ما هي الحياة؟. “أتوسل إلى التخلي عن نوبليس“، يكتب بعد ذلك، داعياً القارئ إلى عالم الكائنات الحية بدلاً من الذرات غير الحية التي صنع لنفسه اسماً بدراستها. في 90 صفحة أو نحو ذلك، هو على استعداد للتخلي عن مكانته بين عظماء علم ما والانضمام إلى بقيتنا من المجتهدين والهواة في تطوير أفكار جديدة، وساذجة إلى حد ما، حول علم آخر. ومن خلال القيام بذلك، أنتج واحداً من أكثر كتب العلوم الشعبية تأثيراً في القرن العشرين.^ذ قرن.

استنادًا إلى سلسلة من المحاضرات التي ألقاها شرودنغر في دبلن عام 1943، ما هي الحياة؟ قصير ومحادثة على حد سواء، ولا يخجل من الملاحظة العرضية التي تمحو الذات أو التحول الشعري للعبارة. ومع ذلك، فإن صياغة شرودنغر للمشكلة المركزية في الكتاب منصوص عليها بقوة في لغة الفيزياء: “كيف يمكن للفيزياء والكيمياء تفسير الأحداث في المكان والزمان التي تحدث داخل الحدود المكانية للكائن الحي؟”

وللتوصل إلى إجابة، فهو يفكر أيضًا كعالم فيزياء. وفقاً لذلك، ما هي الحياة؟ – مترجمة الجانب المادي للخلية الحية – يبدأ بمناقشة مدى صغر وكثرة العناصر الأساسية (مثل الذرات) لأي كائن حي، وكيف ينبغي لها بالتالي أن تخضع لقوانين الفيزياء الإحصائية. يقف شرودنغر هنا على أرض صلبة ويمكنه أن يوضح بوضوح كيف يمكن للفيزيائي، عندما يدرس مجموعة كبيرة من الأشياء الصغيرة، أن يقول شيئًا عنها في المتوسط، ولكن ليس عن أي واحدة منها بالضبط.

وتنص قوانين الفيزياء أيضًا على أن مثل هذه الأنظمة تتطور باستمرار نحو زيادة الفوضى، وأنها مليئة بالتقلبات. لكن الكائنات الحية مرتبة بدقة، مما دفع شرودنغر المثير للاهتمام إلى مقارنتها بالآليات الداخلية المعقدة للساعات. ويمكنهم أيضًا التكاثر ونقل سماتهم بشكل موثوق بفضل كمية صغيرة جدًا من “المادة الوراثية” – وهي النقطة التي تحيره.

ما هي الحياة؟ تمت كتابته قبل أن يتم فهم بنية الحمض النووي بشكل كامل، لذلك فإن شرودنغر غير متأكد مما تتكون هذه المادة، لكنه يعتمد على دراسات وراثة الطفرات الناجمة عن الإشعاع، بل ويربطها بـ “القفزات الكمية” من مجال خبرته. وهو يفكر في نوع المادة الصلبة التي يمكن أن تكون عليها هذه المادة الوراثية وكيف يمكن لنظرية الكم أن تفسر بعضًا من استقرارها. فرضيته الرئيسية الأخرى هي أن الكائن الحي يحتاج إلى “إنتروبيا سلبية” – لكي يهرب دائمًا من أن يصبح في نهاية المطاف مضطربًا، يجب أن “يمتص النظام باستمرار من بيئته”. كيف بالضبط كل هذا يأتي معا؟ يفترض شرودنغر أننا قد نحتاج إلى قوانين فيزيائية جديدة للإجابة بشكل كامل على هذا السؤال.

وبعد نشره عام 1944م. ما هي الحياة؟ كان مؤثرًا بشكل لا يصدق، ويُقال إنه ألهم العديد من علماء الفيزياء للتحول إلى علم الأحياء. قرأه الجمهور الشعبي، واستمر في قراءته أيضًا، لذلك يقوم الكتاب بشكل روتيني بإعداد قوائم “الأفضل”. لكن الكيميائيين وعلماء الأحياء استقبلوه بحرارة أقل.

كتب ماكس بيروتز الحائز على جائزة نوبل عن الكم الهائل من الأبحاث المعاصرة التي كان من الممكن أن يقرأها شرودنغر للعثور على إجابات لبعض أسئلته. على سبيل المثال، كان من الممكن تجنب حيرته بشأن كيفية إعادة إنتاج قطعة صغيرة من مادة وراثية في الخلية أثناء انقسام الخلية دون تدميرها بسبب التقلبات من خلال فهم أفضل للأفكار حول الإنزيمات التي تشارك في هذه العملية. انتقد بيرتوز أيضًا فكرة الإنتروبيا السلبية.

في الآونة الأخيرة، أشار الكاتب فيليب بول إلى أنه كان من الممكن أن يفهم شرودنغر هذا المفهوم بشكل أكبر لو أنه تعامل مع الأفكار التي تربط الإنتروبيا والمعلومات، على سبيل المثال قرار ليو زيلارد عام 1929 لمفارقة ماكسويل الشيطانية الشهيرة، حيث بدا أيضًا أن ظهور الفوضى قد تم إحباطه بشكل غامض.

وعلى الرغم من تلك الانتقادات المشروعة للغاية، ما هي الحياة؟ ما زلت أشعر برؤية مستقبلية في عام 2026. باعتباري فيزيائيًا سابقًا، ربما أكون قارئًا أكثر تعاطفًا من شخص يعيش ويتنفس خصوصيات وعموميات علم الوراثة الحديث. لكن كلما أجريت مقابلات مع علماء الفيزياء الحيوية، سمعت أيضًا أصداءً لذلك ما هي الحياة؟ في كلماتهم. في العام الماضي فقط، أخبرني أحد الباحثين عن احتمال طويل المدى لصياغة قانون فيزيائي جديد للمادة الحية. ونبهني آخر إلى كلمات الفيزيائي فيليب بينكوس من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا: “إذا كنت في حالة توازن، فأنت ميت”. وهذا بالضبط ما كان يفكر فيه شرودنغر في الأربعينيات!

في عام 2021، جادل عالم الفيزياء الحيوية روب فيليبس في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بذلك ما هي الحياة؟ من الأفضل قراءته على أنه “بيان حول حدود الفيزياء والطريقة التي تعالج بها الفيزياء فئات جديدة من الظواهر، فهي تتطلب مفاهيم جديدة وتؤدي في النهاية إلى صياغة قوانين جديدة”. أنا أميل إلى الموافقة. إن فهم شرودنغر لعلم الأحياء والكيمياء غير كامل في أحسن الأحوال، ولكن حدسه الفيزيائي صمد أمام اختبار الزمن.

هل سيكون الفيزيائيون الأشخاص المناسبين لتوضيح الآلية الدقيقة التي يعيش بها شيء ما، بدلًا من كونه كومة جامدة من الذرات؟ هذا سؤال لفلاسفة العلم، ولكنه أيضًا سؤال يمكن أن تسلط عليه الأبحاث التي ستجرى في السنوات القادمة الضوء عليه. وهذا أمر مثير بقدر ما هو مثير للغضب، وهو الشعور الذي لم يجسده شرودنجر فحسب، بل حاول معالجته منذ أكثر من ثمانين عاما.