اکسیر کوانتومی حیات

●● نگاهی به خواص شگفت انگیز آب
۱- مجموعه دستاوردهای اخیر علمی در مورد آب، حاكی از آن است كه زمان آن فرا رسیده كه دیدگاه خود را نسبت به این اكسیر شگفت انگیز حیات متحول كنیم.
۲- تا پیش از این، تصور بر آن بود كه تمامی ویژگی های آب صرفاً توسط دانش شیمی قابل تبیین است اما اكنون این پندار توسط برخی از دانشمندان به چالش كشیده شده است.
۳- ارتعاشات كوانتومی خلأ خود را در رفتار مولكول آب متجلی می كند.
۴- ممكن است آب دارای نوعی حافظه باشد و بتواند اطلاعات محیط پیرامون خود را در خود ثبت كند.
۵- با جدی تر گرفتن پژوهش هایی نظیر هومیوپاتی، ممكن است انسان بتواند به حقایق مهم تری در مورد آب، این اكسیر حیات پی ببرد.
شاید تا به حال، هنگام نوشیدن جرعه های خنك آب، این سئوال از ذهنتان گذشته باشد كه به راستی در این مایع حیات بخش چه اسراری نهفته است؟ آیا این مایع فقط همان H۲O است كه در درس شیمی مدرسه می خواندیم، یا اینكه ویژگی های ناشناخته بسیاری در این اكسیر حیات پنهان است؟ البته اگر پژوهش های انجام شده در مورد آب را به طور جدی دنبال می كنید، احتمالاً نام ماسارو اموتو (Masaru Emoto) را هم شنیده اید. اموتو با پژوهش های خود نشان داد كه آب نسبت به احساسات و ادراكات محیط پیرامون خود واكنش نشان می دهد. به عنوان مثال، وی نشان داد كه بلورهای یخ حاصل از ظرف آبی كه یك راهب ذن آن را تقدیس كرده است، بسیار زیباتر از بلورهایی هستند كه تحت تاثیر احساسات منفی بوده اند. اموتو در كتاب پرفروش خود جزئیات تحقیقاتش را به طور كامل شرح می دهد. (در سال گذشته حتی فیلمی هم به نام What the Bleep بر مبنای این كتاب ساخته شد.)
البته بسیاری از دانشمندان نسبت به دستاوردهای اموتو با دیده تردید می نگرند زیرا یافته های اموتو درباره آب، چندان از روش متعارف علمی تبعیت نمی كند چراكه این نتایج عموماً دست چین شده بوده و در شرایطی غیرقابل تكرار انجام شده اند. اما اگرچه دستاوردهای اموتو به لحاظ علمی چندان جدی گرفته نشده است ولی آخرین یافته های دقیق علمی در مورد این مایع حیات بخش، نتایجی به همان اندازه شگفت انگیز در پی داشته است.
اكنون بر اساس دستاوردهای علمی چنین به نظر می رسد كه تاثیر آب بر روی ارگانیسم های زنده، تاثیری فراتر از فرآیندهای شیمیایی صرف باشد. در واقع باید گفت كه دو عامل آب و حیات از درون و در عمیق ترین فرآیند كیهان با همدیگر در ارتباط هستند و این ایده حتی از عجیب ترین دیدگاه های شرقی نسبت به حیات هم شگفت انگیزتر است.
البته پیش از دستاوردهای اخیر دنیای علم در مورد آب، باز هم در یك نگاه می شد دریافت كه تمامی دانشمندان اذعان دارند كه این ماده ویژگی های عجیبی دارد كه آن را برای حیات ضروری كرده است. به عنوان مثال، این واقعیت كه آب جامد - یعنی یخ - برخلاف سایر مواد، نسبت به فاز مایع خود چگالی كم تری دارد، از انجماد اقیانوس ها و محو شدن حیات در زمین جلوگیری كرده است. همین طور مقاومت بالای آب در برابر تغییرات دما، نقش مؤثری در متعادل كردن نوسان های دمایی آب و هوای كره زمین داشته و همین امر به ارگانیسم های زنده فرصت لازم را برای تطبیق خود با شرایط محیطی داده است.
اما پژوهش های اخیر نشان می دهد كه فرمول شیمیایی ساده آب، همان عاملی است كه اغلب دانشمندان را در شناخت نكات ظریفی كه در پشت ویژگی های شگفت انگیز این اكسیر حیات وجود دارد، دچار اشتباه كرده است. در واقع باید توجه داشت كه نكته كلیدی در مورد بسیاری از ویژگی های آب، پیوند شیمیایی بین اتم اكسیژن با دو اتم هیدروژنی كه این مولكول را تشكیل می دهند، نیست بلكه نكته كلیدی در پیوند بین اتم های هیدروژن در مولكول های مختلف آب با همدیگر است. این پیوندهای هیدروژنی حداقل ۱۰ مرتبه از یك پیوند شیمیایی معمولی ضعیف ترند و این بدان معنی است كه اگرچه این پیوندها قادرند مولكول های آب را به همدیگر اتصال دهند، اما در عین حال به راحتی هم در دمای اتاق شكسته می شوند.
بنابراین یك قطره آب در واقع دریایی پرتلاطم از مبارزه میان نظم و بی نظمی است كه در آن ساختارها به طور مستمر شكل گرفته و از بین می روند. همین امر منجر به ده ها ویژگی عجیب و غیرعادی آب می شود (از دارا بودن نقطه جوشی به اندازه ۱۵۰ درجه سانتی گراد بالاتر از سایر مایعات مشابه گرفته تا مقاومت بسیار بالای آن در برابر تراكم).
هرچند تمامی پیوندهای موثر بر مولكول آب اساساً در نتیجه تاثیرهای كوانتومی شكل می گیرند اما در این میان، پیوندهای هیدروژنی تحت تاثیر یكی از شگفت انگیزترین این پدیده های كوانتومی به نام «ارتعاشات نقطه صفر» هستند. این ارتعاشات كه همواره و در تمامی گستره جهان وجود دارند، در واقع حاصل اصل مشهور عدم قطعیت هایزنبرگ هستند كه براساس آن یك سیستم نمی تواند در یك لحظه زمانی، مقدار انرژی كاملاً مشخصی داشته باشد. به همین دلیل هم حتی اگر دمای جهان به نقطه صفر مطلق رسیده و منجمد شود باز هم این ارتعاشات نقطه صفر كه از انرژی فضای تهی (خلاء) حاصل می شوند به قوت خود باقی خواهند ماند.
● مسیر كوانتومی حیات
ارتعاش های نقطه صفرنقش مهمی ایفا می كنند، به ویژه در موردآب. این ارتعاشات درواقع به افزایش طول پیوند بین اتم های هیدروژن و اتم اكسیژن موجود در مولكول آب منجر می شوند. همین امر سبب خواهد شد كه مولكول های آب، با سهولت بیشتری با سایر مولكول های مجاور خود پیوند برقرار كنند. حاصل این امر، سیالی پیوسته و یكپارچه است كه سیاره ما را زنده نگاه می دارد.
فلیكس فرانكز (Felix Franks) از دانشگاه كمبریج، تصویر جالبی را از نقش حیاتی این اثر كوانتومی در رفتار آب ارائه می دهد. او می گوید: «مقداری آب را بردارید و به جای اتم های هیدروژن مولكول های آن، ایزوتوپ سنگین تر هیدروژن یعنی دوتریوم را جایگزین كنید. در این صورت به مایعی خواهید رسید كه اگرچه خواص شیمیایی آن همانند آب است اما برای تمامی گونه های حیات - غیر از ارگانیسم های بسیار ابتدایی - سمی و مهلك است.» فرانكز معتقد است كه در اینجا تنها تفاوت به تاثیر انرژی نقطه صفر بازمی گردد.
اكنون تعداد پژوهشگرانی كه به تحقیق بر روی این ارتباط عمیق میان تأثیرات كوانتومی و حیات می پردازند به طور مستمر رو به افزایش است. پیشرفت های اخیر در روش های نظری، تكنیك های تجربی و توان محاسباتی ابررایانه ها نیز امكان مطالعه نحوه برهم كنش آب با DNA، پروتئین ها و سلول ها را با دقت بی نظیری میسر كرده است.
نتایج چنین پژوهش هایی اغلب غیرمنتظره بوده و تمامی فرض های ساده موجود در مورد چگونگی كاركرد حیات را به چالش می كشد. اكنون به طور یقین می توان گفت كه دیدگاه مرسوم موجود كه سعی دارد تمامی اسرار حیات را صرفاً در مجموعه ای از ژن ها و پروتئین ها خلاصه كند، به طور مضحكی ساده لوحانه به نظر می رسد، چراكه اینك مشخص شده است كه همین ژن ها و پروتئین ها بدون كمك مستقیم اكسیر بی رنگ و بی بوی حیات، حتی قادر به انجام ابتدایی ترین وظایف خود هم نیستند. دكتر فرانكز می گوید: «بدون آب، تنها با واكنش های شیمیایی مواجه هستیم اما در حضور آب، واكنش های زیست شناختی شكل می گیرند.»
برخی از مهم ترین شواهد در این ارتباط از مطالعه پروتئین ها حاصل می شود. این مولكول ها كه براساس دستورات DNA، از زنجیره ای از آمینواسیدها تشكیل می شوند در واقع مولكول هایی هستند كه بار حیات را به دوش می كشند. آنها انبوهی از وظیفه های كلیدی - از مبارزه با دشمنان گرفته تا ساختن سلول های جدید - را بر عهده دارند. كاركرد دقیق این مولكول ها به شدت به شكل فیزیكی آنها وابسته است. هرچند مدت هاست كه مشخص شده است شكل دهی صحیح این پروتئین ها توسط مولكول های آب صورت می گیرد، اما جزئیات این فرآیند تا همین چند ماه پیش نامشخص بود.
آنچه اخیراً پژوهشگران كشف كرده اند تاثیر متقابل شگفت انگیز و دقیق بین پروتئین ها و مولكول های آب است كه توسط پیوندهای مهم هیدروژنی آب، هماهنگ می شود. در ماه ژانویه (دی ماه۸۴)، فلورین گارچارك (Florian Garczarek) و كلاوس گرورت(Klaus Gerwert) از بخش بیوفیزیك دانشگاه رور (Ruhr) در آلمان، نتایج جالب پژوهش های خود را در مورد نقش مولكول آب در برهم كنش با پروتئینی به نام باكتریورهادوپسین (Bacteriorhodopsin) كه در جداره بیرونی گونه های اولیه حیات یافت می شود، ارائه كردند.
باكتریورهادوپسین، پروتئینی است كه نوع ساده ای از فتوسنتز را انجام می دهد و به كمك نور، منبعی از انرژی شیمیایی ایجاد می كند. محققان از مدت ها قبل بر این باور بودند كه علت این فرآیند، جابه جایی پروتون های اطراف مولكول بر اثر تابش نور است. با جابه جایی این پروتون ها، یك تغییر نسبی بار ایجاد می شود كه خود همانند یك باتری شیمیایی عمل می كند. اما می دانیم كه تنها منبع پروتون در اطراف پروتئین، همان هسته های اتم هیدروژن مولكول های آبی است كه در ساختار پروتئین مزبور محصور شده اند. تا پیش از این، هیچ كس سازوكار دقیق این واكنش را كشف نكرده بود تا اینكه نوبت به گارچارك وگرورت رسید. این دو محقق دریافتند كه شكل مولكول پروتئین به واسطه تابش نور (برخورد فوتون ها) تغییر كرده و همین امر به شكسته شدن برخی از پیوندهای هیدروژنی بین مولكول های آب محصور در پروتئین منجر می شود. این مسئله خود به وقوع زنجیره ای از رویدادها منجر خواهد شد كه به واسطه آنها مولكول های توده های بیرونی آب با برهم كنش های خود، پروتون ها را در داخل مولكول پروتئین جابه جا می كنند.
تمامی این فرآیند شگفت انگیز تنها به واسطه رفتار كوانتومی پیوندهای هیدروژنی آب میسر می شود. گارچارك در این باره می گوید: «در این امر، وجود پیوندهایی كه به راحتی تشكیل شده و در عین حال، به سهولت نیز شكسته می شوند، یك عامل بسیار مهم محسوب می شود.»
پیوندهای هیدروژنی در كاركرد یكی دیگر از اجزای كلیدی حیات یعنی مولكول DNA نیز نقشی حیاتی ایفا می كنند. در واقع باید گفت كه بر اساس شواهد جدید، دیگر نمی توان مولكول DNA را بدون در نظر گرفتن آب، به عنوان مارپیچ حیات نامید.
برای آنكه DNA بتواند وظیفه های زیست شناختی خود را به خوبی انجام دهد، باید بتواند كارهایی نظیر پیچ خوردن، چرخیدن و برقراری اتصال با پروتئین ها (آن هم دقیقاً در نقطه مناسب) انجام دهد. ممكن است در نگاه اول، انجام چنین كارهایی برای مولكول رشته ای یك متری بلندی نظیر DNA چندان دشوار به نظر نرسد. اما اگر به مقیاس واقعی انجام چنین واكنش هایی توجه كنیم، مشخص خواهد شد كه در چنین مقیاسی، DNA بسان یك مولكول صلب عمل خواهد كرد. بنابراین برای دانشمندان سئوالی اساسی مطرح می شود: پروتئین ها چگونه می توانند دقیقاً در نقطه مناسب با DNA پیوند برقرار كنند؟بنابر نظر زیست شیمیدان ها، مولكول های آب در این امر، نقش بسیار مهمی ایفا می كنند. در واقع، چنین به نظر می رسد كه میزان تجمع مولكول های آب در اطراف مولكول DNA، با فعالیت های زیست شناختی این مولكول مرتبط باشد. مسئله اساسی زمانی اتفاق می افتد كه آب، به سطح مولكول DNA نزدیك می شود. با كشیده شدن مولكول های آب به سوی مولكول DNA، شبكه پر جوش و خروش پیوندهای هیدروژنی آب دچار اغتشاش شده و نتیجتاً حركت تك تك مولكول های آب، شدیدتر خواهد شد.
جدیدترین پژوهش ها بر روی این پرسش متمركز شده است كه در نقاط تماس مولكول های آب با DNA چه اتفاقی می افتد؟ نتایج حاصل از این پژوهش ها حاكی از آن است كه مولكول های آب، در اطراف برخی از جفت بازهای DNA، نسبت به سایر جفت بازها توقف بیشتری كرده و چرخش آرام تری نیز دارند. همینجاست كه ارتباط بین میزان آبپوشی بخش های مختلف مولكول DNA با فعالیت زیست شناختی آن روشن تر می شود. همانطور كه می دانیم، جفت بازهای روی مولكول DNA، اجزای تشكیل دهنده ژن ها هستند و توالی همین جفت بازهاست كه نحوه اتصال آمینواسیدها به همدیگر برای ساختن پروتئین ها را مشخص می كند. حال چنانچه مدت زمان توقف مولكول های آب در اطراف این جفت بازها متفاوت باشد پس میزان آبپوشی بخش های مختلف مولكول DNA می تواند مشخص كننده نحوه توالی جفت بازها در آن بخش مولكول باشد.
مونیكا فاكس رایتر (Monika Fuxreiter) از مركز تحقیقات زیست شناسی فرهنگستان علوم مجارستان در بوداپست معتقد است كه همین مسئله، نحوه برهم كنش پروتئین ها با DNA را توضیح می دهد. او و همكارانش موفق به ارائه شبیه سازی رایانه ای برهم كنش DNA با پروتئینی به نام BamHI شده اند. این شبیه سازی به خوبی نشان می دهد كه چگونه DNA به كمك مولكول آب، از نقاط مشخصی شكسته می شود تا با پروتئین ها پیوند برقرار كند.
براساس این شبیه سازی، وقتی كه مولكول پروتئین هنوز با DNA فاصله دارد، مولكول های آب، توالی ژنتیكی DNA را به آن «مخابره» می كنند. با نزدیك تر شدن پروتئین به DNA، مولكول های آب كنار می روند تا پیوند میان پروتئین و DNA برقرار شود.
براساس شبیه سازی فاكس رایتر، مولكول های آب، سطوح مختلف آبپوشی حول DNA را توسط نیروهای الكترواستاتیك به پروتئین اعلام می كنند. مولكول های آب حتی می توانند وجود نقص هایی را در ساختار DNA تشخیص داده و پیش از رسیدن پروتئین به آن گزارش دهند. فاكس رایتر می گوید: «چنانچه بخشی از DNA دچار نقصی شده باشد، توسط تعداد بیشتری از مولكول های آب احاطه شده و نتیجتاً پروتئین نمی تواند با آن بخش ارتباط برقرار كند و بنابراین به سوی بخش دیگری از DNA می رود كه به لحاظ زیست شناختی در وضعیت مناسبی است.»
اینك بسیاری از محققان پذیرفته اند كه آب چیزی بیش از هیدروژن و اكسیژن تنها است. اما روستام روی (Rustum Roy) پژوهشگر علم مواد در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا پا را از این هم فراتر می گذارد. او معتقد است كه زمان آن فرارسیده است كه در نگرش علمی خود نسبت به آب ( كه مدت های طولانی در انحصار علم شیمی بود ) تحولی اساسی ایجاد كنیم. روی می گوید: «اینكه بگوییم همه چیز صرفاً براساس تركیبات شیمیایی ایجاد می شود كاملاً عبث و نامعقول است.» روی و همكارانش در دسامبر گذشته (آذر ماه ۸۴) طی مقاله ای در نشریه Materials Research Innovations خواستار بررسی دقیق تر و جدی تر یكی از بحث برانگیزترین ادعاها در مورد آب شدند: اینكه آب دارای نوعی «حافظه» است.
این ایده كه آب می تواند اطلاعات موادی كه در آن حل می شود را همچنان در خود حفظ كند مدت هاست به عنوان یكی از سازوكارهای احتمالی روش درمانی هومیوپاتی مطرح شده است. همان طور كه می دانید، محلول های دارویی مورد استفاده در هومیوپاتی، آن قدر رقیق می شوند كه در عمل می توان گفت حتی یك مولكول از ماده حل شده اولیه نیز در آنها یافت نمی شود. بنابراین یك سئوال مهم برای دانشمندان ایجاد می شود: چگونه ممكن است چنین آبی كه به لحاظ شیمیایی عملاً با آب خالص تفاوتی ندارد خواص درمانی داشته باشد؟
روی معتقد است كه چنین سئوالی ناشی از یك نگاه بسیار ساده انگارانه نسبت به آب است، دیدگاهی كه آن را از كتاب های شیمی مدرسه باور كرده ایم. اما اخیراً مشخص شده است كه آب قادر است رفتارهایی از خود بروز دهد كه از حد رفتارهای شیمیایی صرف فراتر است و چنین رفتارهایی ممكن است بتوانند نوعی حافظه را در آب ایجاد كنند. بنابر نظر روی یكی از این راه ها سازوكاری به نام برآرایی (Epitaxy) است. در این سازوكار، از ساختار اتمی یك ماده، به عنوان مبنایی برای القای همان ساختار در مواد دیگر استفاده می شود.
● ناشناخته های آب
امروزه استفاده از روش برآرایی، به روالی عادی و متداول در صنعت تولید ریزپردازنده ها بدل شده است. روی معتقد است كه آب نیز در طبیعت، سازوكار برآرایی را از خود نشان می دهد. او نحوه تشكیل ابرها در آسمان را مثال می زند. هسته اولیه ابرها از طریق رشد بلورهای یخ بر روی زیرلایه ای از یدید نقره حاصل می شود و بلورهای یخ حاصل، همان ساختار بلوری یدید نقره را دارند و این درحالی است كه هیچ واكنش شیمیایی مابین یدید نقره و آب انجام نمی شود.
علاوه بر این، روی و همكارانش به مورد دیگری نیز (كه اغلب توسط دانشمندانی كه سعی در انكار صحت هومیوپاتی دارند نادیده گرفته می شود) اشاره می كنند و آن نحوه تكان دادن شدید محلول ها در فرآیند تولید داروهای هومیوپاتی است. گروه پژوهشی روی تخمین می زند كه امواج ضربه ای حاصل از چنین تكان های شدیدی می تواند فشار را در برخی از نواحی درونی آب به بیش از ده هزار اتمسفر برساند و همین امر می تواند به تغییراتی اساسی در ویژگی های مولكول های آب منجر شود.
روی معتقد است كه دانشمندان با جدی گرفتن هومیوپاتی ممكن است به ویژگی های بنیادین جدیدی از آب كه تاكنون برای بشر ناشناخته بود، پی ببرند.
به هر حال، آنچه مسلم است این است كه آخرین اكتشافات علمی، از لزوم تغییر نگرش انسان نسبت به آب و ارتباط بسیار عمیق تر آن با حیات خبر می دهند. اكنون می دانیم كه نقش بنیادی ترین ارتعاش های كوانتومی هستی در آب متجلی می شود و همین ارتعاش ها، به واسطه آب، با حیات پیوند می خورد. اینگونه است كه آب می تواند به تركیب های شیمیایی بی جان حیات بخشد. پس این بار كه جرعه ای آب می نوشید، به خاطر داشته باشد كه این آب شما را با ارتعاش های بی پایان كیهانی ارتباط می دهد و هنوز هم ناشناخته های بسیاری در این اكسیر بی رنگ، بی طعم، بی بو و به ظاهر ساده حیات وجود دارد.

New Scientist, ۸ Apr.۲۰۰۶
رابرت ماتیوز
ترجمه: شهاب شعری مقدم

منبع : روزنامه شرق