כמה סיכוי היה לחיים להיווצר במקרה? פיזיקאי ישראלי מסביר

ד"ר דן הרוניאן הוא פיזיקאי ישראלי. תחום העיסוק שלו הוא מיקרו מערכות אלקטרו מכניות, חיישנים זעירים ואופטיקה. הרוניאן, יליד ירושלים בשנת 1959, למד פיזיקה ומתמטיקה באוניברסיטה העברית, קיבל בה תואר שני ודוקטורט בפיזיקה שימושית, ולאחר מכן השתלם באוניברסיטת קורנל בתחום ה-MEMS – מערכות מכניות שממדיהן נמדדים במיקרונים, ונבנות בשיטות הדומות לייצור שבבי מחשב. פרופיל המחקר שלו מונה עשרות פרסומים בתחומי המיקרואלקטרוניקה, הפוטוניקה והננו ייצור. על שמו רשומים תגליות ועשרות פטנטים.

ואז, אחרי עשרות שנים של עיסוק במכונות זעירות ובחלקיקים מלאכותיים, שאל את עצמו פתאום הרוניאן: איך הופיעה בעולם מכונה כה משוכללת כמו הגוף האנושי? הוא ידע, כמו רבים אחרים, שישנה תיאוריה על אבולוציה, אבל הוא, כפיזיקאי העוסק כל ימיו במכונות מורכבות זעירות, לא הבין איך זה באמת מסביר את העניין.

כאיש מדע, הוא יצא למסע של בדיקה, האם תיאוריות האבולוציה ומוצא החיים, באמת מחזיקות מים. המסע הסתיים בשנה האחרונה, בצורה של ספר שיצא באנגלית ובעברית (שם הספר בעברית: "מוצא החיים – אקראיות ותבונה" בהוצאת דני ספרים).

הספר הוא ניסיון לחבר קוסמולוגיה, פיזיקה, ביולוגיה ומתמטיקה, ולבחון באמצעות מודלים הסתברותיים שתי שאלות: עד כמה תנאי היקום מכוונים לקיום חיים, ועד כמה ניתן להסביר את ראשית החיים באמצעות תהליכים חומריים ואקראיים בלבד.

התוצאה ברורה. כל ההסברים המטריאליסטיים והטבעיים למוצא החיים והיקום לא מספיקים. כשאנשים מספרים לכם על תיאוריות כלליות שנשמעות טוב, זה סיפור נחמד – "התפתח", "באקראי", "לאט לאט". אבל אם בודקים את המספרים, הנתונים, המשוואות – רואים שזה בלתי אפשרי. אין שום הסבר הגיוני שעומד בפני הביקורת.

הרוניאן מגיע אל הביולוגיה כפיזיקאי וכמהנדס. מהנדס הבונה חיישן אינו יכול להסתפק במשפט "אולי זה יעבוד". הוא מגדיר מספר רכיבים, טולרנסים, הסתברויות כשל ומספר המצבים האפשריים. בספרו הוא מנסה להחיל מודל דומה על ראשית החיים. אם דרושה שרשרת מולקולרית בעלת סדר מסוים כדי לבצע פעולה, כמה רצפים אפשריים קיימים? איזה חלק מהם ממלא פונקציה? כמה ניסיונות כימיים יכולים היו להתרחש בכדור הארץ הקדום בפרק הזמן הזמין? ואם כמה שלבים בלתי תלויים צריכים להתחבר יחד, מהי הסתברותה של השרשרת כולה?

מכאן נובעת ביקורתו על השימוש במילה "אקראיות". מבחינתו, אמירה שתהליך כלשהו התרחש במשך מיליארדי שנים אינה מספקת כשלעצמה. זמן גדול אינו הופך כל אירוע אפשרי לסביר. אם מרחב האפשרויות גדול בהרבה ממספר הניסיונות הפיזיקליים האפשריים, צריך לזהות מנגנון שמצמצם את מרחב החיפוש. השאלה שלו היא, אפוא, לא "האם אירוע נדיר יכול לקרות", אלא האם ידועים לנו חוקי הכימיה והמנגנונים הטבעיים שמכוונים את המערכת אל אותם רצפים פונקציונליים במהירות מספקת.

והתשובה היא לא. לא ידוע לנו, עם כל מאות ואלפי המאמרים והספרים שנכתבו. אין שום הסבר ברור, הגיוני, מדעי, שעומד בפני הביקורת!

הרוניאן אינו מסתפק בשאלה כיצד נוצר חלבון בודד. תא חי דורש מערכת של חלקים שעובדים יחד: ממברנה המבדילה פנים מחוץ, מנגנוני חילוף חומרים, אחסון מידע, העתקת מידע ויכולת לייצר את הרכיבים הדרושים להמשך הפעולה. מבחינתו נוצרת כאן בעיית "מערכת": גם אם לכל רכיב בפני עצמו ניתן להציע מסלול כימי, עדיין נותר להסביר כיצד הופיע הקישור בין המערכות השונות, ובאיזה שלב נוצרה יחידה המסוגלת להמשיך את עצמה.

הטענה הרחבה יותר בספר נוגעת למטריאליזם. מטריאליזם איננו ניסוי ביולוגי או משוואה בפיזיקה, אלא העמדה שלפיה המציאות הפיזיקלית ותהליכיה מספיקים עקרונית להסביר את העולם, ובכללו את החיים. הרוניאן מבקש להפוך את סדר השאלות: במקום להניח מראש שהסבר חומרי מלא חייב להימצא, ולכן כל פער הוא רק "בעיה שעדיין לא פתרנו", הוא מבקש לבדוק האם הצטברותם של התכנון העדין, המידע הביולוגי והקשיים הכמותיים בהופעת מערכת החיים הראשונה מאפשרת ברצינות גם מסקנה אחרת, שתבונה על אנושית, היא חלק מההסבר שלה.

לפני כשלושים שנה, ב-1995, בנה הרוניאן יחד עם עמיתיו מודל מיקרו מכני בהשראת השבלול שבאוזן. כיום חוזר הרוניאן אל השבלול שבאוזן, אבל הפעם מהכיוון ההפוך: לא כיצד להשתמש במרכיב ביולוגי כדי לבנות מכונה, אלא כיצד נוצרה מלכתחילה המכונה הביולוגית שממנה לקח את המרכיב. והמסקנה היא: אין אפשרות של היווצרות עצמית, "אקראית", "אבולוציונית". יש גורם מתכנן!