Ο πρωτοπόρος της κβαντικής μηχανικής Έρβιν Σρέντιγκερ κατέθεσε μία από τις πιο επιδραστικές εκλαϊκευτικές μελέτες του 20ού αιώνα για τους ζωντανούς οργανισμούς. Πόσο καλά στέκεται σήμερα; γράφει η Karmela Padavic-Callaghan.
Είναι το «Τι είναι η ζωή;» εξίσου σημαντικό σήμερα;
Ένας επιστήμονας, γράφει ο Έρβιν Σρέντιγκερ, ένας από τους θεμελιωτές της σύγχρονης κβαντικής επιστήμης, στο βιβλίο του του 1944 «Τι είναι η ζωή;», οφείλει να γράφει μέσα στο πεδίο της ειδίκευσής του, ως θέμα noblesse oblige. «Σας παρακαλώ να αρνηθώ το noblesse», σημειώνει αμέσως μετά, καλώντας τον αναγνώστη στον κόσμο των ζωντανών οργανισμών και όχι στα άψυχα άτομα με τα οποία είχε συνδέσει το όνομά του. Για περίπου 90 σελίδες, αφήνει στην άκρη τη θέση του ανάμεσα στους μεγάλους μιας επιστήμης και μπαίνει, μαζί με όλους εμάς τους υπόλοιπους, στη διαδικασία να διαμορφώσει νέες, κάπως αφελείς ιδέες για μια άλλη. Με αυτόν τον τρόπο, δημιούργησε ένα από τα πιο επιδραστικά βιβλία επιστημονικής εκλαΐκευσης του 20ού αιώνα.
Βασισμένο σε μια σειρά διαλέξεων που έδωσε ο Σρέντιγκερ στο Δουβλίνο το 1943, το «Τι είναι η ζωή;» είναι σύντομο και γραμμένο σε οικείο τόνο, χωρίς να αποφεύγει περιστασιακά μια αυτοσαρκαστική παρατήρηση ή μια ποιητική στροφή. Ωστόσο, το κεντρικό ερώτημα του βιβλίου διατυπώνεται με σαφήνεια στη γλώσσα της φυσικής: «Πώς μπορούν τα γεγονότα στον χώρο και τον χρόνο που λαμβάνουν χώρα μέσα στο χωρικό όριο ενός ζωντανού οργανισμού να εξηγηθούν από τη φυσική και τη χημεία;»
Για να φτάσει σε μια απάντηση, σκέφτεται επίσης σαν φυσικός. Έτσι, το «Τι είναι η ζωή;» —με υπότιτλο «Η φυσική πλευρά του ζωντανού κυττάρου»— ξεκινά με τη συζήτηση για το πόσο μικρά και πόσο πολυάριθμα είναι τα δομικά στοιχεία κάθε ζωντανού οργανισμού, όπως τα άτομα, και πώς, συνεπώς, οφείλουν να υπακούουν στους νόμους της στατιστικής φυσικής. Ο Σρέντιγκερ έχει εδώ στέρεο έδαφος και μπορεί να εξηγήσει καθαρά πώς, όταν ένας φυσικός εξετάζει ένα μεγάλο σύνολο από μικροσκοπικά πράγματα, μπορεί να πει κάτι γι’ αυτά κατά μέσο όρο, αλλά όχι για το καθένα ξεχωριστά με ακρίβεια.
Οι νόμοι της φυσικής υπαγορεύουν επίσης ότι τέτοια συστήματα κινούνται διαρκώς προς μεγαλύτερη αταξία και ότι είναι γεμάτα διακυμάνσεις. Οι ζωντανοί οργανισμοί, όμως, εμφανίζουν αξιοθαύμαστη τάξη, κάτι που οδηγεί τον ιδιαίτερα προβληματισμένο Σρέντιγκερ να τους παρομοιάσει με τους περίπλοκους εσωτερικούς μηχανισμούς των ρολογιών. Μπορούν επίσης να αναπαράγονται αξιόπιστα και να μεταδίδουν τα χαρακτηριστικά τους χάρη σε μια πολύ μικρή ποσότητα «κληρονομικής ουσίας» — ένα σημείο που τον μπερδεύει.
Το «Τι είναι η ζωή;» γράφτηκε πριν γίνει πλήρως κατανοητή η δομή του DNA, οπότε ο Σρέντιγκερ δεν ξέρει από τι αποτελείται αυτή η ουσία. Στηρίζεται όμως σε μελέτες για την κληρονομικότητα των μεταλλάξεων που προκαλούνται από την ακτινοβολία και τις συνδέει ακόμη και με τα «κβαντικά άλματα» από το δικό του πεδίο. Αναστοχάζεται πάνω στο είδος του στερεού που θα μπορούσε να είναι αυτή η κληρονομική ουσία και στο πώς η κβαντική θεωρία θα μπορούσε να εξηγήσει μέρος της σταθερότητάς της. Η άλλη βασική του υπόθεση είναι ότι ένας ζωντανός οργανισμός χρειάζεται «αρνητική εντροπία» — για να ξεφύγει από το να καταλήγει πάντα αργά ή γρήγορα σε αταξία, πρέπει να «ρουφά συνεχώς τάξη από το περιβάλλον του». Πώς ακριβώς συνδέονται όλα αυτά; Ο Σρέντιγκερ υποστηρίζει ότι ίσως χρειάζονται νέοι νόμοι της φυσικής για να δοθεί πλήρης απάντηση.
Μετά την κυκλοφορία του το 1944, το «Τι είναι η ζωή;» άσκησε τεράστια επιρροή και αναφέρεται ότι ενέπνευσε αρκετούς φυσικούς να στραφούν στη βιολογία. Το διάβασαν και το συνέχισαν να το διαβάζουν και το ευρύ κοινό, γι’ αυτό και το βιβλίο εμφανίζεται συχνά σε λίστες με τα κορυφαία έργα του είδους. Οι χημικοί και οι βιολόγοι, όμως, το υποδέχτηκαν λιγότερο θερμά.
Ο νομπελίστας Μάξ Περουτς έγραψε για το πλήθος των σύγχρονων ερευνών που θα μπορούσε να είχε διαβάσει ο Σρέντιγκερ για να βρει απαντήσεις σε ορισμένα από τα ερωτήματά του. Για παράδειγμα, η απορία του για το πώς ένα μικροσκοπικό κομμάτι κληρονομικής ουσίας σε ένα κύτταρο μπορεί να αναπαραχθεί κατά τη διαίρεση του κυττάρου χωρίς να καταστραφεί από τις διακυμάνσεις θα μπορούσε να είχε αποφευχθεί με καλύτερη κατανόηση των ενζύμων που συμμετέχουν σε αυτή τη διαδικασία. Ο Περουτς επέκρινε επίσης την ιδέα της αρνητικής εντροπίας.
Πιο πρόσφατα, ο συγγραφέας Φίλιπ Μπολ σημείωσε ότι ο Σρέντιγκερ θα μπορούσε να είχε κατανοήσει καλύτερα αυτή την έννοια αν είχε ασχοληθεί με ιδέες που συνδέουν την εντροπία με την πληροφορία, όπως η λύση του Λέο Σίλαρντ το 1929 στο περίφημο παράδοξο του δαίμονα του Μάξγουελ, όπου και η αύξηση της αταξίας φαινόταν με μυστηριώδη τρόπο να αναστέλλεται.
Παρά τις πολύ βάσιμες αυτές κριτικές, το «Τι είναι η ζωή;» εξακολουθεί να μοιάζει προφητικό το 2026. Ως πρώην φυσικός, είμαι πιθανότατα πιο επιεικής αναγνώστρια από κάποιον που ζει και αναπνέει τις λεπτομέρειες της σύγχρονης γενετικής. Κάθε φορά όμως που έχω πάρει συνεντεύξεις από βιοφυσικούς, έχω ακούσει και πάλι απόηχους του «Τι είναι η ζωή;» στα λόγια τους. Μόλις πέρυσι, ένας ερευνητής μού μίλησε για τη μακροπρόθεσμη προοπτική διατύπωσης ενός νέου νόμου της φυσικής για την έμβια ύλη. Ένας άλλος με παρέπεμψε στα λόγια του φυσικού Φίλιπ Πίνκους στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σάντα Μπάρμπαρα: «Αν βρίσκεσαι σε ισορροπία, είσαι νεκρός». Αυτό ακριβώς προσπαθούσε να κατανοήσει ο Σρέντιγκερ τη δεκαετία του 1940.
Το 2021, ο βιοφυσικός Ρομπ Φίλιπς στο California Institute of Technology υποστήριξε ότι το «Τι είναι η ζωή;» διαβάζεται καλύτερα ως «ένα μανιφέστο για τα σύνορα της φυσικής και για το πώς, κάθε φορά που η φυσική καταπιάνεται με νέες κατηγορίες φαινομένων, απαιτεί νέες έννοιες και τελικά οδηγεί στη διατύπωση νέων νόμων». Τείνω να συμφωνήσω. Η κατανόηση του Σρέντιγκερ για τη βιολογία και τη χημεία είναι στην καλύτερη περίπτωση ατελής, αλλά η φυσική του διαίσθηση άντεξε στον χρόνο.
Θα είναι ποτέ οι φυσικοί τα κατάλληλα πρόσωπα για να περιγράψουν τον ακριβή μηχανισμό με τον οποίο κάτι είναι ζωντανό, αντί να είναι ένα άψυχο σωρό από άτομα; Αυτό είναι ερώτημα για τους φιλοσόφους της επιστήμης, αλλά και κάτι που η έρευνα των επόμενων ετών θα μπορούσε πραγματικά να φωτίσει. Είναι μια προοπτική εξίσου συναρπαστική όσο και εκνευριστική, ένα αίσθημα που ο Σρέντιγκερ όχι μόνο αποτύπωσε, αλλά και προσπάθησε να αντιμετωπίσει πριν από περισσότερα από 80 χρόνια.
