קיימת מוסכמה שלפיה החיים מזוהים עם תנועה, ומוות – עם עצירה. ועל אף שיש אמת בבסיס ההנחה, המציאות הרבה יותר משונה: באותה מידה שבה דברים ממשיכים להשתנות גם אחרי המוות, דברים חייבים לעמוד מלכת כדי לקיים חיים.
מהן האפשרויות העומדות לרשותכם לשרוד בשממה הפראית של אלסקה, בקור של מינוס 10 מעלות? הראשונה היא לייצר מספיק אנרגיית חום, השנייה היא לשמור שאנרגיה הקיימת בגופכם לא תברח. אנו היונקים, עם היציבות התרמית הפנימית שלנו, עוד ברי מזל. האופציות של צפרדע בעלת דם קר כשהטמפרטורה צונחת הרחק מתחת לאפס הרבה יותר מוגבלות: בהיעדר מנגנון חימום פנימי, גופה פשוט קופא ומפשיר בהתאם לטמפרטורה בחוץ.
האסטרטגיה ההישרדותית הפרגמטית-עד-כדי-גיחוך הזו היא התגלמות חיה של כמה חידות בלתי פתורות לגבי טבע הקיום שלנו: האם חיים ומוות הם מצבים דיכוטומיים? האם תנועה ועצירה הן הפכים? האם שינוי בהכרח מאפשר חיים וקיפאון בהכרח מביא לעצירתם? איזה עיקרון הנוגע לתנועה משותף לכל המתרחש ביקום, מהתאים שלנו ועד לגרמי השמיים?
כמו צפרדע העץ – החיה במחזורים של חיים וסף-מוות בהתאם למתרחש סביבה – הטבע מכיל שלל דוגמאות שמערערות על התפיסה האינטואיטיבית שלנו לגבי תפקידם של שינוי ותנועה בכינונם של חיים.
חרב הפיפיות של השינוי
קרדיט לאינטואיציה שלנו המחברת חיים לתנועה – היא לא התפתחה בוואקום. למעשה, תנועה ושינוי הם מושגים שמולחמים ליסודותיו של המושג חיים. למטה ככל שנרד בהגדרה של חיים, נצטרך לדבר על תהליך. בין אם מדובר בחלוקת תא, ובין אם בחיבור בין מולקולות או במסלול מעגלי של אלקטרונים. במאמר מוסגר, כבר בשלב מוקדם זה אנו מקבלים הצצה לעומק הפלונטר, שכן אפילו במה שאנו מגדירים 'דומם' קיימת תנועה.
מכל מקום, חוק פיזיקלי בסיסי ביותר של תנועה נמצא על ידי חוקרים אוסטרים כְּמה שמאפשר לחלקיקים להתארגן בדפוסים קדם-ביולוגיים, כלומר כאלה שדרכם התפתחו צורות החיים הראשונות במה שמכונה "המרק הקדמוני". במאמר שפורסם בכתב העת Scientific Reports הם כותבים כי "הכלליות והפשטות של חוק התנועה מעלות את המחשבה שמבנים כאלה שנצפו בקני מידה רבים (מקוסמיים לתת-אטומיים), ייתכן שהופיעו בזכות חוק בסיסי אחד". החלקיקים הללו נעים בצורה כזו שמאפשרת להם ליצור אינטראקציה אלה עם אלה וכתוצאה להתגבש לכדי דפוסים מורכבים שבשלב מסוים חוצים את הסף מהכימי לביולוגי. בהיעדר התנועה הם משוללי כל יכולת ליצור אינטראקציה והתהליך לא יוצא לדרך.
"יותר תנועה היא לפעמים בעוכרם של חיים: הרי געש, מפולות, הצפות, סופות ורעידות אדמה – כל אלה עלולים להיות הרסניים לחיים באופן מיידי, ויותר מזה, כשהם מתרחשים בעקביות, גם לעכב את שגשוגם".
לכאורה מדובר בהיגיון פשוט שאין מה להרחיב לגביו. יותר תנועה, יותר שינוי, יותר חיים. ביקור קצר במדבר או בקוטב ודאי ישכנע שעמידה מלכת פירושה פחות חיים.
אבל הטבע, כאמור, התפתח בצורות שונות ומשונות שחלקן עומד בסתירה לתפיסה הזו – והן לאו דווקא קיצוניות כמו המקרה של צפרדע העץ. חוק שימור האנרגיה פירושו שכוח מסוים לא אוזל, אלא תמיד מתגלגל הלאה לצורה הבאה. הוא עומד בבסיס כל השינויים שאנו מכירים, כולל אלה שבחלקם דבק הכינוי: "אסונות טבע". שינויים גדולים ותכופים מדי לא מאפשרים זמן הסתגלות לחי ולצומח, וכן מפריעים להתנעה ספונטנית של תהליכים ארוכי טווח החיוניים לכינון חיים. מעבר לכך, אנרגיה קינטית היא עסק קטלני למבנים ביולוגיים. בסדרת הטבע Life on Our Planet, המגוללת את סיפור התפתחותם של צורות החיים על פני כדור הארץ, מסביר מורגן פרימן כי יציבות אקלימית היא שאפשרה את פריצתן של צורות חיים חדשות ומורכבות, כשתקופות של שינויים קיצוניים אופיינו בהאטה משמעותית של תהליכי אבולוציה. כך יוצא שיותר תנועה היא לפעמים בעוכרם של חיים: הרי געש, מפולות, הצפות, סופות ורעידות אדמה – כל אלה עלולים להיות הרסניים לחיים באופן מידי, ויותר מזה, כשהם מתרחשים בעקביות, גם לעכב את שגשוגם.
אם הברדלס לא יעצור את הציד בזמן, הטמפרטורה שלו תטפס לגבהים מסכני חיים. צילום: slowmotiongli / shutterstock
והנה עוד דוגמה מבלבלת. מים עומדים מאפשרים ליתושים ליצור חיים, אבל עבור האדם מסמלים מוות בדמות מלריה. לעומת זאת, מים זורמים מאפשרים לנו חיים, אבל ביצי יתושים יתקשו לשרוד בהם. גם בציד המשחק בין תנועה ועצירה מתנדנד כל הזמן בין חיים למוות. ברדלס, אייקון ביולוגי של תנועה, חייב לזוז לצורך ציד, אבל אם יימצא בתנועה יותר מדי זמן הוא שם את נפשו בכפו בשל התחממות יתר. חשבון קלורי אף הוא מטה את הכף לטובת עצירה: פעמים רבות רואים כיצד טורפים חדלים ציד מייד בתחילתו, כיוון שתנועה ללא תמורה פירושה מוות. אם לביאה חושדת שסיכויי ההצלחה נמוכים היא לא תסתכן באובדן קלוריות יקרות, וחייה מובטחים יותר בעצירה.
בחזרה לצפרדע העץ, במאמר במגזין Quanta מסבירה אליזבת' סוובודה כי בכדי לשרוד את החורף, גופה מייצר חלבונים "שמביאים תהליכים תאיים לעצירה. במקביל, החלבונים הללו מפעילים גנים ספציפיים שמסייעים בקרישת דם". במילים אחרות, חייה של הצפרדע תלויים בעצירתן של פעולות פיזיולוגיות. היא לא בתנועה, מערכים ביולוגיים רבים בגופה קופאים, מילולית, אבל הצפרדע בחיים.
הדוגמאות הללו מרמזות שהיכולת של חומרים ביקום לנוע ולשנות מצבים היא תנאי הכרחי לקיום חיים, אבל לא מספיק. באופן מוזר, כדי שחיים יוכלו להתקיים, חייב לקרות בדיוק ההיפך – התנאים צריכים לקפוא על שמריהם. האימפלה חייבת לעצור עבור הברדלס, המים – עבור היתוש, הדם – עבור צפרדע העץ והר הגעש – עבור כולנו.
"ברמה הקוונטית, השינוי במורכבות ימשיך עד שהמערכת בהכרח תגיע באקראי למצבה המקורי, ואז תתחיל מחזור התפתחות חדש. היפותטית, אם תחזרו אליו אחרי מספיק שנים, מה שהשארתם בכוס על השיש ישוב להיות אייס קפה".
סוובודה אף מביאה רעיון מנוגד לכאורה, ולפיו המוות עצמו כרוך בשינוי מתמשך, להבדיל מאירוע עצירה פתאומי ומוחלט. היא מתארת מחקר מאוניברסיטת ייל שמצא כי תאי מוח שהושרו בתמיסת המוגלובין הציגו פעילות חשמלית ומטבולית כ-4 שעות לאחר שבעל החיים הוגדר מת. המחקר הזה, ותופעות דומות כמו הגנים הזומבים שעליהם כתבנו בעבר, מביאים מדענים לחשוב מחדש על ההגדרות הרפואיות והביולוגיות שלנו. "למרות שאנו מתייחסים לחיים ומוות כאלטרנטיבות [דיכוטומיות], זה לא כל כך פשוט", היא כותבת, "רופאים, אתיקנים רפואיים ומחוקקים מתקשים להגדיר את רגע המוות […] תשובות שונות עולות מכיוון שמוות הוא תהליך, ולאו דווקא בלתי הפיך".
הגילויים הללו דוחפים את גבולות הבנתנו את המושגים חיים, קיפאון, שינוי ומוות. יותר משהם מצבים נבדלים ומנוגדים, נראה כי הם מתנהגים בצורה של גל: כשמסתכלים לרוחב ולעומק, פתאום קשה יותר להפריד אותם במובהק אחד מהשני.
הייתכן שתנועה – כל תנועה – לא עוצרת לעולם?
ויש מי שאכן הסתכלו הכי לרוחב והכי לעומק שאפשר במושגים פיזיקליים. ג'ורג' מאסר מביא ב-Quanta את עבודתם של מספר פיזיקאים שמחקריהם התיאורטיים על חורים שחורים (הכי רחב) ועל מערכות קוונטיות (הכי עמוק) הובילו אותם לטענה כי מרגע שמערכת נכנסה לפעולה היא לעולם לא עוצרת. היא ממשיכה להתפתח ולהשתנות עד שהיא ממצה את כל המצבים האפשריים, ואז נכנסת לישורת. מתישהו על הישורת הזו, כל תהליך ההתפתחות שלה ניצת מחדש והיא מועדת להגיע שוב לכל המצבים האפשריים, וחוזר חלילה.
התיאוריה הזו באה כאלטרנטיבה להנחה מאוד מבוססת בפיזיקה: החוק השני של התרמודינמיקה הקובע כי מערכות סגורות ישאפו לכאוס עד שיגיעו לשיווי משקל, כלומר לעצירה טוטלית. מה שגורם לכוס תה להתקרר ומה שאמור לגרום ליקום להגיע לקיצו.
החוק לא הסתדר לכמה פיזיקאים עם תצפיות שערכו על חורים שחורים. התופעה הקוסמית הזו מהווה אנומליה, מסביר מאסר, כיוון ש"על פי הבנתנו הסטנדרטית של חורים שחורים, הם ממשיכים להשתנות הרבה אחרי שהיו אמורים להגיע לשיווי משקל". התכונות הייחודיות שלהם גורמות להם להתנהג בצורה חריגה ביחס לגרמי שמיים אחרים, מה שמעוות, לפחות מנקודת מבטנו, את רצף החלל-זמן. השינוי שמתחולל בהם נמתח עד אינסוף כך ששיווי המשקל, העצירה, לעולם לא מגיע. ורק נזכיר, חור שחור הוא מוות של כוכב, אם עדיין אפשר לקרוא לזה כך בנקודה זו.
על פי התיאוריה, הימשכותם של תהליכים לאחר הגעה לשיווי משקל נכונה גם לתופעות הרבה יותר יומיומיות, למשל האייס קפה שהשארנו עומד. "כשקוביית קרח נמסה ומגיעה לשיווי משקל עם הנוזל, פיזיקאים בדרך כלל אומרים שהאבולוציה של המערכת הסתיימה", מסביר מאסר. "אבל היא לא – יש חיים אחרי מוות תרמי. דברים מוזרים ומופלאים ממשיכים להתרחש ברמה הקוונטית".
תיאורטית, בעוד מיליארדי על מיליארדי שנים הכוס תשוב בדיוק למצבה הנוכחי. צילום: bady abbas on Unsplash
בעקבות התעלומה נכנסו לתמונה מדעני מחשב. באמצעות כלי תיאורטי להערכת מורכבות של אלגוריתמים, הם הגיעו למסקנה משותפת עם פיזיקאים כי לצד השינויים התרמיים חל שינוי במידת המורכבות של מערכת: מערכות יימצאו בתנועה וישנו מצבים במורכבות הולכת ועולה, עד שימצו כל מצב אפשרי ויגיעו לשיווי משקל תרמי, ושיווי משקל של מידת מורכבותם. המצב ה'סופי' הזה ייראה לנו כמו קיפאון, או מוות, והוא יכול להימשך פרק זמן שמבחינתנו שווה ערך לנצח. אבל ברמה הקוונטית השינוי במורכבות ימשיך עד שהמערכת בהכרח תגיע באקראי למצבה המקורי, ואז תתחיל מחזור התפתחות חדש. היפותטית, אם תחזרו אליו אחרי מספיק שנים, מה שהשארתם בכוס על השיש ישוב להיות אייס קפה.
נגזר מהתיאוריה הזו שההפרדה בין עצירה ותנועה היא תוצר של התפיסה המוגבלת שלנו. לו יכולנו לשמור על תודעה רציפה למשך מחזור שלם של היקום, עצירה ותנועה היו מתלכדות לכדי תופעה אחת רחבה.
לו שינוי וקיפאון היו מעמידים צאצא
מעשית, אין לכך משמעות יומיומית של ממש. קונספטואלית מדובר באמירה מטלטלת לגבי הקיום שלנו. כמה מחזורי בנייה והרס עבר היקום? באיזה שלב במחזור אנחנו נמצאים? האם כבר עברנו את אותם חיים בדיוק? אלה לא שאלות שניתן לענות עליהן בכלים מדעיים, אבל קשה שלא לתהות על קנקנן לאור העובדה שבחוגי הפיזיקה יש מי שמתייחס לתיאוריית המורכבות כ"מקבילה הקוונטית לחוק השני של התרמודינמיקה".
אם כל זה מעורר בכם געגוע לימים הפשוטים של פעם, לפני שתיאוריית הקוונטים שיבשה את כל מה שאנו מבינים על העולם, תראו מה היה לאבות המכוננים של הפילוסופיה לומר על תנועה. ג'ו סאקס כותב באנציקלופדיה האינטרנטית לפילוסופיה כי לפי אריסטו, "כל תנועה היא שלם מורכב, אחדות מתמשכת שמארגנת חלקים נבדלים". עוד הוא מסביר כי הפילוסוף בן ימי הביניים תומאס אקווינס פירש את דבריו של אריסטו כך: "לומר שמשהו בתנועה פירושו לומר שהוא גם מה שהוא כבר עכשיו, וגם משהו אחר שהוא עדיין לא. בהתאם לכך, תנועה היא מצב שבו העתיד שייך להווה, היא היעדרם בהווה רק של הדברים הספציפיים שעוד צריכים לקרות […] בכל תנועה ממשות ופוטנציאל מעורבבים או ממוזגים זה בזו".
"כפי שסימפוניה תחדל מלהיות סימפוניה אם הכלים יפסיקו לנגן, היא גם לא תישאר כזו אם כל הכלים ינגנו יחד ללא מרווחים. מה שמעניק לה משמעות הוא העצירות שבין התווים".
תמונת המראה של כך היא שכל מה שקורה הוא אסופה של מצבים בודדים וקפואים, שרק אורגנו בסדר כרונולוגי. כשם שסרט הוא רצף של פריימים שניתן לעצור ולבחון כל אחד בנפרד. למשל כשעלה נושר מעץ, בכל רגע נתון הוא נמצא בנקודה אחרת במרחב שבין הענף לקרקע. צלמו אותו באקראי במהלך הנפילה והתנועה שלו תקפא במצב אחד ובלעדי מבין כל המצבים האפשריים. אם כך, תנועה היא מנגנון של אחדות – תהליך הנשירה הוא מכלול המיקומים של העלה. ואילו עצירה מהווה ייחודיות – התמונה שצילמנו מייצגת אירוע בודד.
שני המצבים – אחדות וייחודיות – הם חסרי משמעות אחד בלי השני. מחד, קיפאון טוטלי של היקום יבטל הכול. מאידך, רציפות טוטלית תעקר הכול ממשמעות כיוון שללא ייחודיות של מצבים היקום ייראה כמו טשטוש אחד גדול. באנלוגיית העלה – תמונה של עלה באוויר היא לא נשירה של עלה. מצד שני, לא ניתן לתפוס את העלה בכל המצבים בו זמנית: אם נצלם אותו בחשיפה ארוכה, הוא ייעדר מהתמונה.
כל תנועה היא שינוי על פני מרחב וזמן, שני ממדי היסוד של מבנה היקום. מבלי שיחול שינוי, הרלוונטיות של מרחב וזמן מתבטלת. זה כאילו שתנועה נמצאת ממש ב-DNA של היקום, היא תכונה של כל ה'יש'. אנחנו מבדילים בין חי, לצומח לדומם, אבל זו הפרדה מלאכותית. מה שמעניק לאובייקטים בעולם את התואר 'חי' הוא תנועה של ה'דומם': גרמי השמיים, מבנים מולקולריים, מטען חשמלי. אבל באותה מידה החיים זקוקים גם לעצירה ארעית, ליציבות, לריווח, לייחודיות ולעמידה במקום. כפי שסימפוניה תחדל מלהיות סימפוניה אם הכלים יפסיקו לנגן, היא גם לא תישאר כזו אם כל הכלים ינגנו יחד ללא מרווחים. מה שמעניק לה משמעות הוא העצירות שבין התווים. אם כך, אולי קיפאון הוא המטען הגנטי שירשנו מהמצב שקדם ליצירת היקום. לא צריך למתוח את הדמיון כדי לפרש "תוהו ובוהו וחושך על פני תהום" כשיווי משקל תרמודינמי.
תמונת כותרת: Josie Weiss on Unsplash
כתבות נוספות שעשויות לעניין אותך:
0 ו-1 מגדירים את עצם קיומנו במובן עמוק בהרבה מהמהפכה הדיגיטלית
יכול להיות שהסתכלנו לא נכון על עיקרון האבולוציה? מה המוות מספר על תכלית החיים
המציאות היא שחוק מרפי הוכח מדעית – איך מתקדמים מכאן?
עוד מרדיו מהות החיים:
