سفری به دوردست‌های جسم و جان

عبدالرضا ناصرمقدسی*

فیلم‌هایی که به بررسی زندگی کاشفان بزرگ و راه‌هایی که طی کرده‌اند می‌پردازند، شاید در نگاه اول چندان تناسبی با صحبت‌های قبلی ما نداشته باشد. هرچه باشد ما به ‌طور عمده درباره انبوهی از فیلم‌های علمی‌-تخیلی صحبت می‌کنیم که بارقه علم در آنها بسیار پررنگ است. کاشفان کسانی بودند که به‌ طور عمده به لوازم سفر همانند نقشه‌خوانی و ستاره‌خوانی آشنا بوده، جرئت بسیار داشته و می‌توانستند ریسک‌های بزرگی کنند. همین خصوصیات نیز باعث شده که به موفقیت‌هایی این‌چنین بزرگ دست یابند. اما واقعیت اینجاست که این اکتشافات بیش از هر چیزی درباره عطش انسان نسبت به کشف دنیاهای جدید است؛ همان چیزی که در علم سبب پیشرفت می‌شود. شاید و حتما انگیزه‌های دیگری نیز در پس ذهن این کاشفان بوده است. ازجمله می‌توان به حس ماجراجویی، تمایل به کسب شهرت و ثروت اشاره کرد. اما بالاتر از همه اینها آن هم برای کسانی که می‌دانند خطر مرگ در چنین سفرهایی بالاست، مهم‌ترین انگیزه همان حس کشف دنیاهای نو است. دنیای نو می‌تواند به معنی هویت نو و زندگی نو باشد و یک فرد با کشف چنین دنیایی، آن را برای خود کرده و خود را تغییر می‌دهد. پس چنین سفرهایی عملا به رشد آگاهی انسان یاری رسانده‌اند. نمی‌توان از نقش کشف آمریکا، استرالیا، اندونزی، قطب شمال و جنوب و هزاران جای دیگر در پیشبرد تکامل انسانی چشم‌پوشی کرد. همین حالا که من دارم این یادداشت‌ها را می‌نویسم، سازمان ناسا در حال انجام یکی از بزرگ‌ترین سفرهای انسانی روی مریخ است. اینکه با قدرت تمام، فضاپیمایی را در سطح مریخ بنشانند و هلی‌کوپتر کوچکی را در سطح آن به پرواز دربیاورند و حتی دست به تولید اکسیژن در محیط خشک و خطرناک مریخ بزنند، جز تلاش برای کشف و خلق دنیاهای نو، هیچ معنای دیگری ندارد. سفرهای انسانی ادامه دارد. انسان آرام نمی‌گیرد، هرچند این تلاش‌ها منجر به تغییر ماهیت خود او شود. شاید هنوز مناطقی کشف‌نشده روی زمین وجود داشته باشد، اما فضای بی‌کران مهم‌ترین مکانی است که دیر یا زود انسان باید به دوردست‌ترین مناطق آن سفر کند. این سفر مستلزم تغییرات بسیاری خواهد بود که ما در بعضی از یادداشت‌های قبلی به آن پرداخته‌ایم. شاید باید به یک سایبورگ بدل شویم تا بتوانیم فشار ناشی از چنین سفرهایی را تحمل کنیم. شاید باید تغییری در ساختار بیولوژیک یا حتی فیزیکی ما اتفاق بیفتد. اینها همه موضوعاتی است که به تغییر ماهیت انسانی منجر خواهد شد، اما انسان برای کشف دنیاهای جدید مطمئنا دست به همه آنها خواهد زد. فیلم «نوا زمبلا» به یکی از این سفرهای اکتشافی در زمان‌هایی می‌پردازد که خوی استعماری انسان او را به کاوش در منابع و راه‌های جدید کشاند. ملوانان و ناخدایان بسیار متبحر با جرئت فراوان سعی کردند که در مسیرهای تازه قدم بگذارند و بسیاری نیز جان خود را روی این کار گذاشتند. این فیلم سفری واقعی را از گذرگاه شمال شرقی به نمایش می‌گذارد. وقتی به ‌دنبال حمله اسپانیا، راه‌های کشور هلند به نواحی‌ای چون هند و چین بسته شده بود آنها برای تجارت با این کشورها به‌ دنبال کشف مسیرهای تازه‌ای هستند و با مشقت بسیاری که در این فیلم به نمایش درآمده و منجر به فوت چند نفر از آنها هم شده، این مسیر را درنهایت پیمودند. آنها در میان یخ‌های قطب شمال گیر افتادند. با سرما و خرس قطبی جنگیدند. گرسنگی و تشنگی را تحمل کردند تا درنهایت توانستند به اهداف خود برسند. اما نکات بسیار مهمی در این فیلم وجود دارد که انسان را به تأمل واداشته و راز پیروزی یک ملت را مشخص می‌کند. قهرمان اصلی فیلم اتفاقا کسی است که تا به حال به هیچ سفر دریایی‌ای نرفته است. اما فرد دانشمندی است که می‌تواند بخواند و بنویسد و در عین حال می‌تواند از روی ستارگان جهت حرکت را پیدا کند. درنهایت هم، هم اوست که رهبری گروه را بر عهده گرفته و می‌تواند سایرین را نجات دهد. آنچه او را از همه متمایز می‌کند تمایل وی به نوشتن است. او با این توصیه‌نامه وارد کشتی‌ای می‌شود که می‌تواند این سفر را بنویسد. می‌تواند کار این افراد را جاودانه کند و کاپیتان کشتی که به فراست این موضوع را دریافته، او را به کشتی می‌برد. او در مشاجره‌ها برای تعیین مسیر حرکت کشتی، حضور دارد. او به جزئیات دقت کرده و همه را یادداشت می‌کند و همین کار اوست که سبب می‌شود نام این افراد و کاری که انجام دادند در حافظه تاریخ ثبت شود. نوشتن در بدترین شرایط حتی زمانی که معلوم نبود بتوانند به زندگی خود ادامه دهند و حفظ این یادداشت‌ها تا آخرین لحظه از خصوصیات یک دانشمند است؛ کسی که می‌داند تداوم وجود انسان به علم و ثبت داده‌ها وابسته است. اینکه فردی در سال 1596 چنین خطری را به جان بپذیرد فقط برای اینکه روایت آن را بنویسد نهایت حس تأملی دانشمندانه در جهان است. فیلم به تمامی این دلایل، دیدنی است. سفر آغاز می‌شود. مخاطرات بسیاری همراه با این سفر وجود دارد. اینکه در یک کشتی کوچک این همه انسان برای مدت‌زمان زیادی باید با یکدیگر زندگی کنند فقط می‌تواند نشان از نظمی دقیق و در‌عین‌حال کشنده باشد. فقط دریا و کشتی و کوچک‌بودن آن نیست. سرمای کشنده و بعد گیرکردن در توده‌های یخ و نابودی کشتی بر تمام این خطرات افزوده می‌شود. آنها با درایت از باقی‌مانده کشتی برای خود سرپناهی ساخته و زمستان را با هر مشقتی که می‌شد سر می‌کنند. اما حالا که بهار آمده و یخ‌ها در حال آب‌شدن است حس حرکت به جلو آنها را وادار می‌کند که از همان خانه‌ای که داشتند قایق‌های کوچکی ساخته و دوباره دل به دریا بزنند. کاری که سرانجام آنها را به نجات رسانده و در عین حال راهی جدید را در برابر انسان می‌گشاید. کارگردان سعی کرده تمام این تلاش‌ها و مشقت‌ها را به‌خوبی نشان دهد. از سوی دیگر اینکه فیلم از چشم یک دانشمند نویسنده نقل می‌شود به زیبایی آن افزوده و به‌نوعی طلیعه‌های رویش بارقه‌های علمی را در اروپای قرون وسطا به‌خوبی نشان می‌دهد.شرق.*متخصص مغز و اعصاب

گذری بر تاریخچه بدن انسان

امیر کرمیان

چرا ما به همین شکلى که هستیم وجود داریم؟ دست انسان چه چیزى را با بال یک مگس به اشتراک دارد؟ آیا پستان‌ها، غده‌هاى عرق و فلس به نوعى با هم ارتباط دارند؟ براى بهتر فهمیدن ساختار داخلى بدن‌مان و ردیابى منشأ بسیارى از بیمارى‌هاى شایع امروزی باید به منابعى پیش‌بینى‌نشده روى آوریم، یعنى کرم‌ها، مگس و حتى ماهى‌ها. «نیل شوبین» رئیس موضوع تاریخ طبیعى فیلد و استاد كالبدشناسى در دانشگاه شیكاگو است كه در آنجا به‌عنوان معاون كار می‌كند. «شوبین» در دانشگاه كلمبیا، هاروارد و دانشگاه كالیفرنیا در بركلى تحصیل كرده است و در شیكاگو زندگى می‌كند. او كاشف فسیل ماهى تیكتالیك، حد واسط میان ماهى‌ها و خزندگان است -«حلقه مفقوده»اى که عنوان اصلى خبرهاى جهان در آوریل سال ٢٠٠۶ بود- او داستان تکامل را با ردیابى اندام‌هاى بدن انسان در میلیون‌ها سال پیش از این بازمی‌گوید. روش او در این كتاب این است كه روند تكامل تك‌تك اندام‌ها مانند گوش، چشم و دست‌ها را در جانوران دنبال می‌كند و به‌وضوح نشان می‌دهد كه چگونه اندام‌هاى ما از اندام‌هاى ساده جانوران ساده‌تر شكل یافته و پیچیده‌تر شده است؛ مدت‌هاى زیادى پیش از آنکه اولین موجودات بر زمین پا بگذارند. «شوبین» با بررسى فسیل‌ها و دى‌ان‌ای آنها به ما نشان می‌دهد که دست‌هاى ما واقعا شبیه باله ماهیان است، سر ما مانند ماهیانِ بى‌آرواره‌‌ای است که سال‌هاى زیادى است منقرض شده‌اند و بخش‌هاى عمده‌اى از ژنگان ما و کارکردشان شبیه کرم‌ها و باکترى‌هاست. «نیل شوبین» باعث می‌شود که خود و جهان‌مان را در پرتو کاملا جدیدى ببینیم. ماهى درونى شما نوشته دانشورزانه‌اى است در بهترین حالت آن، روشنگر، قابل‌ فهم و با اشتیاقى فراوان گفته می‌شود. «نیل شوبین» درباره علت نوشتن این كتاب می‌گوید: «در طى تابستان دومین سال اداره این درس كه در قطب شمال كار می‌كردیم، من و همكارانم فسیل ماهیانى را پیدا كردیم كه بینش جدید و نیرومندى را درباره هجوم ماهى‌ها به خشكى در بیش از ٣٧۵ میلیون سال پیش ارائه می‌داد. آن كشف و ورود من به آموزش كالبدشناسى انسانى باعث شد كه من رابطه عمیقى را كاوش كنم. آن كاوش این كتاب شد». او در ادامه می‌افزاید: «دو‌ میلیارد سال تاریخ براى زندگى امروزه ما چه معنا دارد؟ پاسخ به پرسش‌هاى اساسى كه با آن روبه‌رو هستیم -درباره طرز كار درونى اندام‌های‌مان و جایگاه ما در طبیعت- از فهمیدن این نكته به دست می‌آید كه چگونه بدن و ذهن ما از بخش‌هایى پیدا شده است كه با موجودات زنده دیگر به اشتراك داریم. من چند چیز زیباتر‌ یا از نظر فكرى عمیق‌تر از یافتن مبنایى براى انسانیت خودمان و چاره‌اى براى بسیارى از بیمارى‌هایى كه دچارش هستیم و درون بعضى از فروتن‌ترین موجوداتى كه تاكنون بر این سیاره زیسته‌اند جاى دارند، می‌توانم تصور كنم». «نیل شوبین» می‌گوید: «استخوان‌هاى ماهیان باستانى می‌تواند مسیر معرفت درباره این باشد كه ما كى هستیم و چگونه این‌طور شدیم. ما درباره بدن خودمان از جاهاى به‌ظاهر عجیب می‌آموزیم، كه از فسیل‌هاى كرم‌ها و ماهیان به‌دست‌آمده از صخره‌هاى اطراف جهان تا دى‌ان‌اى تقریبا هر جانور زنده كنونى روى زمین متفاوت است. ولى این موضوع اعتماد مرا در این مورد توضیح نمی‌دهد كه چرا بقایاى اسكلت‌هاى گذشته -و نیز بقایاى ماهیان- نشانه‌هایى در‌باره ساختار اساسى بدن‌هاى ما ارائه می‌دهد». چگونه می‌توانیم وقایعى را كه میلیون‌ها سال و در بسیارى از موارد میلیاردها سال پیش از این رخ داده است، به تصور درآوریم؟ متأسفانه، شاهدى وجود ندارد؛ هیچ‌یك از ما وجود نداشته است. درواقع موجودى كه صحبت كند یا دهان داشته باشد یا حتى سر داشته باشد براى بیشتر این مدت وجود نداشته است. حتى بدتر از آن، جانورانى كه در آن موقع وجود داشتند، مدت‌زمانى طولانى است كه مرده و دفن شده‌اند و بدن آنها به‌ندرت باقى مانده است. اگر توجه كنید كه بیش از ٩٩ درصد همه گونه‌هایى كه تاكنون زندگى كرده‌اند، اكنون منقرض شده‌اند و فقط بخش بسیار كوچكى به شكل فسیل حفظ شده‌اند و حتى بخش كوچك‌ترى پیدا شده‌اند، آن‌گاه هرگونه كوششى براى دیدن گذشته‌مان از همان ابتدا محكوم به شكست است. فسیل‌هاى درون این لایه‌هاى سنگى از یك نوع پیشروى تبعیت می‌كنند، لایه‌هاى پایینى حاوى گونه‌هایى هستند كه به‌ كلى با انواع لایه‌هاى بالاتر تفاوت دارند. اگر ما بتوانیم یك ستون سنگى را كه تمامى تاریخچه حیات را داشته باشد استخراج كنیم، می‌توانیم ردیف خارق‌العاده‌اى از فسیل‌ها را پیدا كنیم. پایین‌ترین لایه‌ها شواهد نمایان كمى از حیات را خواهند داشت. لایه‌هاى بالاى آنها اثر ردیف گوناگونى از موجودات شبیه ژله‌ماهى دارند. لایه‌هاى باز‌ هم بالاتر موجودات داراى اسكلت، ضمایم و اعضای گوناگونى، مانند چشم‌ها را دارند. بالاى آنها لایه‌هاى حاوى اولین جانوران داراى ستون مهره‌ها هستند و به‌همین‌ترتیب ادامه دارد. لایه‌هاى حاوى اولین انسان‌ها باز ‌هم بالاتر است. البته یك ستون واحد كه حاوى تمامى تاریخچه زمین باشد وجود ندارد. بلكه صخره‌هاى هر منطقه روى زمین نماینده فقط بخش كوچكى از زمان است. براى به‌دست‌آوردن تصویر كلى، با مقایسه خود صخره‌ها و فسیل‌هاى درون آنها، ما نیاز داریم كه همه قطعات را كنار هم بگذاریم، درست مانند اینكه یك جورجورك بزرگ را درست می‌كنیم. فسیل‌ها یكى از ردیف‌هاى عمده مداركى است كه ما از آنها استفاده می‌كنیم تا خود را بشناسیم (دیگرى ژن‌ها و جنین‌هاست). در پایان و به نقل از «نیل شوبین» می‌توان گفت: «همان‌طور كه برنامه فضایى شیوه نگرش ما را به ماه تغییر داد، دیرین‌شناسى و ژنتیك نیز در‌ حال تغییر‌دادن شیوه‌اى هستند كه ما به خود می‌نگریم. همچنان كه بیشتر یاد می‌گیریم، آنچه را كه زمانى دور و غیر‌ قابل ‌دسترس بود، در حد درك و فهم ما می‌شود».شرق

زمین در بحران، انسان‌ها در تکاپوی بقا

شایان صولتی

جمعیت دنیا سالانه ۵۱ میلیارد تن گاز گلخانه‌ای به اتمسفر زمین اضافه می‌کند و اگرچه این رقم در طول سال‌های گوناگون کمی بالا و پایین می‌شود اما روند کلی آن رو به افزایش است. اما برای پیشگیری از تغییرات اقلیمی که دانشمندان نسبت به آن هشدار داده‌اند، چه باید کرد؟ سؤالات بسیاری در این راستا ذهن مخاطبان و شاید حتی مسئولان را به خود مشغول کرده است، سؤالاتی مانند: آیا می‌توان واقعا اقدامی مؤثر و عملی انجام داد؟ چه مقدار کاهش می‌تواند از این فاجعه جلوگیری کند؟ و آیا استفاده‌نکردن از سوخت‌های فسیلی بدین معناست که ما دیگر نباید با وسایل نقلیه مرسوم (ماشین‌، هواپیما، کشتی و...) جا‌به‌جا شویم؟ در این مقاله به این سؤال پاسخ می‌دهم که اساسا شیوه عملکرد گازهای گلخانه‌ای به چه صورت است و چرا باید هرچه زودتر دست از تولید این نوع گازها برداریم. برای متوقف‌کردن پدیده گرمایش جهانی و پیشگیری از عواقب خطرناک آن، ما باید دست از اضافه‌کردن گازهای گلخانه‌ای به اتمسفر برداریم. نیل به این هدف به ‌نظر دشوار می‌رسد، زیرا واقعا هم دشوار است. بشر تا به ‌حال اقدامی به این بزرگی انجام نداده‌ است. تمام کشورها باید روش‌هایشان را تغییر دهند. تقریبا تمامی فعالیت‌های انسان‌ در زندگی مدرن -کشت محصولات، تولید محصولات و جابه‌جایی بین نقاط مختلف- باعث آزادسازی گازهای گلخانه‌ای می‌شود و به‌ مرور زمان افراد بیشتری به این سبک زندگی عادت می‌کنند و زمانی که این اتفاق بیفتد، تغییر آن کار آسانی نخواهد بود. اگر به این روند دست نزنیم، دنیا به تولید گازهای گلخانه‌ای ادامه می‌دهد، تغییرات اقلیمی وخیم‌تر می‌شود و تأثیرات این قضایا روی زندگی انسان‌ها فاجعه‌بارتر خواهد شد. بنابراین ما باید در تولید گازهای گلخانه‌ای به عدد صفر برسیم. دلیل اینکه چرا باید به مقدار صفر برسیم ساده است. گازهای گلخانه‌ای گرما را روی سطح زمین گیر می‌اندازند و باعث افزایش متوسط دمای سیاره‌ می‌شوند. هرچه مقدار گازهای گلخانه‌ای بیشتر باشد، افزایش دما بیشتر خواهد شد. وقتی گازهای گلخانه‌ای وارد اتمسفر می‌شوند، برای مدتی طولانی آنجا باقی خواهند ماند؛ چیزی حدود یک‌پنجم دی‌اکسید‌کربنی که امروزه وارد اتمسفر می‌شود، تا ۱۰ هزار سال بعد آنجا خواهد ماند. در دوران ماقبل صنعتی‌شدن، یعنی قبل از نیمه قرن هجدهم، چرخه کربن در سیاره زمین کم‌و‌بیش در تعادل قرار داشت؛ بدین معنا که گیاهان و سایر موجودات، تقریبا تمام دی‌اکسیدکربن تولیدشده توسط ما را جذب می‌کردند. اما بعد از آن شروع کردیم به سوزاندن سوخت‌های فسیلی و هرچه زمان گذشت، به مقدار آن افزودیم چراکه جمعیت‌مان افزایش یافت و نیازهای ما هم با گذشت زمان متفاوت شد. این سوخت‌ها که ما شروع به استفاده از آن کردیم، از کربنی تشکیل شده‌اند که زیر سطح زمین انبارش شده بودند و به این‌ شیوه که درختانی که میلیون‌ها سال قبل خشک شده و به ‌خاک افتاده بودند، تحت فشار لایه‌های زمین و طی گذشت میلیون‌ها سال به نفت، زغال‌سنگ یا گاز طبیعی تبدیل شدند. ما با استفاده و سوزاندن آنها عملا هر روز داریم به مقدار کربن اتمسفر اضافه می‌کنیم. باید در این برهه با این واقعیت روبه‌رو شویم که هیچ مسیر واقع‌بینانه‌ای برای به‌‌صفر‌رساندن این مقدار آلودگی وجود ندارد، غیر از کنارگذاشتن کامل سوخت‌های فسیلی یا متوقف‌کردن تمام فعالیت‌های دیگری که موجب تولید گازهای گلخانه‌ای می‌شوند (فعالیت‌هایی نظیر تولید سیمان، استفاده از کود یا نشت متان از نیروگاه‌هایی که با گاز طبیعی کار می‌کنند). اما هر جور که حساب کنیم، حتی در آینده عاری از کربن، مقداری آلودگی تولید خواهیم کرد که باید با استفاده از فناوری‌های پیشگامانه، بتوانیم این مقدار را از محیط زندگی‌مان پاکسازی کنیم. شاید بتوانیم این رویکرد را این‌گونه هم معنا کنیم که رسیدن به مقدار صفر، واقعا به معنای صفرشدن گازهای گلخانه‌ای نیست. منظور از این عبارت، نزدیک‌شدن به صفر است. این یکی از آن آزمون‌های صفر یا ۱۰۰ نیست که اگر نمره ۱۰۰ بگیریم همه‌چیز عالی خواهد شد و اگر حتی نمره ۹۹ بگیریم، فاجعه به‌ حساب بیاید. اما هرچه مقدار کاهش آلودگی تولیدی کمتر باشد، منافعش برایمان بیشتر خواهد بود. امیدوارم البته این جمله باعث گمراهی افراد نشود. برای اینکه بتوانم بهتر منظورم را توضیح دهم بیایید یک مثال را با هم بررسی کنیم، فرض کنید که تمامی افراد، سازمان‌ها و مسئولان بخواهند کاهش 50درصدی را در تولید گازهای گلخانه‌‌ای (که در ادامه درباره اینکه چه گازهایی را گلخانه‌ای می‌نامند و اساسا شیوه عملکردشان به چه صورت است، صحبت خواهم کرد) در دستور کار خود قرار دهند و تضمین کنند که آلودگی‌های ناشی از فعالیت‌هایشان را نصف کنند. آن وقت چه اتفاقی می‌افتد؟ کاهش ۵۰‌درصدی در اضافه‌کردن گازهای گلخانه‌ای نمی‌تواند افزایش دمای زمین را متوقف کند بلکه فقط می‌تواند روند آن را کند کرده و به‌نوعی فاجعه را به تعویق بیندازد، نه اینکه از آن پیشگیری کند. فرض کنید درنهایت بتوانیم به ۹۹ درصد کاهش آلودگی برسیم. کدام کشورها یا کدام بخش‌های اقتصاد باید یک درصد سوخت فسیلی باقی‌مانده را مصرف کنند؟ چطور می‌توانیم درباره چنین چیزی تصمیم‌گیری کنیم؟ درواقع برای پیشگیری از بدترین سناریوهای اقلیمی ممکن، نه‌تنها باید دست از افزودن گازهای گلخانه‌ای بیشتر به اتمسفر برداریم، بلکه باید فرایند زدودن مقداری از گازهایی را که از پیش به اتمسفر وارد کرده‌ایم، آغاز کنیم. احتمالا شنیده باشید که از این گام با عنوان آلودگی منفی خالص نام برده باشند. این اصطلاح بدین معناست که درنهایت باید به‌ جایی برسیم که بیشتر از آنچه گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کنیم، گازهای گلخانه‌ای را از اتمسفر خارج کنیم، تا به‌ این ترتیب بتوانیم افزایش دما را محدود کنیم. بیایید اتمسفر زمین را مانند یک وان حمام فرض کنیم. ما با فعالیت‌هایی که از زمان صنعتی‌شدن و در طول تاریخ انجام داده‌ایم، بخشی از این وان حمام را پر کرده‌ایم. حالا اگر فقط آهنگ ورودی این وان حمام را کند کنیم، باز هم درنهایت به مرور زمان ما با وانی روبه‌رو خواهیم شد که پر شده و دیگر جایی برای ورود آب نخواهد داشت. بنابراین برای اینکه بتوانیم به هدف‌مان برسیم باید نه‌تنها دیگر به این وان، آب اضافه نکنیم بلکه باید شیر خروجی آن را هم باز کنیم تا دوباره به تعادل برسد.

اندک، یعنی بسیار
برخی افراد وقتی با این خبر مواجه می‌شوند که از زمان ماقبل صنعتی‌شدن تا به امروز، دما (به ‌طور متوسط) یک درجه‌ سانتی‌گراد افزایش داشته است، گمان می‌کنند که موضوع مهمی نیست و چرا باید برای یک درجه افزایش دما این‌همه هیاهو راه بیفتد؟ باید به این نکته توجه داشت که در مبحث تغییرات اقلیمی، تغییر حتی به‌ اندازه چند درجه، بسیار بزرگ و معنادار است. احتمالا اگر به این نکته توجه کنیم که طی عصر یخبندان گذشته، متوسط دمای زمین فقط شش درجه سانتی‌گراد از امروز پایین‌تر بوده دیگر حتی تغییرات کوچک خارج از استاندارد را جدی خواهیم گرفت و ساده از کنار آن عبور نخواهیم کرد. اما اصلا گرم‌‌شدن سیاره چه ارتباطی به آلودگی ناشی از گازهای گلخانه‌ای دارد؟ بهتر است که از مسائل مقدماتی آغاز کنیم. دی‌اکسیدکربن متداول‌ترین گاز گلخانه‌ای است، اما گازهای گلخانه‌ای دیگری هم وجود دارند، مثلا نیتروز اکسید و متان. احتمالا در مطب دندان‌پزشکی از نیتروز اکسید استفاده کرده باشید -که به گاز خنده هم معروف است- و متان جزء اصلی تشکیل‌دهنده گاز طبیعی‌ است که احتمالا برای روشن‌‌کردن اجاق گاز یا آب‌گرم‌کن از آن استفاده می‌کنیم. بسیاری از این گازها در مقایسه‌ با دی‌اکسیدکربن گرمایش بیشتری را موجب می‌شوند -مثلا متان وقتی به اتمسفر وارد می‌شود، ۱۲۰ مرتبه بیشتر از دی‌اکسیدکربن گرمایش ایجاد می‌کند، اما به‌ اندازه دی‌اکسیدکربن در اتمسفر باقی نمی‌ماند. برای ساده‌ترکردن موضوع، اغلب افراد تمام گازهای گلخانه‌ای را در یک دسته‌بندی موسوم به گازهای معادل دی‌اکسیدکربن قرار می‌دهند. احتمالا این اصطلاح را به‌ صورت اختصاری آن (CO2e) دیده باشید. اصطلاح گازهای معادل دی‌اکسیدکربن را از آن جهت به ‌کار می‌بریم که برخی از این گازها مقدار گرمای بیشتری را در اتمسفر زمین گیر می‌اندازند، اما به‌ اندازه دی‌اکسید‌کربن در اتمسفر باقی نمی‌مانند. باوجوداین، گازهای معادل دی‌اکسید‌کربن هم معیار سنجش کاملی نیستند، چون درنهایت، آنچه واقعا اهمیت دارد، مقدار آلودگی گازهای گلخانه‌ای نیست؛ آنچه بسیار مهم است، افزایش دمای زمین و تأثیر آن روی زندگی انسان‌هاست که باید مورد توجه قرار گیرد.

گازهای گلخانه‌ای و افزایش دمای زمین
اما گازهای گلخانه‌ای چگونه باعث افزایش دمای زمین می‌شوند؟ جواب کوتاه این سؤال این است که گازهای گلخانه‌ای گرما را جذب کرده و آن را در اتمسفر گیر می‌اندازند، یعنی دقیقا به روش گلخانه‌ها عمل می‌کنند و به‌همین‌دلیل به این اسم نام‌گذاری شده‌اند. درواقع، هر بار که خودرویتان بیرون زیر آفتاب مانده باشد، اثر گلخانه‌ای را در مقیاسی متفاوت مشاهده کرده‌اید؛ شیشه جلوی خودرو نور آفتاب را از خود عبور داده و بخشی از انرژی آن را داخل کابین خودرو گیر می‌اندازد. به ‌همین دلیل است که فضای داخلی خودرو گاهی از فضای بیرونی آن گرم‌تر می‌شود. اما خود این توضیح باعث ایجاد سؤالات بیشتری می‌شود. مثلا چطور نور خورشید در مسیر ورود به اتمسفر از گازهای گلخانه‌ای عبور می‌کند، اما توسط همین گازها در اتمسفر گیر می‌افتد؟ آیا دی‌اکسیدکربن مانند یک آینه یک‌طرفه غول‌آسا عمل می‌کند؟ اصلا چرا دی‌اکسیدکربن و متان گرما را گیر می‌اندازند، اما اکسیژن چنین رفتاری از خود نشان نمی‌دهد؟ جواب این سؤالات در علوم فیزیک و شیمی نهفته است. احتمالا از کلاس‌های فیزیک دبیرستان به ‌یاد دارید که تمام مولکول‌ها در حال ارتعاش هستند؛ هرچه سرعت ارتعاش‌شان بیشتر باشد، گرم‌تر می‌شوند. وقتی انواع بخصوصی از مولکول‌ها با پرتوهایی با طول موج‌هایی مخصوص گرم می‌شوند، مسیر پرتوها را مسدود کرده و انرژی‌شان را جذب می‌کنند و سرعت ارتعاش‌شان بالاتر می‌رود. اما تمام پرتوها دارای طول موجی نیستند که چنین اثری را رقم بزنند. به‌ طور مثال، نور خورشید بدون آنکه جذب شود، از داخل اغلب گازهای گلخانه‌ای عبور می‌کند و بخش اعظم آن به زمین رسیده و آن را گرم می‌کند، همان‌طورکه میلیون‌ها سال است به این ترتیب عمل می‌کند. اما مشکل اینجاست که زمین نمی‌تواند تمام این انرژی را برای همیشه نگه دارد؛ اگر چنین بود، سیاره ما از شدت گرما، مدت‌ها قبل غیرقابل‌ سکونت می‌شد. در عوض، زمین بخشی از این انرژی را به فضا بازمی‌تاباند و بخشی از آن با طول موجی ساطع می‌شود که توسط گازهای گلخانه‌ای جذب می‌شود. این انرژی به‌ جای آنکه بدون ایجاد هیچ آسیبی به فضا برگردد، با مولکول‌های گازهای گلخانه‌ای برخورد کرده، سرعت ارتعاشات را افزایش داده و اتمسفر را گرم می‌کند (در ضمن، ما باید بابت اثر گلخانه‌ای شاکر باشیم؛ بدون وجود آن، سیاره زمین سردتر از آن می‌شد که بتوانیم زنده بمانیم. مشکل اینجاست که مقدار زیاد گازهای گلخانه‌ای باعث می‌شوند این اثر به‌حد زیادی تشدید شود). اما چرا تمام گازها چنین رفتاری از خود نشان نمی‌دهند؟ دلیلش این است که مولکول‌های متشکل از یک اتم واحد -مثلا مولکول‌های نیتروژن یا اکسیژن- اجازه می‌دهند پرتوها از درونشان عبور کنند؛ اما اگر مولکول‌ها از اتم‌های مختلف تشکیل شده باشند -مثل متان و دی‌اکسید کربن- ساختار مولکولی‌شان به آنها اجازه جذب پرتوها و گرم‌شدن را می‌دهند؛ بنابراین به پرسش اول، «چرا باید به مقدار صفر برسیم؟»، پاسخ دادیم، زیرا هر ذره کربنی که به اتمسفر وارد می‌کنیم، به اثر گلخانه‌ای اضافه می‌کند. هیچ راهی برای دورزدن علم فیزیک وجود ندارد. بخش بعدی پاسخ، شامل تأثیر گازهای گلخانه‌ای روی وضعیت اقلیمی و زندگی ما انسان‌هاست.

آنچه می‌دانیم و آنچه نمی‌دانیم

هنوز چیزهای زیادی هست که دانشمندان باید درباره چگونگی و چرایی تغییرات اقلیمی یاد بگیرند. گزارش‌های IPCC حاکی از آن هستند که قطعیتی درباره مقدار و سرعت افزایش دمای زمین و تأثیرات دقیق ناشی از آن وجود ندارد. یکی از مشکلات موجود این است که مدل‌های کامپیوتری هنوز به قدر کافی در دسترس دانشمندان قرار ندارند. وضعیت اقلیمی بسیار پیچیده است و عوامل بسیاری درباره تأثیر ابرها روی گرمایش زمین یا تأثیر این گرمای اضافه روی اکوسیستم وجود دارد که ما از آنها بی‌اطلاع هستیم. محققان در حال شناسایی این حفره‌های اطلاعاتی و پُرکردن آنها هستند، بااین‌حال مطالب زیادی نیز وجود دارد که دانشمندان می‌دانند و می‌توانند با اطمینانِ بالا درباره نتایج به‌‌صفر‌نرساندنِ مقدار گازهای گلخانه‌ای عنوان کنند. زمین در حال گرم‌شدن است، گرمایش آن به‌ علت فعالیت‌های انسان است، این فعالیت‌ها تأثیر ناگواری دارد و مدام در حال وخیم‌تر‌شدن هم هست. دلایل بسیاری وجود دارند که به ما اطمینان بدهند این افزایش دما در مقطعی به بروز فاجعه منجر خواهد شد. آیا آن مقطع ۳۰ سال بعد خواهد رسید؟ یا ۵۰ سال بعد؟ حتی دانشمندان متخصص این حوزه هم هنوز با اطمینان نمی‌دانند. اما با توجه به دشواری‌هایی که این معضل دارد و با رویکردی خوش‌بینانه که بدترین حالت ممکن بعد از ۵۰ سال حادث شود، باید از همین حالا دست‌به‌کار شویم. ما از دوران ماقبل صنعتی، دمای زمین را حداقل یک درجه سانتی‌گراد افزایش داده‌ایم و چنانچه از شدت آلودگی نکاهیم، با رسیدن به نیمه قرن حاضر، افزایش دمایی بین 1.5 تا ۳ درجه و در پایان قرن حاضر، افزایش دمایی در حدود چهار تا هشت درجه‌ سانتی‌گراد را رقم خواهیم زد. این گرمای اضافه موجب بروز تغییرات مختلف در وضعیت اقلیمی خواهد شد. پیش از آنکه بگویم چه‌ چیز در انتظار ماست، باید به این نکته توجه داشته باشیم که اگرچه ما قادر به پیش‌بینی مسیر تغییرات در حد «روزهای گرم‌تری را تجربه خواهیم کرد» و «سطح دریاها بالا خواهد آمد» هستیم، اما اساسا نمی‌توانیم تقصیر تغییرات اقلیمی را بر ‌گردن یک عامل مشخص بیندازیم؛ برای مثال، وقتی با موج گرما طرف هستیم، نمی‌توانیم به‌ قطعیت بگوییم که عامل آن فقط و فقط تغییرات اقلیمی است؛ اما کاری که می‌توانیم انجام دهیم، این است که بگوییم تغییرات اقلیمی تا چه‌ اندازه احتمال بروز موج گرما را افزایش داده است. درباره توفان‌ها، هنوز مشخص نیست که آیا گرم‌شدن اقیانوس‌ها موجب افزایش تعدادشان شده‌ یا نه، اما شواهد و داده‌هایی که در اختیار متخصصان و دانمشندان قرار گرفته، حاکی از آن هستند که تغییرات اقلیمی باعث بارانی‌تر‌شدن توفان‌ها و افزایش تعداد توفان‌های شدیدتر شده است. همچنین نمی‌دانیم که این رخدادهای شدید تا چه حد با یکدیگر در تعامل و ارتباط هستند (یا اصلا ارتباط معناداری با یکدیگر دارند یا نه) و ارتباط‌شان موجب ایجاد تأثیرات وخیم‌تر می‌شود یا نه؛ اما چیزی که قطعی است، گرم‌شدن آب‌و‌هوای کره زمین است. آب‌و‌هوای گرم‌تر به‌ معنای آتش‌سوزی‌های مکرر و مخرب‌تر هم هست. هوای گرم، رطوبت را از گیاهان و خاک جذب می‌کند و باعث می‌شود همه‌ چیز قابل‌اشتعال‌تر شود. آتش‌سوزی‌های مختلفی (با شدت و اندازه متفاوت) در سراسر دنیا شاهد خواهیم بود. امروزه آتش‌سوزی‌ها پنج برابر بیشتر از دهه ‌۷۰ میلادی رخ می‌دهند، دلیلش هم این است که فصول گرم، طولانی‌تر شده‌اند و جنگل‌ها حاوی مقدار بیشتری چوب خشک هستند که احتمال آتش‌گرفتن‌شان بیشتر است. تأثیر دیگر گرما، بالاآمدن سطح دریاهاست. این موضوع بخشی به این دلیل است که یخ‌های قطب شمال و جنوب در حال ذوب‌شدن هستند و بخشی دیگر به این دلیل که آب اقیانوس‌ها با گرم‌شدن منبسط می‌شود. (فلزات هم همین رفتار را در برابر گرما نشان می‌دهند و برای همین است که وقتی انگشتتان داخل حلقه انگشتر گیر می‌کند، انگشتر را زیر آب گرم می‌گیرید تا آزاد شود) و در نهایت این گرمای هوا زندگی گیاهان و جانوران را هم تحت ‌تأثیر قرار می‌دهد. مطابق با یکی از گزارش‌های IPCC، افزایش دمایی در حد دو درجه سانتی‌گراد، می‌تواند وسعت قلمرو جغرافیاییِ مهره‌داران، گیاهان و حشرات را به‌ ترتیب تا حدود ۸، ۱۶ و ۱۸ درصد کاهش دهد. در این مقاله به‌ طور خلاصه به تأثیر گازهای گلخانه‌ای و برخی خطراتی که در آینده (متأسفانه به ‌دلیل محدودیت نتوانستم همه‌ آنچه باید را بنویسم) با آن مواجه خواهیم شد، پرداختیم. در مقاله‌های آینده به بررسی راهکارهای مقابله و تأثیر فعالیت‌های مختلف انسان می‌پردازم.شرق.

سخنی درباره مواد 53 و 56 طرح

«جوانی جمعیت و حمایت از خانواده»

داریوش فرهود*

طرح «جوانی جمعیت و حمایت از خانواده» از نظر من طرحی بسیار منطقی و کاربردی است، همان‌گونه که در برخی کشورهای با جمعیت پیر (ژاپن و...) انواع دیگری از همین طرح، از مدت‌ها پیش انجام می‌شود، که بدون تردید طراحان این طرح، از نمونه‌های خارجی آن بهره گرفته‌اند. البته این‌جانب مواد مختلف طرح را واکاوی نکرده‌ام ولی در مجموع کاملا با آن موافق هستم، اما درباره مواد 53 و 56 آن که مستقیما مربوط به تخصص و تجربه این‌جانب است، ایراداتی به شرح زیر دارم:

ایرادات ویژه
ماده 53، بند 3
ایراد تبصره 1: این کار به ‌طور قطع یک قصور پزشکی است و در تضاد با اصول 2 و3 اخلاق پزشکی و همکاری دانسته شده و عالمانه در تولد یک موجود معلول قرار دارد.
ایراد تبصره 2: نقض اصل امر‌به‌معروف، واجب کفایی و در تضاد با اصول 2 و 3 اخلاق پزشکی.
ایراد تبصره 3: بی‌ارزش‌کردن و تشکیک در صلاحیت همه متخصصان ژنتیک پزشکی، متخصصان آزمایشگاه‌های ژنتیک پزشکی، متخصصان بیماری‌های زنان و... و دیگر متخصصان و دست‌اندرکاران و خدمتگزاران آزمایش‌های غربالگری ژنتیکی است.
ماده 56
ترکیب شورای بازبینی و فسخ قانون سقط درمانی مصوب 25/3/1384، بیشتر شبیه یک دادگاه انقلاب برای رسیدگی به جرم مفسدان فی‌الارض است. یعنی از سال 1384 تاکنون (16 سال) همه پزشکان و متخصصان و عوامل مؤثر در سقط‌درمانی کار اشتباه می‌کردند؟ البته هنوز هم معلوم نیست با این تمهیدات و آن شورای عظیم، بازبینی (غیرتخصصی و جهت‌دار) در آینده، چه مقرراتی وضع خواهد شد. شاید دیگر حرفی برای گفتن نباشد یا همه‌ساله با تشکیل جلسات سالانه باید منتظر اصلاحات و رفع مشکلات پیش‌بینی‌نشده باشیم (رویه آزمون و خطا!).
تبصره 2: اگر دستورالعمل‌ها و قوانین عالمانه و با فکر و تخصص، تنظیم و تصویب شوند، دیگر لزومی به بررسی سالانه ندارد. مگر این، قانون افزایش سالانه حقوق کارگران است که نیاز به متناسب‌سازی حقوق با نرخ تورم داشته باشد؟
تبصره 3: وقتی دستورالعمل‌ها گویا و پویا هستند، دیگر لزومی به حضور یک قاضی در هر جلسه و برای هر پرونده ندارد. کمیسیون پزشکی قانونی کشور، وظایف خود را به ‌طور کامل و کافی انجام می‌دهند. ضمنا مقصود از یک پزشک متخصص «متعهد» چیست؟ از نظر من یک پزشک ایرانی، مسلمان و متخصص، به اندازه کافی متعهد است و استفاده از واژه «متعهد»، زائد و حتی توهین به حرفه مقدس پزشکی است. اصلا، این «متعهد‌بودن پزشک» با چه معیار و آیین‌نامه‌ای سنجیده می‌شود؟ شاخص‌های این تعهد نیز حتما در جلسات سالانه بررسی و تغییر خواهد کرد. اتفاقا در موارد تردید، باید رأی به نفع سقط یک جنین بی‌روح داده شود، نه به نفع تولد یک نوزاد معلول و سربار خانواده و جامعه.
تبصره 5: شاخص عدم ولوج روح در جنین، در دوران بارداری، در پایان هفته 18، با تأیید سونوگرافی (روش متداول در ایران و جهان) است و نیاز به گذشتن از موانع وقت‌گیر و آزاردهنده برای زنان باردار، در بیمارستان‌های شلوغ دانشگاهی نیست، مگر اینکه مقصود مانع‌تراشی و اتلاف وقت و پاسخ منفی باشد. اگر یک نفر از اعضای جلسه تنظیم‌کننده مواد 53 و 56، خدای ناکرده دارای یک یا دو فرزند معلول بود، هرگز چنین سخنانی را ردیف نمی‌کرد! بدون تردید، تولیت سازمان پزشکی قانونی کشور به تنهایی کفایت می‌کند، همان‌گونه که در این 16 سال و حتی پیش‌تر از آن هم، مانند همه کشورها، کارها به‌خوبی و صحت انجام می‌شد. اگر نیاز به اصلاح چند نکته یا تبصره بود، می‌شد آن را به‌ صورت متمم به دستورالعمل‌های جاری اضافه کرد و احتیاجی به تجمیع چنین شورای عالی و فاخری (ماده 56) نبود.
- آیا با فرهنگستان علوم پزشکی ایران با داشتن گروه‌هایی از متخصصان عالی‌رتبه، باتجربه در مسئولیت‌های مختلف، مشورت و از آنها کسب نظر شده است؟
- آیا با سازمان نظام پزشکی کشور (به‌عنوان قطب تصمیم‌گیری مسائل پزشکی)، برای چنین اقدام مهمی نظرخواهی و با آنها مشورت شده است؟
- آیا با انجمن‌های ذی‌صلاح و صاحب‌نظر و فعال، مانند انجمن ژنتیک ایران، انجمن متخصصان بیماری‌های زنان، انجمن بیماری‌های کودکان و نوزادان، انجمن بیماری‌های نادر ایران، متخصصان بیمارستان‌های قطب (مرکز طبی کودکان، بیمارستان مفید، بیمارستان حضرت علی اصغر (ع)) و دیگر مراکز مورد رفرانس پزشکی ایران و جهان هماهنگی شده است؟
- آیا درباره مفاد مواد 53 و 56 با انجمن‌های والدین کودکان معلول (ده‌ها انجمن فعال در کشور) گفت‌وگو، رایزنی و نظرخواهی شد؟
- آیا با انجمن علوم آزمایشگاهی کشور، مشورت و نظرخواهی لازم به عمل آمده است؟
- آیا با سازمان بهزیستی کشور (مسئول کودکان تربیت‌پذیر) صلاحدید شده است؟
- آیا با معاونت آموزش و پرورش کودکان استثنائی، گفت‌وگویی داشته‌اید؟
- آیا به گروه اتحاد زیست‌شناسان ایران (با چندین هزار دنبال‌کننده) اطلاع‌رسانی شده است؟
ایرادات کلی اجرای طرح
- اوج‌گیری تولد کودکان معلول، گرفتاری والدین، اثر منفی بر رونق تولید (فرمایشات مقام معظم رهبری-رفع موانع و ایجاد تسهیلات).
- اوج‌گیری سقط‌های مخفی و غیرقانونی (ترویج نوع جدید قاچاق و بازار سیاه داروهای سقط‌درمانی).
- ازدیاد آسیب‌های جسمی و روحی مادران بر اثر سقط‌های غیرکارشناسی.
- ازدیاد موارد شکایت و دادرسی‌ها در پزشکی قانونی.
- مخارج درمان‌های علامتی و نگهداری یک بیمار ژنتیکی (مادام‌العمر) برای خانواده، بیمه‌ها و بیت‌المال بسیار طاقت‌فرساست.
- اضافه‌شدن افراد معلول و ناتوان و مصرف‌کننده به‌ جای نسل جوان تولیدکننده.
- اثرات مخرب و بازدارنده و افسردگی والدین، برادران و خواهران، پدربزرگ‌ها و مادربزرگ‌ها و... در خانواده کودکان معلول.
- افت شدید کارایی افراد خانواده در مشاغل خود (چه کمی، چه کیفی).
- بالا‌رفتن نرخ طلاق برای جلوگیری از تولد مجدد نوزاد معلول.
- پایین‌آمدن نرخ باروری، برای خودداری از بارداری مجدد (پس از یک فرزند معلول).
- افت شدید کیفیت زندگی افراد خانواده یک فرزند معلول.
- تحمیل بار سنگین اقتصادی و روانی به خانواده‌های دارای فرزندان معلول و همچنین جامعه برای نگهداری از آنان.
- تناقض شدید مفاد 53 و 56 این طرح، با حقوق شهروندی، کرامت انسان، امنیت اجتماعی و اصول چهارگانه اخلاق پزشکی (ایران و جهان).
- نادیده‌گرفتن جایگاه و شأن علوم پزشکی، به‌ویژه ژنتیک و تشخیص پیش از تولد و بازگشت به روش «آزمون و خطا» آن هم به چه قیمتی!
نکاتی  دیگر
- اولین اجازه سقط پزشکی (در‌مورد تالاسمی ماژور) با فتوای حضرت امام راحل (ره) حدود 35 سال پیش صادر شد (این‌جانب نیز در این دستاورد بزرگ سهم ناچیزی داشتم).
- پس از آن، جلسات کارشناسان سازمان پزشکی قانونی با دعوت از متخصصان و تکمیل فهرست بیماری‌های مجاز برای سقط‌درمانی، هر چند سال یک بار تشکیل می‌شد.
- میانگین تولد نوزادان مشکل‌دار در جهان حدود 2، 3 درصد و در جوامع با شیوع ازدواج‌های خویشاوندی حدود 4، 5 درصد است.
- مواردی از اعلام جرم نیابتی در آلمان، فرانسه و... گزارش شده که در آن وکیل یک کودک معلول، علیه پدر و مادر وی، اعلام جرم کرده بود، که همگی به محکومیت والدین ختم شد.
- کلیه بیماری‌های ژنتیکی فاقد درمان‌های علتی هستند و فقط اجبارا به درمان‌های بسیار ناکافی، مادام‌العمر و گران‌قیمت علامتی پناه می‌برند.
- تشخیص پیش از تولد و پیشگیری از تولد نوزادان معلول، تنها راه پالایش و سالم‌سازی جامعه است.
- اصلا مواد 53 و 56 این طرح کشوری، کاملا در تناقض و تضاد با عنوان این طرح است، زیرا نه جوان‌سازی است بلکه بالا‌بردن تعداد معلولان و افزایش هزینه‌های بیت‌المال است و نه حمایت از خانواده است بلکه فلاکت و اسارت برای خانواده‌های دارای فرزندان معلول است.
- تصویب‌کنندگان مواد 53 و 56 این طرح، به‌ طور ناخواسته و نادانسته، شریک در جرم و گناه تولد کلیه کودکان معلول خواهند بود.
کلام پایانی
این بنده کمترین، به‌عنوان یک پزشک مسلمان، انسان‌شناس، استاد ژنتیک پزشکی (دانشگاه مونیخ)، کارشناس اخلاق پزشکی (سازمان جهانی بهداشت-ژنو) با بیش از 50 سال خدمت در حرفه شریف پزشکی (در آلمان و ایران)، متعهد به سوگند و شرف پزشکی خود، به دلایل یادشده، مفاد 53 و 56 این طرح را در تعارض با اخلاق پزشکی، منافع ملی و مصالح اجتماعی کشور می‌دانم.شرق.* استاد سابق ژنتیک پزشکی-دانشگاه مونیخ

زنجیره بلوکی و حسابرسی نوین

علی علی‌پور فلاح‌پسند

تکنولوژی زنجیره بلوکی پدیدآورنده زیربنای مبتنی بر شبکه گسترده طراحی‌شده بر پایه اینترنت بوده که به وسیله رمزنگاری معاملات از طریق رایانه، ثبت و گزارشگری اطلاعات را تسهیل می‌‌کند. رایانه‌های متصل به شبکه، شناخته‌شده با عنوان گره‌ها، به‌ طور هم‌زمان وظیفه ثبت و تأیید تراکنش‌ها را برعهده داشته و همچنین امکان تکمیل تراکنش‌ها بدون نیاز به حضور سنتی میانجی مانند حضور یک بانک یا شبکه کارت اعتباری جهت انجام معاملات را فراهم می‌کند. هرچند پیدایش تکنولوژی زنجیره بلوکی تهدیدهایی را برای حرفه حسابرسی مستقل به همراه خواهد داشت، اما ارائه‌دهندگان این‌گونه خدمات در صورت واکنش هدفمند و به‌موقع، نه‌تنها جایگاه مهمی در فرایندهای نظارتی و اطمینان‌بخشی آینده دارند بلکه در صورت آشنایی کامل با این تکنولوژی و تثبیت نقش نظارتی و اطمینان‌بخشی دیجیتالی خود، ممکن است فرصت‌های حرفه‌ای جدیدی را هم کسب کنند. البته برای رسیدن به چنین دستاوردی باید سه مرحله از اقدامات توسط ایشان صورت گیرد. در ابتدا باید شناخت کافی نسبت به این پدیده کسب شده و حدود تهدید و فرصت در صورت استفاده سراسری یا محدود از آن ترسیم شود. پس از آن، انتخاب اهداف و بررسی توانایی بالقوه حسابرسان در نقش‌آفرینی مؤثر نیازمند ارزیابی است و نهایتا خدمات به صورت مرحله‌ای اجرا و عملکرد مستمرا رصد می‌شود.

شناخت کلی؛ تهدیدها و فرصت‌ها


پیدایش زنجیره بلوکی و احتمال استفاده سراسری از آن در معاملات، گمانه‌زنی‌ها را در رابطه با تغییر و تحول جایگاه حسابرسان مستقل و نقش سازمانی آنها در آینده، افزایش داده است. این موضوع شاید به دلیل ترکیب تکنولوژی شبکه‌ای جزء‌به‌جزء و رمزنگاری‌شده، خلق دفتر کل سه‌طرفه توزیع‌شده را که می‌تواند به صورت خودکار تراکنش‌ها را در زمان وقوع ثبت و تأیید کرده و امکان تغییر در آنها پس از ثبت را به طرز قابل توجهی مشکل کند و بسیاری از موارد دیگر بیان می‌شود. از منظر برخی از کارشناسان، این‌گونه به نظر می‌رسد که در صورت استفاده سراسری از بستر زنجیره بلوکی دیگر نمی‌توان جایگاه حرفه‌ای برای حسابرسان مستقل متصور بود. با این حال نتایج بسیاری از بررسی‌ها حاکی از این موضوع است که تأیید یک تراکنش در این بستر به معنای وجود شواهد کافی و مستدل مربوط به آن معامله نخواهد بود. به عنوان مثال، هرچند انتقال ارز دیجیتالی بیت‌کوین بر بستر بلاکچین ثبت می‌شود، حسابرس ممکن است نتواند تنها از طریق ارزیابی اطلاعات موجود تعیین کند که محصول مربوطه توسط خریدار دریافت شده است یا خیر. بر طبق این دیدگاه، تراکنش ثبت‌شده در زنجیره بلوکی می‌تواند دارای ویژگی‌هایی همچون تأییدنشده، متقلبانه یا غیرقانونی بودن، قابل توافق فی‌مابین طرفین (صوری‌بودن)، مرتبط‌بودن با یک قرارداد وابسته که خارج از زنجیره بلوکی انجام شده و طبقه‌بندی‌شده به صورت نادرست در صورت‌های مالی، باشد. از سوی دیگر، با وجود اینکه استفاده سراسری از زنجیره بلوکی می‌تواند منجر به گسترش و ارتقای دسترسی حسابرسان مستقل به شواهد و مستندات حسابرسی شود اما کماکان ریسک اطلاعات اشتباه و دستکاری‌شده که در نتیجه خطا یا تقلب پدید آمده‌اند، وجود دارد. بنابراین این خطر که حسابرسان کمتر یا به‌ طور کلی اطلاعات ثبت‌شده بر بستر زنجیره بلوکی را کنترل نکنند، چالش‌های جدیدی را برای این حرفه نظارتی پدید می‌آورد. با این تفاسیر، بررسی میزان قابل اعتماد بودن اطلاعات موجود بر بستر زنجیره بلوکی و متعاقبا، ریسک‌های موجود ضروری است. کوچ سراسری به زنجیره بلوکی امکان ساده‌سازی چرخه عملیاتی حسابرسی را به ارمغان خواهد آورد. حسابرسان از طریق دسترسی به اطلاعات در زمان پیدایش، می‌توانند نرم‌افزارهای خود را جهت انجام حسابرسی شرکت‌ها به وسیله بلاکچین گسترش و توسعه داده و هزینه‌های مورد نیاز جهت استخراج اطلاعات به صورت دستی و فعالیت‌های حسابرسی مرتبط با تهیه و آماده‌سازی این اطلاعات را کاهش دهند. در آینده برخی از استفاده‌کنندگان محصولات خصوصی زنجیره بلوکی می‌توانند از مشتریان بالقوه حسابرسان باشند. تقاضا برای خدماتی همچون ارزیابی ثبات و توانمندسازی سیستم‌ها در برقراری ارتباط با بستر زنجیره بلوکی و گزارشگری ازجمله خدمات احتمالی خواهد بود. خدمات قراردادی حسابرسان می‌تواند جایگزین خدمات حسابداران یا سایر ارائه‌دهندگان خدمات تمام‌وقت شود. چنین اشخاص برون‌سازمانی توانایی اظهارنظر مستقل نسبت به اثربخشی کنترل‌های موجود در زنجیره بلوکی خصوصی را دارند. همچنین حسابرس می‌تواند در اموری همچون مدیریت دسترسی به داده‌ها شامل تصدیق اجازه ورود به چرخه زنجیره بلوکی ایفای نقش کند.
قراردادهای هوشمند
این امکان وجود دارد که برای خودکارسازی چرخه‌های کسب‌وکار از قراردادهای هوشمند استفاده شود. ضمنا ممکن است طرفین قراردادهای هوشمند مشتاق به استفاده از خدمات حسابرسان برای تأیید مطابقت مفاد قراردادهای هوشمند و انطباق آن با اهداف شرکت باشند. قراردادهای هوشمند عبارت‌اند از کدهای نرم‌افزاری رایانه‌ای که به صورت خودکار تراکنش‌ها شامل مبادلات پولی، دارایی، سهام و هر چیزی را که دارای بها باشد اجرا می‌کنند. با این حال، قراردادهای هوشمند همچنان در مراحل نخستین پیدایش بوده و اولین استفاده‌کنندگان با چالش‌هایی از جانب شرکت‌کنندگان که درک صحیحی از این تکنولوژی ندارند و مخالف پذیرش سازمانی هستند، مواجه خواهند شد. ملاقات با گروه‌های مخالف و بحث و گفت‌وگو پیرامون قابلیت‌ها و کم‌وکاستی‌ها و راه‌اندازی انجمن‌های آموزشی کمک شایان توجهی در این خصوص خواهد کرد. همچنین یکی از چالش‌های دیگر مربوط به هزینه‌های قابل توجه اجرای اولیه این تکنولوژی است که در صورت پذیرش و استفاده سراسری از آن کاهش خواهد یافت.
نیاز مبرم به تغییر و اصلاح
تا زمان فراگیری استفاده از زنجیره بلوکی و نیاز به خدمات حسابرسی در این خصوص، باید بررسی‌های فراگیر و اثربخشی در رابطه با تهدیدها و فرصت‌های احتمالی و کسب دانش نسبت به این تکنولوژی، صورت گیرد. تعیین ریسک‌های موجود در ثبت و گزارش اطلاعات بر بستر زنجیره بلوکی و آموزش نحوه استفاده از این ابزار یک مزیت رقابتی را برای حسابرسان خلق کرده و فرصت غیرقابل انکار حفظ و افزایش ارتباط آنان با محیط کسب‌وکار نوین را به ارمغان می‌آورد. همچنین تغییر جایگاه حسابرسان در ساختار سازمانی محتمل است که این موضوع می‌تواند تهدیدی برای خصیصه مستقل‌بودن آنها باشد. شرق

در هم تنیده‌شدن زمان‌ ها

عبدالرضا ناصرمقدسی *

فیلم «لیگ عدالت» محصول سال 2017 بود و در همان زمان نیز به نمایش درآمد؛ اما این فیلم با انتقادهای بسیاری روبه‌رو شد و در نهایت نسخه اصلاح‌شده آن در سال 2021 به نمایش درآمد که نه‌تنها از نظر جلوه‌های ویژه تحسین‌برانگیز بود، بلکه داستان و فیلم‌نامه‌اش نیز بعد از اصلاح، شکلی بهتر و معقول‌تر به خود گرفته بود. من از دیدن این فیلم لذت بردم و مطمئنم برای کسانی که به ژانر ابرقهرمانی علاقه‌مند هستند، بی‌شک فیلم لذت‌بخشی خواهد بود.  داستان اینکه چرا فیلم دوباره به نمایش درآمد خود بسیار جالب است و نشان می‌دهد که یک فیلم نیز می‌تواند مانند یک نظریه چکش بخورد، تصحیح شود و دوباره بازآفرینی و بازسازی شود.  «زک اسنایدر» کارگردان ابتدایی فیلم «لیگ عدالت» بود؛ فیلمی که با تغییرات بسیار در سال 2017 به نمایش درآمد. در میانه راه «زک اسنایدر» به دلیل فوت دخترش پروژه را نیمه‌کاره رها کرد و «جاس یودون» جایگزین او شد. او تغییرات گسترده‌ای در فیلم‌نامه اعمال کرد و مدت آن را کاهش داد و فضایی طنزآمیز به فیلم افزود. این نسخه از فیلم گرچه فروش خوبی کرد، اما با نقد بسیار منتقدان و بینندگان روبه‌رو شد تا جایی که کمپانی فیلم‌برداری برادران وارنر تصمیم گرفت نسخه اصلی فیلم با کارگردانی «زک اسنایدر» را دوباره بازسازی کند. این نسخه جدید در نهایت با نام «لیگ عدالت زک اسنایدر» در سال 2021 به نمایش درآمد؛ نسخه‌ای که امروز درباره آن صحبت خواهیم کرد. اولین نکته در مورد جلوه‌های ویژه در چنین فیلم‌هایی است که در مباحثمان تاکنون به آن نپرداخته‌ایم. بی‌شک ساخت فیلم‌های علمی‌-تخیلی وابستگی بسیاری به قدرت ما برای تولید جلوه‌های ویژه دارد. بدون ‌شک این علم است که چنین امکانی را در اختیار سینما گذاشته تا بتواند صحنه‌های نفس‌گیری را به‌ وجود آورد. علم در خدمت سینما قرار می‌گیرد و جهانی فانتزی اما کاملا معقول برای بیننده به‌ وجود می‌آورد. ما در برابر صفحه سینما میخکوب می‌شویم و ابرقهرمانانی را می‌بینیم که کارهای خارق‌العاده و محیرالعقولی را انجام می‌دهند اما ما با آنها همزادپنداری می‌کنیم و از این کارهای خارق‌العاده متعجب نمی‌شویم. این علم است که در کنار سینما می‌تواند راه‌های عصبی ذهن ما را تحریک کرده و حتی واقعیت را تغییر و درعین‌حال آن را کاملا معقول کند. درباره جلوه‌های ویژه متخصصان امر باید بیشتر بنویسند، اما اینکه چگونه جلوه‌های ویژه می‌توانند آگاهی ما را تحت تأثیر قرار دهند موضوعی است که نور و سینما باید درباره آن بررسی جامعی انجام دهد. موضوع بعدی که برای من خیلی جالب بود، وجود ابرقهرمانان بسیار آن هم از فنوتیپ‌ها و زمان‌های مختلف در این لیگ بزرگ است. ما با زن شگفت‌انگیزی روبه‌رو هستیم که طبق شجره‌نامه ابرقهرمانان به قبیله و مردمان آمازونی تعلق دارد. کسانی که وامدار رازهای باستانی هستند و از قدرت بسیار و فراطبیعی برخوردار هستند. از طرف دیگر با آکوامن روبه‌رو هستیم که از عمق دریاها و سرزمین آتلانتیس می‌آید. کسی که با نیزه پوزئیدون بر آب‌ها و اقیانوس‌ها کنترل دارد. او هم بسیار باستانی است. او هم از سرزمین آتلانتیس می‌آید که در افسانه‌ها بوده و حالا از روی زمین محو شده و به عمق دریاها رفته است. از طرف دیگر با بتمن روبه‌روییم که حاصل بلافصل جهان امروزی است. با اینکه بتمن قدرت بسیاری دارد، اما حاصل اتفاقاتی است که در جهان مدرن می‌افتد. ستم‌ها و انسان‌هایی که نمی‌توانند با جامعه کنار بیایند و قدرت بسیاری دارند سبب شده تا شخصیتی به نام بتمن در فیلم‌های درخشانی ساخته شود. سه شخصیت دیگر هم در این لیگ بزرگ عدالت وجود دارند که باید مورد توجه قرار بگیرند. اولین آن شخصیت «فلش» است که می‌تواند با سرعت نور و حتی فراتر از آن حرکت کند و قدرت و انرژی بسیاری را به اشخاص دیگر وارد کند. او از قوانین فیزیک عبور می‌کند. از دالان‌های کوانتومی می‌گذرد و به‌دلیل سفر با سرعت نور می‌تواند زمان را نیز متوقف کند. او مانند مردان ایکس حاصل جهش‌هایی در ذخیره ژنتیکی خود است. شخصیت بعدی ویکتور است که یک سایبورگ است. کسی که به‌دنبال یک تصادف شدید توسط پدر دانشمند خود به شکل یک سایبورگ با توانایی‌های خارق‌العاده درآمده است. سایبورگ‌ها بحثی عمیق در مجامع علمی بوده و انسان در آینده‌ای نه‌چندان دور به چنین فناوری‌ای دست خواهد یافت. پس ویکتور نماینده‌ای از آینده انسان به شمار می‌آید. در نهایت باید به سوپرمن اشاره کرد. این محبوب‌ترین ابرقهرمان در فهرست ابرقهرمانان تاریخ برخلاف سایرین از سیاره‌ای دیگر آمده تا مردمان زمین را نجات دهد، ازاین‌رو قدرت او هم فراتر از ابرقهرمانان زمینی است. حالا همه اینها دور هم جمع آمده‌اند تا زمین را در برابر یک خطر حتمی که می‌تواند به ازبین‌رفتن کل حیات منجر شوند، حفظ کنند. داستان پرکشش و پرتلاطم فیلم نیز حول محور شکل‌گیری این اتحاد و به‌دنبال آن تلاش برای نجات زمین می‌گردد. نکته بسیار مهم هم در تهدید زمین و هم در اتحاد ابرقهرمانان، در هم تنیده‌شدن گذشته و آینده است.  گذشته‌ای که مطرح می‌شود تکنولوژی آینده را دارد. آینده نیز انگار با چرخش گذشته هم شکل می‌گیرد و هم تغییر می‌کند. گذشته هم این‌گونه است. گذشته ما نیز انگار به آینده ما وابسته است و چه‌بسا تغییر در آینده بتواند گذشته ما را نیز تغییر دهد. نوعی درک دوری از زمان که عملا با رفت‌وآمدی مفهومی، ماهیت خطی زمان را خدشه‌دار می‌کند. چنین چیزی بر جذابیت‌های فیلم می‌افزاید. فیلم مملو از ناشناخته‌ها و ندانسته‌ها است. اینکه چگونه جهان می‌تواند در معرض آسیب قرار گیرد. معادله ضد حیات چیست؟ آیا ممکن است همان‌طورکه حیات به ‌وجود آمد، به همان طریق نیز از بین برود؟ شاید به نظر برسد اینها بیشتر متعلق به فضای تخیلی و فانتزی است؛ اما همان‌طورکه بارها نوشته‌ام، جادو و فانتزی و علم دارند مرزهای خود را از دست می‌دهند. ازاین‌رو باید به حجم انبوهی از داده که در طول هزاره‌ها تخیل برای ما به ‌وجود آورده به‌شکلی جدی‌تر نگاه کرد.شرق. *متخصص مغز و اعصاب

 

فیزیک زیراتمی و سفری شگفت‌انگیز از قلب ستارگان تا دالان سرن

حسن فتاحی*

راه کدام است؟ راهی وجود ندارد، در میان ناشناخته‌ها
جمله محبوب «نیلز بور» از فاوستِ گوته
برجام؛ واژه‌ای که ایرانی‌ها نزدیک به یک دهه است آن را می‌شنوند و به‌موازات آن واژه «هسته‌ای» را می‌شنوند، می‌خوانند و با آن زندگی می‌کنند. یا همین چند روز پیش خبری منتشر شد مبنی بر اینکه ممکن است نیروی پنجم طبیعت هم کشف شود، اما به‌راستی برجام و نیروی پنجم طبیعت چه هستند؟ اینها سؤالاتی هستند که عموم مردم در پی فهم آن برآمده‌اند و به‌موازات آنها فیزیک‌دانان نزدیک به یک سده است که با سؤالاتی بزرگ دست‌وپنجه نرم می‌کنند. داستان ساختار ماده، داستان امروز و دیروز نیست. حکایتی کهن است به قدمت چند‌هزار سال. به قدمت روزهای درخشان یونان باستان و اتم‌گرایان اما امروزه در سایه پیشرفت‌های شگرف علم و فناوری و نیز به لطف خردمندی انسان توانسته‌ایم به قلب ماده نفوذ کنیم و بدانیم تمام عالم نپاهش‌پذیر یا رؤیت‌پذیر ما از چه ساخته شده است. از ساختار بدن خودمان که فرزندان ستارگان هستیم، تا نخستین لحظه‌های پیدایی گیتی به‌واسطه مهبانگ، جملگی از ساختارهایی ساخته ‌شده‌ایم که اتمی، هسته‌ای و ذراتی هستند. این کتاب روایتگر تلاش فیزیک‌دانان در چند دهه گذشته است برای اهل فن و برای دانشجویان و پژوهشگرانی که در این راه قدم گذاشته‌اند. درواقع این کتاب به زبان فنی گام‌به‌گام ما را جلو می‌برد و نشان می‌دهد در دنیای زیراتمی چه خبر است. شاید بهتر باشد بگوییم داستانی که با زبان فنی دو فیزیک‌دان یونانی روایت می‌کنند، از همان روی جلد کتاب شروع می‌شود. بیایید هیجان این کتاب را با جمله‌ای که روی جلد کتاب است، آغاز کنیم: اگر شعاع نوترون‌ها و پروتون‌ها را 10 سانتی‌متر فرض کنیم، کوارک‌ها هرکدام یک‌دهم میلی‌متر خواهند بود و این در حالی‌ است که شعاع اتم چیزی در حدود 10 کیلومتر خواهد بود! به دنیای ذرات بنیادی و هسته‌ای خوش‌آمدید.
چرا این کتاب خوب است؟
برای خوب‌بودن این کتاب دلایلی چند را برمی‌شماریم و تأکید داریم جامعه هدف ما در این مقاله، جامعه علمی فیزیک ایران است؛ در مقاطع کارشناسی تا پسادکترا. نخستین دلیل برای خوب‌بودن این کتاب تنوع مطالب است. کتاب دو بخش کلی دارد؛ بخش هسته‌ای شامل هشت فصل اول کتاب و بخش ذرات بنیادی شامل پنج فصل بعدی. افزون بر آن ‌هم سه پیوست پروپیمان دارد که هریک را می‌توان فصلی انگاشت. در این چند هفته که کتاب را می‌خواندیم و ورق می‌زدیم، به یک نتیجه خوب رسیدیم که پاسخی در‌خور برای خوب‌بودن کتاب است. این اثر یک کتاب درسی موفق است؛ کتابی که می‌توان از آن ‌هم به‌خوبی درس داد و هم به‌خوبی درس خواند. دلیل دیگر خوب‌بودن کتاب تنوع آن است. برای مثال فصل هفتم کتاب به اخترفیزیک هسته‌ای پرداخته است. بخشی هیجان‌انگیز از فیزیک که با هسته‌ای، ذرات، اخترفیزیک درهم‌تنیده شده است. کمتر کتابی را می‌توان یافت که بخش اخترفیزیک هسته‌ای داشته باشد. این در حالی است که بخش کلانی از بخش‌های نوین فیزیک هسته‌ای و ذرات در دل اخترفیزیک هسته‌ای نهفته است. بدیهی است که دانشجوی فیزیک در هر مقطعی که باشد، باید با اصول نخستین تولید انرژی در ستارگان آشنا باشد. شاید نتواند سازوکارهای هسته‌زایی را بفهمد‌ اما دانستن واکنش‌های هسته‌ای قلب ستارگان به‌اندازه دانستن معادلات آونگ و اصول ترمودینامیک و قوانین ماکسول اهمیت دارد. خوبی دیگر کتاب این است که ریاضیات را نه اصل قرار داده و نه فدا کرده است. فیزیک بدون دیسول یا فرمول معنا ندارد. هرچند امروزه آموزش فیزیک آن‌چنان دستخوش تحول شده است که علاوه بر ریاضیات، دانستن علوم کامپیوتری و برنامه‌نویسی هم اهمیت دارد. خوبی دیگر کتاب وجود تمرین است. حل تمرین در فیزیک آن‌قدر مهم است که داشتن ابزار مناسب برای صعود از اورست. بدون حل تمرین، فراروند فهم فیزیک حاصل نمی‌شود. این اصل از ساده‌ترین مفاهیم تا پیچیده‌ترین آن درست است. خوبی دیگر کتاب حجم مناسب آن است. این کتاب 16 فصلی در 502 صفحه منتشر شده است و برای مقایسه با کتاب شاهکار فیزیک هسته‌ای کرِین کنار هم بگذارید که بیش از 900 صفحه است. اینکه کتاب کرین شاهکار است شکی نیست اما اینکه تدریس آن دشوارتر است و خوانش آن بدون استاد سخت، انکارناپذیر است؛ بنابراین کتاب این دو فیزیک‌دان یونانی برای بخش زیادی از جامه آماری فیزیک‌خوان عالی است. دلیل مهم دیگر که کتاب داراست، روزآمد‌بودن است. دنیای هسته‌ای و به‌ویژه ذرات تحولات شگرفی داشته است. کشف هر ذره جدید، کشف واپاشی‌های جدید، اندازه‌گیری‌های جدید، همگی در به‌روزرسانی کتاب‌های علمی درسی و عمومی اهمیت دارند. فرض کنید سال آینده گراویتون آشکارسازی شود یا یک عنصر به جدول تناوبی افزوده شود. آن‌وقت باید دانشمندان دست‌به‌کار شوند و در متون درسی تجدیدنظر کنند؛ بنابراین باوجود کتاب درسی‌بودن این اثر روزآمد‌بودن آن بسیار چشمگیر است. شاید بد نباشد اینجا داستان تلخی را روایت کنیم. فیزیک هَلیدی که در فارسی به هالیدی معروف شده، هرسال یا هر دو سال ویرایش جدیدی را روانه بازار نشر می‌کند‌ اما در ایران هستند استادان و مدرسانی که باوجود ویرایش‌های جدید که در دل آن تحولات جدید را هم گنجانده‌اند، کماکان دانشجویان را وادار به تهیه ویرایش‌های گاهی بیش از 10 سال پیش می‌کنند. شاید در کتاب پایه‌ای مانند هلیدی این کاستی چندان به چشم نیاید اما در درسی مثل هسته‌ای و ذرات بی‌شک پررنگ است؛ بنابراین خوب است استادان هرچند سال یک‌بار در منبع خود تجدیدنظر کنند.
شرح دقیق فصل‌های کتاب
بیایید به فصل‌های کتاب نگاهی دقیق بیندازیم. فصل اول کتاب مروری تاریخی است. از نگاهی تمام‌نما که با روند کاهشی ابعاد گیتی، از ساختارهای کیهانی تا کوارک را شامل می‌شود، داستان کتاب هم می‌آغازد. نیم‌نگاهی به یونان دارد و با نمایش جدول تناوبی و چند نمودار خواننده را به قرن بیستم هدایت می‌کند؛ سال‌های رادرفورد و کشف پرتوزایی. عنوان فصل دوم فیزیک هسته‌ای است و لازم است همین‌جا به خوانندگان با تأکید بسیار یادآور شویم که بدون دانستن فیزیک نوین و فیزیک کوانتومی این فصل تا آخر کتاب را نخواهید فهمید. در فصل دوم مروری خواهید داشت بر اساسی‌ترین مفاهیم دانش هسته‌ای که در هر کتاب آموزش هسته‌ای باید باشد. مفاهیمی نظیر پایداری هسته، سطح مقطع، انرژی بستگی، مقدار انرژی هسته، مدل‌های هسته‌ای نظیر مدل قطره-مایع و دیگر چیزها. بخش پایانی این فصل موضوع جذاب معنای نسبیتی نظریه میدان است. احتمالا برای دانشجویان تازه‌کار این بخش چندصفحه‌ای نخستین مواجه با نظریه میدان به معنای نسبیتی باشد و نیاز است در درست فهمیدن آن درنگ کنند. این فصل با 20 تمرین تمام می‌شود. فصل سوم نگاهی گذرا به نسبیت خاص است. بی‌شک خوانندگان اهل فن می‌دانند که «آلبرت اینشتین» به سال 1905 نسبیت خاص را ارائه کرد و از آن زمان تا به امروز جایگاه آن در توصیف گیتی و پدیده‌های آن پررنگ و عیان است. بدون نسبیت خاص توصیف بسیاری چیزها، از حرکت ذرات شتابان با سرعت‌های نزدیک به نور گرفته تا تکینگی سیاهچاله‌ها ناممکن است؛ بنابراین نویسندگان به‌درستی فصل سوم را به نسبیت خاص و روابط آن پرداخته‌اند. فصل چهارم هم مثل فصل سوم کوتاه اما اساسی است. این فصل به پهناهای بازآوایی-واپاشی پرداخته است. چیزی که تا پایان دانش هسته‌ای با مفهوم آن سروکار داریم. بازآوایی برابر نهاد فارسی رزونانس در برابر واژه تشدید عربی است. فصل ششم هم هرچند کوتاه اما اساسی است. این فصل به نظریه پراکندگی پرداخته است. اگرچه در این کتاب گذرا به آن اشاره شده اما نظریه پراکندگی بسیار عمیق و پرمحاسبه است. اجازه دهید نکته‌ای را اشاره کنیم. اگر این کتاب را تدریس کردید، می‌توانید این سه فصل را در یک جلسه چهارساعته تدریس کنید، به شرط آنکه دانشجویان عزیزتان از سنت استفاده از واژه «خسته نباشید استاد» دوری کنند و چهار ساعت میخکوب به درس گوش کنند. این سه فصل تمرین ندارد اما می‌توانید از منابع دیگر برای دانشجویان مشتاق تمرین طراحی کنید؛ اگرچه ممکن است برخی درس نسبیت خاص را گذرانده باشند. فصل هفتم کتاب با داشتن شش تمرین بسیار جانانه که حل آن‌هم در ادامه هر سؤال آمده است، به ناپایداری هسته‌ای پرداخته است. وقتی از ناپایداری هسته‌ای حرف می‌زنیم از سه گونه واپاشی صحبت می‌کنیم که نویسندگان به هر سه با دقت و تفصیل پرداخته‌اند. واپاشی‌های سه‌گانه آلفا، بتا و گاما. همچنین در این فصل به دو موضوع مهم شکافت هسته‌ای که طی آن واپاشی رخ می‌دهد و اثر موسباوئر هم پرداخته شده است. فصل هفتم کتاب از آن فصل‌هایی است که بی‌شک دانشجویان علاقه‌مند را میخکوب خواهد کرد. عنوان شورانگیز این فصل اخترفیزیک هسته‌ای است. هر دو نویسنده کتاب به‌نوعی خودشان دستی بر آتش تحقیقات اخترفیزیک هسته‌ای دارند. متأسفانه جامعه هسته‌ای ایران در این زمینه پژوهشی بسیار عقب است و تعداد پژوهشگران داخل و خارج کشور به‌زحمت و با اغماض به 10 نفر هم نمی‌رسد اما بیایید به این فصل نگاهی دقیق بیندازیم و ببینیم از چه سخن می‌گوید؟ این فصل پنج بحث اصلی را دربردارد که هر پنج مورد آن در صدر پژوهش‌ها قرار دارد. پرتوهای کیهانی، سنتز هسته‌ای، نوترینوهای ابرنواختری، تحول ستاره‌ای و ستارگان نوترونی. حتما این جمله را شنیده‌اید که انسان فرزند ستارگان است یعنی تمام عناصری که در بدن ما وجود دارد در طی بیش از 13 میلیارد سال تحول عنصر‌شناختی پدید آمده و در اثر شکل‌گیری سیاره زمین و فرگشت انسان این عناصر در بدن انسان با درصدهای متفاوتی از فراوانی وجود دارند. عناصر در گیتی به چند طریق پدید آمده‌اند. برخی عناصر سبک همچون هیدروژن و هلیوم و لیتیوم در مهبانگ پدید آمده‌اند. برخی دیگر در ستارگان. گداخت هسته‌ای در قلب ستارگان عناصر سبک را به عناصر سنگین‌تر تبدیل می‌کند. ستارگان پرجرم با چرخه کربن-نیتروژن-اکسیژن به ساختن عناصر سنگین ادامه می‌دهند. ستارگانی که بسیار پرجرم‌اند، فراروندی با نام انفجار ابرنواختری را تجربه می‌کنند که طی آن گداخت لایه‌های ستاره منجر به ساخته‌شدن عناصری تا سنگینی آهن می‌شود. از آهن به بالا هم در انواع دیگر واکنش‌های هسته‌ای ساخته می‌شوند. به زبانی بسیار ساده کار اخترفیزیک هسته‌ای بررسی خاستگاه و فراروندهای هسته‌ای در گیتی است که منجر به پیدایی عناصر می‌شود. حال ممکن است این رویداد شگفت در سنتز هسته‌ای یعنی ترکیب هسته‌های اتمی رخ دهد یا در ادغام دو ستاره نوترونی. این فصل دراین‌باره سخن می‌گوید. فصل هشتم که آخرین فصل بخش هسته‌ای است به کاربردهای علوم هسته‌ای می‌پردازد که بسیارند. نویسندگان سه مورد مهم را نام برده‌اند. یکی عمرسنجی یا تاریخ‌نگاری هسته‌ای، دیگری رادیو ایزوتوپ‌ها در پزشکی و در پایان توان هسته‌ای که در واکنشگاه یا رآکتورهای هسته‌ای با دو شیوه شکافت و گداخت استفاده می‌شود و البته سلاح هسته‌ای. بخش بعدی کتاب درباره ذرات بنیادی است. فصل نهم تا حدی طولانی است و به موضوعات زیر می‌پردازد: راژمان یا سامانه واحدها، راژمان یا سامانه واحدها بر اساس ثابت پلانک که می‌توان نامش را واحدهای پلانکی نامید، اثرات نسبیتی، ناوردایی در حرکت‌شناسی، باریکه‌های برخوردی، سطح مقطع‌ها و درخشندگی‌ها، حرکت‌شناسی واپاشی ذرات، مقدارهای ناوردا در پراکندگی دو ذره‌ای، بازآوایی در پراکندگی کشسان و... .
 باز در این فصل دانشجویان تازه‌کار برای نخستین‌بار با مفهوم کیو.سی.دی یا همان الکترودینامیک کوانتومی آشنا می‌شوند. فصل دهم مدل کوارکی هادرون‌ها است و خواننده با مفاهیم تقارن و انواع آن برخورد نزدیک خواهد داشت، آن‌چنان‌که با چند تمرین به ورزیدگی برسد. فصل یازدهم ابزارها و ادوات فیزیک ذرات تجربی یا آزمایشگاهی است. در این فصل خوانندگان با سازوکار انواع شتاب‌دهنده‌ها و آشکارسازها درمی‌یابند که ابزار چه نقش مهمی در پیشرفت فیزیک ذرات ایفا می‌کند. در حقیقت در این فصل خوانندگان به جداناپذیری نظریه‌پردازان و آزمایشگران پی می‌برد. فصل دوازدهم فیزیک نوترینو است که از پژوهش‌های روز است و فصل سیزدهم هم به برهم‌کنش‌های ضعیف پرداخته است. سه فصل پایانی هم درواقع پیوست هستند اما هر‌یک چندین تمرین دارند.
چگونه این کتاب را بخوانیم؟
اجازه دهید پاسخ این سؤال اساسی را این‌گونه بدهیم. این کتاب به درد چه کسانی می‌خورد و هر گروه چگونه آن را بخوانند؟ همان‌طور که در بخش بالا -شرح دقیق فصل‌های کتاب- دیدید، کتاب دو بخش کلی دارد؛ بخش هسته‌ای و بخش ذرات بنیادی. فرض ما در پاسخ به این سؤال جامعه علمی ایران است. کتاب برای سال آخر دانشجویان درس‌خوان فیزیک در مقطع کارشناسی بسیار خوب است. اگر در سال‌های قبل یا ترم‌های پیشین تحصیل زیربنای علمی خوبی داشته باشند، می‌توانند از این کتاب بهره فراوان ببرند، به شرطی که بتوانند به‌راحتی به انگلیسی بخوانند، اما اگر بنا باشد یک دست واژه‌نامه فیزیک باشد و یک دست کتاب، دچار خستگی خواهند شد و پیشنهاد ما نخواندن آن است. دانشجویانی که در کمال تأسف زبان انگلیسی نمی‌دانند، می‌توانند کتاب‌های فارسی خوبی را که منتشر شده بخوانند، اما از این حقیقت نمی‌توان چشم‌پوشی کرد که آخرین تحولات علمی ذرات و هسته‌ای در کتاب‌های دانشگاهی فارسی به دشواری پیدا می‌شود. برای دانشجویانی که در مقطع کارشناسی‌ارشد درس می‌خوانند، چه آنها که گرایش ذرات بنیادی دارند و چه آنها که فیزیک هسته‌ای، این کتاب منبع بسیار خوبی است. این دسته از دانشجویان می‌توانند کتاب را در همان ترم اول تحصیل بخوانند و دید وسیعی پیدا کنند. حتی پیشنهاد می‌کنیم گرایش‌های دیگر نظیر مهندسی رآکتورهای هسته‌ای یا اخترفیزیک هم این کتاب را بخوانند. اگر دانشجوی ارشد ذرات و هسته‌ای هستید و به‌صورت خودآموز کتاب را می‌خوانید، از حل تمرین غافل نشوید. کار دیگری که باید انجام دهید کشف روابط میان دیسول‌ها یا فرمول‌های فیزیک است. اساسا فیزیک از آن دسته علوم زاستاری است که باید با متن درسی آن درگیر شد. نکته دیگری که باید به آن دقت کرد ارتباط بین مفهوم‌های کتاب است. یادتان باشد فیزیک هسته‌ای نظری و ذرات بنیادی باهم همپوشانی دارند و زمانی خوب یاد می‌گیرید که بتوانید از بالا به کل ساختار تودرتوی هسته و ذرات نگاه کنید. انتظار نداشته باشید که با یک‌ بار خواندن همه ‌چیز ملکه ذهن شما شود. حتما در حین خواندن کتاب دوره مطالب و حل تمرین را لحاظ کنید یا عمیق بیاموزید. اگر دانشجوی مقطع دکترا هستید و به هر دلیلی پیش‌زمینه‌ای از ذرات و هسته‌ای ندارید، اما دست تقدیر شما را سر کلاس دکترای این گرایش‌ها نشانده، هرچه زودتر دست‌به‌کار شوید. این کتاب نخستین گامی است که باید بلد باشید تا بتوانید مقاله‌های علمی را که استاد به شما می‌دهد، بخوانید. تلاش خود را به ‌کار گیرید که در ترم اول تحصیل بخوانید. فرض ما بر این است که دانشجوی مقطع دکترای زبان انگلیسی علمی را بلد است. این کتاب برای تدریس هم بسیار درخشان است. اگر در مقطع سال آخر کارشناسی قصد تدریس دارید، می‌توانید دو راه را در پیش بگیرید؛ نخست اینکه تمام 13 فصل کتاب را درس بدهید که یقینا سنگین خواهد بود، اما ارزشمند. در عوض می‌توانید امتحان پایان‌ترم را به شکل جزوه‌باز برگزار کنید. در‌واقع اگر دانشجویان سال یا ترم آخر کارشناسی بیش از 50 درصد مطالب کتاب را هم بیاموزند، کار مهمی صورت گرفته است، اما اگر قصد دارید سبک‌تر درس بدهید، پیشنهاد ما گزینش فصل‌های مفهومی است. اگر بشود ترتیبی داد که این اثر در دو ترم برای درس فیزیک هسته‌ای یک و دو یا درس فیزیک هسته‌ای و درس ذرات بنیادی تدریس شود، عالی است؛ یعنی دانشجویان کارشناسی تمام سال آخر خود را در مرزهای علم و در دریایی از مرواریدهای درخشان علمی سپری خواهند کرد. پیشنهاد دیگری هم برای دانشجویان یا ترکیب دانشجویان و استاد راهنما داریم. می‌توانید کتاب را گروهی بخوانید. اگرچه دوره کرونا است، فضای اینترنت و شبکه‌های ارتباط اینترنت‌پایه مشکل را حل کرده‌اند. می‌توانید کتاب را گروهی بخوانید و فراهمایی مجازی شکل دهید. در پایان اگرچه می‌دانیم حال‌و‌هوای چاپ و نشر کتب دانشگاهی زمستانی است و رغبتی در آدم‌ها نیست، اما ای‌کاش این کتاب به فارسی ترجمه می‌شد. بازهم تأکید داریم ترجمه جانانه و پَرسون، نه ترجمه اصطلاحا دانشجویی که برخی استادنماها فصل‌ها را بین دانشجویان تقسیم می‌کنند و بعد ملغمه‌ای پر‌غلط را شلخته جمع‌بندی و سرهم‌بندی می‌کنند.
ذرات بنیادی و هسته‌ای در ایران
دو دانش ذرات بنیادی و هسته‌ای که باهم همپوشانی زیادی دارند، در ایران نه به قدمت کشورهای پیشتاز است که بگوییم ایرانی‌ها دستاوردهای شگرفی داشته‌اند و نه‌چندان کم‌بنیه است. اجازه دهید با کمی توضیح بیشتر موضوع را شفاف کنیم. صد سال پیش در چنین روزهایی، دو رویداد در جهان علم و جهان ایرانی در حال وقوع بود. در جهان علم نظریه‌ کوانتومی که زیربنای پیشرفت و زایش فیزیک ذرات بنیادی و فیزیک هسته‌ای است، آرام‌آرام در‌حال تولد بود و «آلبرت اینشتین» نظریه نسبیت خاص و عام خود را ارائه کرده بود، اما در ایران، سلسله‌ قاجار آخرین نفس‌هایش را می‌کشید و عقب‌ماندگی علمی در کنار دیگر انواع عقب‌ماندگی و پس‌افتادگی اجتماعی در سرتاسر ایران به چشم می‌خورد. زخم‌هایی عمیق بر پیکره ایران، در جایگاه تمدنی قدیمی و پرآوازه وارد آمده بود. به‌رغم رشادت‌های معدود انسان‌هایی همچون «عباس‌میرزا نایب‌السلطنه» که راز جانکاه عقب‌ماندگی میهن را فهمیده بود و برای جبران آن آستین همت بالا زده بود، ایران، آن کشوری که زمانی فخر اقتدار عالم بود، از کشور همسایه و خصم دیرین، روسیه تزاری، زخم خورده و در جنگ‌های موسوم به «جنگ‌های ایران و روسیه» شکست سنگینی خورده بود و بخشی از خاک ایران از دست رفته بود. اگرچه در شکست‌های قشون ایران دلایل و عوامل گوناگونی نقش داشتند، اما عقب‌ماندگی علمی و به دنبال آن عقب‌ماندگی صنعتی و نظامی از برجسته‌ترین آنها بود. درحالی‌که در جهان خارج جنگ جهانی اول پایان یافته بود، در ایران نفس‌های آخر سلسله قاجار می‌رفت تا تجددی آمرانه را بزاید. درحالی‌که در آن‌ سوی جهان در پی رخداد باززایش یا رنسانس، خردورزی و عقلانیت آرام‌آرام ریشه می‌دواند و زنان در پی تثبیت جایگاه خود در نهادها و محفل‌‌های دانشگاهی بودند، در ایران عزیز ما هنوز دانشگاه تهران تأسیس نشده بود. آری، دانشگاه تهران به سال ۱۳۱۳ هجری خورشیدی به همت و اراده ترقی‌خواهان تأسیس شد و تا به همین امروز دوره‌های افول و صعود بسیاری به خود دیده است. چند خط بالا را به‌عنوان مقدمه و چشم‌اندازی کوتاه نوشتیم تا نشان دهیم ما پیشتاز نبودیم و در کارنامه علمی ایرانیان به دلیل عقب‌ماندگی علمی، افتخارهایی نظیر کشف الکترون، کشف پرتوزایی، کشف ساختار هسته، کشف شکافت و گداخت هسته‌ای، کشف واکنش‌های زنجیری‌، ساخت نخستین واکنشگاه هسته‌ای، کشف کوارک و بسیاری دستاوردهای دیگر وجود ندارد؛ همان‌گونه که در کارنامه علمی بسیاری دیگر از کشورها هم به چشم نمی‌خورد، اما بیایید روی دیگر سکه را ببینیم.از همان ابتدا که گروه فیزیک دانشگاه تهران تأسیس شد، زنده‌یاد استاد «محمود حسابی» دست به نگارش کتابی درباره کوانتوم زد. در همان زمان استادان دیگری هم بودند که گام‌هایی برای شناساندن دانش‌های نوین زاستاری فیزیک به دانشجویان ایرانی داشتند. یکی از مهم‌ترین گام‌ها در ایران در توسعه دانش‌های هسته‌ای، تأسیس سازمان انرژی اتمی ایران بود که جا دارد از برجسته‌ترین فرد آن جناب «علی‌اکبر اعتماد» یاد کنیم که به‌راستی از سرمایه‌ها و گنجینه‌های علمی ایران به شمار می‌روند. سازمان انرژی اتمی سه‌ گام اساسی را برای کشور برداشت؛ گام نخست، ورود ایران به دنیای صنعت هسته‌ای بود؛ یعنی حالا دیگر صنعت هسته‌ای محدود به تخته‌سیاه دانشگاه و آزمایشگاه نبود، بلکه وارد فراروند صنعتی شده بود که نماد آن واکنشگاه یا رآکتور هسته‌ای بوشهر و واکنشگاه تحقیقاتی تهران بود. ایران اگرچه هرگز از صاحبان و کاشفان دانش هسته‌ای نبود، اما هوشمندانه در آن بازه از تاریخ توانست وارد باشگاه دارندگان فناوری هسته‌ای شود. زمانی که بسیاری از کشورهای هم‌جوار ایران چه‌بسا در دانشگاه‌هایشان آزمایشگاه هسته‌ای نداشتند، ایران در حال تکمیل واکنشگاه بوشهر بود. امان از توفان حوادث سیاسی که همواره روند علمی را با اختلال روبه‌رو می‌کند. جنگ و بعد از آن مشکلات سیاسی روند پیشرفت را کند کرد و در این میان کوچ پژوهشگران را هم باید در نظر داشت. شاید اغراق نباشد اگر بگوییم دو دهه طول کشید تا بار دیگر صنعت هسته‌ای با تمام دشواری‌ها دوباره به راه بیفتد که نیازی به ذکر آن نیست. گام بعدی که پیش از سال 1979 م برداشته شد، تربیت پژوهشگران بود که بیش از هر چیزی استقلال علمی را در پی داشت. گام سوم هم بسط فناوری هسته‌ای به دیگر بخش‌ها نظیر پزشکی و کشاورزی بود. این روند امروزه هم ادامه دارد، اما اخبار آن زیر خبرهای سیاسی مدفون مانده است. شاید برای دانستن خوانندگان عزیز بد نباشد که تأکید کنیم گستره دانش هسته‌ای از محاسبات نظری واکنش‌های ستارگان پرجرم تا درمان تومورهای سرطانی وسیع است. پژوهش‌هایی که در پزشکی هسته‌ای در سطح دنیا در جریان است، آن‌قدر متنوع است که در دانشگاه‌ها و مراکز علمی ساختمانی مجزا دارد. درباره ذرات بنیادی هم ایرانی‌ها داستان خودشان را دارند. در حال حاضر شاخه ذرات بنیادی یا با نام دقیق‌تر، فیزیک انرژی‌های بالا، در ایران دانشجو، دانشور و پژوهشگران بسیاری دارد. تا حد زیادی بیشتر گروه‌های فیزیک کشور شاخه ذرات بنیادی را دارند و ایران استادان معروفی در این زمینه دارد. از نقاط عطف ذرات بنیادی ایران می‌توان به مشارکت‌های آموزشی و پژوهشی در سرن اشاره کرد. به‌واقع مهم‌ترین رویداد ذرات بنیادی ایران ارتباط مؤثر با سرن است. دانشجویان و پژوهشگران ایرانی به سرن رفت‌وآمد دارند و یکی از نویسندگان مقاله حاضر، پژوهشگر سرن است. حتی از معلمان ایرانی هم در سرن حضور داشتند که یکی از سرشناس‌ترین‌شان «فرحناز سدیدی» است. او در حال حاضر پژوهشگر «آموزش ذرات بنیادی» در آلمان است. تا اینجای کار آنچه مسلم است وجود تعداد نه‌چندان اندک پژوهشگر ذرات بنیادی در ایران، دیگر مراکز علمی پژوهشی جهان و در رأس آن سرن است، اما سؤال اصلی اینجاست که تا چه اندازه از توانایی‌های علمی آنان استفاده می‌شود؟ آیا از کسانی همچون «فرحناز سدیدی» که تجربه معلمی در ایران را هم دارد، برای انتقال آنچه آموخته دعوت به عمل آمده است؟ آیا وزارت آموزش‌وپرورش با او همکاری و همیاری داشته است؟ آیا از چنین افرادی برای تدوین کتاب‌های علوم دانش‌آموزان ایرانی دعوت شده است؟ تا جایی که ما می‌دانیم، پاسخ‌های این سؤالات دلسردکننده است. علم در جهان امروز و ذرات بنیادی و هسته‌ای، شبکه‌ای منسجم و پویا از افراد، ابزار، ارتباط‌ها و سرمایه‌گذاری‌ها است. صرف افتخار به اینکه چه تعداد دانش‌آموخته در ذرات بنیادی داریم یا چه تعداد مقاله منتشر کرده‌ایم، فایده‌ای ندارد. برای بهره‌مندی علمی و صنعتی و در پی آن اقتصادی، اجتماعی و حتی دفاعی از دانش‌های این‌چنینی نیازمند شبکه هستیم که گستره آن کل کره زمین باشد. این کار به یک‌ چیز مهم نیاز دارد؛ سیاست‌گذاری علمی کلان. شاید نیاز نباشد بیش از این موضوع را باز کنیم، اما برای پایان این بخش از مقاله می‌خواهیم نکته‌ای را یادآور شویم. سرمایه‌گذاری در ذرات بنیادی و فیزیک هسته‌ای، چه در سطح دانشگاهی و چه در سطح فراتر از آن، سرمایه‌گذاری با سودی قطعی و بالاست. اجازه دهید مثال ملموسی را بیان کنیم. ویروس کرونا جهان را درنوردید و ضررهای اقتصادی هنگفتی به بار آورد؛ از ساده‌ترین فعالیت‌های اقتصادی سالم گرفته تا اولویت‌بندی بودجه‌های کشورها. اما چند کشور سازنده واکسن کرونا به واسطه دستیابی به واکسن نه‌تنها ضررها را جبران خواهند کرد، بلکه با فروش آن پول هنگفتی را هم به دست خواهند آورد. در حقیقت واکسن کرونا زاییده سرمایه‌گذاری سامانمند، اصولی، هوشمندانه و آینده‌پژوهانه در علم بود. فیزیک هسته‌ای و ذرات بنیادی هم‌ چنین است. ساخت یک رادیو‌دارو یا ساخت ابزار پزشکی مبتنی بر سازوکارهای ذرات می‌تواند سودآوری اقتصادی داشته باشد و این کمترین دستاورد ملموس آن است. جهان سیاست مایل است داستان‌ها را شکل دیگری نشان دهد، اما در دنیای امروز علم ابزار کارآمد توسعه است، اگر از آن بهینه استفاده شود و طرحی کلان برای افراد حاضر در اقلیم علمی وجود داشته باشد. مثال ملموس اهمیت مدیریت علمی در سرن است که هزاران پژوهشگر، زن و مرد، از بیش از صد ملیت مختلف در کنار یکدیگر به پژوهش مشغول‌اند و سوددهی علمی و اقتصادی دارند. این داستان معروف را از یاد نبریم که پس از کشف جریان الکتریسیته یا برگردان پارسی آن جریان برقی، وقتی نخست‌وزیر انگلستان درباره کارآمدی آن پرسید، دانشمند کاشف آن پاسخ داد: نگران نباشید عالیجناب، روزی مالیات آن را خواهید گرفت. کوتاه آنکه فیزیک ذرات بنیادی و هسته‌ای سرمایه هستند.
کمی بیشتر درباره ذرات بنیادی و هسته‌ای
فیزیک ذرات بنیادی به زبان ساده مطالعه اجزای سازنده ماده است؛ مطالعه و پرسونش (دقت) در برهم‌کنش میان آنها. شاید از خودتان بپرسید به چه ذراتی، صفت «ذره یا ذرات بنیادی» گفته می‌شود؟ امروزه به برخی ذرات صفت بنیادی را برچسب می‌کنیم، اما در حقیقت «بنیادی»‌بودن صفت یا ویژگی‌ای است که همگام با پیشرفت دانش فیزیک، نزد فیزیک‌دانان تغییر کرده است. در یک نظریه جدید که مدل استاندارد نامیده می‌شود، تلاش بر این است تا تمام پدیده‌های مربوط به ذرات بنیادی بر حسب خواص و برهم‌کنش اندکی از ذرات، متشکل از سه نوع یا سه خانواده مجزا توضیح داد شود و دیسول‌ها یا فرمول‌های ساختارمند برای آن ساخته شود. دو خانواده از ذرات که اسپین نیمه‌صحیح یا یک‌دوم دارند و لپتون‌ها و کوارک‌ها نامیده می‌شوند. یک خانواده متشکل از بوزون‌ها که اسپین یک دارند و بوزون پیمانه‌ای نامیده می‌شوند. همین‌جا کتابی را برای مطالعه بیشتر درباره ذرات بنیادی و داستان بوزون هیگز معرفی می‌کنیم که به‌تازگی در ایران، هم‌زمان با چندین کشور دیگر چاپ شده است: کتاب «چه ‌کسی به ذرات بنیادی می‌اندیشد» نوشته پژوهشگر برجسته سرن، خانم «پولین گنیو» با ترجمه «حسن فتاحی» که انتشارات گوتنبرگ روانه بازار نشر کرده است. به داستان ذرات بازگردیم. بوزون‌های پیمانه‌ای در نقش حامل‌های نیرو ظاهر می‌شوند. باز باید نکته‌ای را درباره بوزون هیگز بگوییم. به‌عنوان یک اصل موضوعه که البته اثبات آزمایشگاهی هم دارد، بوزون هیگز و میدان هیگز مسئول جرم‌دار‌کردن ذرات هستند. فرض بر این است که تمام ذرات مورد بحث در مدل استاندارد یا همان جدول معروف بنیادی‌اند؛ یعنی ساختار درونی یا حالت‌های برانگیخته ندارند. معروف‌ترین ذره بنیادی الکترون از خانواده لپتون‌ها است. برای شرح ساده‌تر این‌طور فرض کنید که الکترون از هیچ ‌چیزی ساخته نشده است؛ مثل گلوله‌ای که از یک فلز ساخته شده؛ اما ذراتی مثل پروتون و نوترون که جرمی هزار‌و 800 برابر جرم الکترون دارند، خودشان از سه ذره بنیادی دیگر به نام کوارک ساخته شده‌اند و بنابراین بنیادی نیستند. الکترون به‌عنوان ذره‌ای بنیادی به واسطه نیروی الکترومغناطیسی، یکی از چهار نیروی شناخته‌شده زاستاری یا طبیعی یا فیزیکی در ساختار اتم مقید است. دومین لپتون بنیادی شناخته‌شده نوترینوی الکترون است. ذره‌ای سبک و به لحاظ بار برقی یا الکتریکی خنثی. نوترینوی الکترون در محصولات واپاشی برخی هسته‌های ناپایدار که واپاشی‌های بتازا نامیده می‌شوند، مشاهده شده است. نیروی مسئول واپاشی بتازای هسته برهم‌کنش ضعیف نامیده می‌شود. گروهی دیگر از ذرات هادرون‌ها نام دارند که می‌توانند شامل ذرات نابنیادی هم باشند. مثال ملموس این خانواده از ذرات نوترون و پروتون است که در اصطلاح یا تَرم‌شناسی علمی نوکلئون نامیده می‌شود. دسته دیگر هادرون‌ها، پایون‌ها یا با تلفظ رایج‌تر آن در ایران، پیون‌ها هستند. پایون‌ها نیز بار برقی یا الکتریکی دارند. اجازه دهید قبل از ادامه‌دادن، این نکته را یادآور شویم که بار برقی را تا جایی که نویسندگان این مقاله می‌دانند، زنده‌یاد استاد «حسابی» ساخته است. پایون‌ها نابنیادی‌اند؛ زیرا خودشان از به‌هم‌پیوستن کوارک‌ها با دیگر نیروی طبیعت که نیروی هسته‌ای قوی یا نیروی برهم‌کنش قوی نام دارد، ساخته شده‌اند. ممکن است این‌طور به نظر آید که اگرچه کوارک‌ها خودشان هنوز به‌ طور مستقیم آشکار نشده‌اند، عجیب به نظر آید؛ اما در حال‌های مقیدشان ظاهر می‌شوند و شواهد قطعی برای پیدایی و وجودشان وجود دارد و دیگر جای هیچ شکی ندارند. علاوه بر سه نیروی الکترومغناطیسی، هسته‌ای قوی و هسته‌ای ضعیف، نیروی چهارم دیگری هم در زاستار یا طبیعت گیتی وجود دارد. نیرویی که همه ما خیلی زود با آن آشنا می‌شویم و داستان افتادن سیب بر سر «نیوتن» بریتانیایی را می‌شنویم. نیروی گرانش یا به تعبیر دقیق‌تر گرانی. نیرو یا برهم‌کنش گرانشی به دلیل تأثیر بسیار اندکش در ذرات چشم‌پوشی‌پذیر است؛ اما یک جا از نظریه گرانشی، وقتی در مقیاس‌های بسیار کوچک صحبت می‌کنیم و حامل‌های نیرو، سروکله آن پیدا می‌شود با ذره‌ای هنوز آشکارنشده با نام گراویتون. مدل استاندارد که انتظار می‌رود در سال‌های پیش‌رو جای خود را به مدل‌های فرااستاندارد بدهد، ریشه این سه نیرو را مشخص می‌کند. در فیزیک کلاسیک برهم‌کنش الکترومغناطیسی با امواج الکترومغناطیسی که به ‌طور پیوسته جذب و نشر می‌شوند، گسیل می‌شود. درحالی‌که این تفسیر برای بزرگ‌مقیاس کارکرد دارد، باید در فاصله‌های بسیار کوتاه ماهیت کوانتومی نیرو مشخص شود. در نظریه کوانتومی برهم‌کنش به طور گسسته‌ای با تبادل فوتون‌ها با اسپین یک که همان حامل‌های نیرو -یا به تعبیر دقیق‌تر بوزون‌های پیمانه‌ای برهم‌کنش الکترومغناطیسی‌اند- گسیل می‌شود. واژه «پیمانه» به این خاطر به کار می‌رود که برهم‌کنش الکترومغناطیسی تقارنی بنیادی دارد که ناوردایی پیمانه‌ای نامیده می‌شود. این خاصیت بین هر سه برهم‌کنش مشترک است. برهم‌کنش‌های ضعیف و قوی نیز بسته به تبادل ذرات با اسپین یک‌اند. برای برهم‌کنش ضعیف ذرات تبادلی یا ذرات میانجی بوزون‌های معروف «بوزون زِد» و «بوزون دبلیو» است. این بوزون‌ها جرم اندکی کمتر از صد برابر پروتون و نوترون دارند. پروتون و نوترون جرم بسیار نزدیک به هم دارند. در فیزیک ذرات بنیادی هم برای خلق و هم کاوش در ساختارهای هادرونی به انرژی‌های بالا از مرتبه میلیون و میلیارد مگاوات نیاز داریم. کمی هم به جهان فیزیک هسته‌ای سر بزنیم. تا اوایل دهه 1900 میلادی یعنی 120 سال قبل، فیزیک‌دانان فکر می‌کردند که درون اتم‌ها کم‌وبیش یک‌ریخت است. الکترون‌ها تنها ذرات کوچک زیراتمی‌ شناخته‌شده، مانند اجسام باردار منفی با بار منفی بودند که در دریایی از ذرات مثبت مشاهده‌پذیر بودند. در سال 1922 میلادی دانشمند متولد نیوزیلند، «ارنست رادرفورد»، کشف کرد که بیشتر جرم اتم در ناحیه کوچکی از مرکز متمرکز شده است. از اینجا بود که فیزیک هسته‌ای متولد شد. امروزه می‌دانیم که یک هسته اتم نوعی فقط چند فمتومتر یعنی یک‌میلیونیم نانومتر است و هسته از دو نوع ذرات سنگین تشکیل شده است. نوترون‌ها که بار برقی خنثی دارند و پروتون‌ها با بار برقی مثبت یک. پیشرفت فیزیک هسته‌ای با ارتباط بین این دو ذره نابنیادی گره خورده است و تبدیل‌های هسته‌ای با پرتوزایی مرتبط است. نخستین مواد یا عناصر پرتوزا در اواخر دهه 1890 میلادی کشف شدند و به‌زودی در جایگاه ابزاری مهم برای یادگیری ساختارهای اتمی بیشتر و منبعی نهفته برای انرژی به کار رفتند. فراروند‌های مواجه‌شده با پرتوزایی طبیعی روی زمین همگی یک ایزوتوپ سنگین ناپایدار را به ذرات سبک‌تر شکافته یا واپاشیده‌اند. فیزیک‌دانان هسته‌ای سه نوع از تابش‌های پرتوزا در ارتباط با پرتوزایی را مشخص کرده‌اند. دو‌تای آنها ذره هستند که به ترتیب نفوذ آلفا و بتا نام دارند، سومی تابش الکترومغناطیسی است که گاما نام دارد. فرایند واپاشی زاستاری یا طبیعی می‌تواند مانند ساخت رادیوسنجی یا رادیومتری با گستره‌ای وسیع از کاربردها باشد. جداسازی یا کمی فنی‌تر بگوییم شکافت مصنوعی عناصر پرتوزای سنگین مانند اورانیوم و پلوتونیوم می‌تواند منبع تولید انرژی باشد و سلاح‌ اتمی یا دقیق‌تر، هسته‌ای. حتی فراروندهای طبیعی مانند گداخت در زمین روی نمی‌دهد؛ اما در پهنه گیتی به وفور وجود دارد. گداخت یا جوش هسته‌ای دلیل درخشش ستارگان است. گداخت نیازمند دما و فشار بسیار زیاد است. برای مثال در قلب خورشید، در جایی که کمتر از یک‌دهم شعاع خورشید است و مرکز یا هسته ستارگان نامیده می‌شود، دما در حدود 27 میلیون درجه فارنهایت یا 15 میلیون درجه سانتی‌گراد است. چگالی هم 160 برابر چگالی آب روی زمین است. در چنین دما و فشاری است که هسته‌های عناصر سبک به هم جوش ‌خورده و با هم گداخته می‌شوند تا عناصر سنگین‌تر مانند هلیوم را پدید آورند. در این واکنش هسته‌ای گداخت انرژی هنگفتی آزاد می‌شود که قیاس‌پذیر با شکافت نیست. انسان هنوز نتوانسته است از انرژی گداخت بهره‌برداری صنعتی کند و محدود به بمب هیدروژنی و واکنشگاه‌های آزمایشی گداخت است؛ اما دیر نیست روزی که گداخت در صنعت رخ بنماید و با خود تغییرات شگرف علمی و سیاسی به همراه آورد.
ذرات بنیادی، هسته‌ای و توسعه علمی کشور
در این بخش می‌خواهیم به نکته مهمی اشاره کنیم که نباید از چشم تصمیم‌گیران سیاست‌های علمی کشور دور بماند و درواقع آن‌چنان حائز اهمیت است که سیاست‌گذاری کشور باید همواره به آن نگاهی ویژه داشته باشد و حتی مدام جایگاهش را به سیاست‌مداران عالی‌رتبه کشور مانند رئیس‌جمهوری یادآور شود. همین امروز که در حال نوشتن این مقاله، آن‌هم در دو گوشه متفاوت جهان هستیم، در وینِ اتریش مذاکرات سیاسی درباره جان‌بخشی دوباره به برجام و بازگشت آمریکا به این پیمان بین‌المللی در جریان است. سیاست و سیاست‌ورزی یک روی سکه است. روی دیگر آن بحث بر سر راستا و بزرگای دستاوردهای هسته‌ای ایران است. در واقع دانش هسته‌ای که از دل آن صنعت هسته‌ای زاده شده و با ذرات بنیادی هم‌پوشانی بسیاری دارد، می‌تواند به توسعه علمی ایران یا هر کشور دیگری کمک کند. در اینجا واژه «توسعه» را به معنای دقیق آن و آن‌طور که پژوهشگران اقتصادِ توسعه و جامعه‌شناسانِ توسعه به کار می‌برند، استفاده نمی‌کنیم؛ بلکه به معنای عام آن همان‌طور که مردم عادی و سیاست‌پیشگان استفاده می‌کنند، استفاده می‌کنیم و تأکید داریم که سرمایه‌گذاری درست در دانش ذرات بنیادی و هسته‌ای ‌منجر به توسعه علمی کشور می‌شود. این دو شاخه علمی چند ویژگی خوب دارند. نخست اینکه پژوهشی بین‌المللی هستند و ایران می‌تواند با عضویت در پژوهش‌های بین‌المللی تبادل علمی و صنعتی با جهان پیشرفته داشته باشد. به دو نمونه اشاره می‌کنیم: سرن و ایتر. سرن بزرگ‌ترین آزمایشگاه پژوهش‌های ذرات بنیادی است و بیش از صد کشور جهان در آن مشارکت دارند. سرن صرفا یک آزمایشگاه بزرگ نیست؛ بلکه جایی برای پیشرفت فناوری در مرزهای علم است، جایی برای بازآموزی، کارآموزی و دانش‌آموختگی نیروهای تخصصی یک کشور در آنجاست و جایی برای مشارکت‌های صنعتی در ساخت و تولید فناوری. ایتر هم چنین است. ایتر درواقع بزرگ‌ترین واکنشگاه یا رآکتور گداخت هسته‌ای در جهان است که در کشور فرانسه تأسیس شده است. امروزه سرمایه‌گذاری روی گداخت هسته‌ای به معنای واقعی کلمه تضمین آینده انرژی کشور است. آینده انرژی جهان در دالان درخشان فیزیک هسته‌ای و ذرات بنیادی عبور می‌کند. ناگفته پیداست سوخت‌های فسیلی در زمانی نه‌چندان دور از گردونه رقابت‌ها حذف خواهند شد. نفت یا خریدار نخواهد داشت یا مقرون‌به‌صرفه نخواهد بود. انرژی آینده بشر در دل گداخت هسته‌ای و انرژی‌های خورشیدی و باد نهفته است. خورشید و باد هرچند پاک و وافرند، بازده به‌مراتب کمتری نسبت به بازده گداخت دارند؛ بنابراین خردمندی در سرمایه‌گذاری علمی و صنعتی و انسانی در جهان هسته‌ای و جهان ذرات بنیادی است. کوتاه سخن اینکه برخی دانش‌ها می‌توانند به رشد و پیشرفت ایران کمک شایانی کنند و اگر سیاست‌گذاری‌های درستی با تنوعی از کشورهای پیشرفته صورت گیرد، می‌تواند منجر به توسعه به معنای دقیق آن بشود.
درباره نویسندگان
هر دو نویسنده این کتاب خوب دانشگاهی یونانی هستند. یونان امروز اگرچه در علم و اقتصاد قدرتمند نیست و با کشورهایی نظیر آلمان و انگلستان قیاس‌پذیر نیست، ریشه‌های تمدنی‌اش کماکان درخت علم را در آن کشور باستانی پرمیوه نگه داشته‌اند. جهانِ علم مدیون و وامدار یونان است. یونان یکی از مهدهای تمدن و یکی از خاستگاه‌های فلسفه و علم است. یونان امپراتوری بزرگی بوده است و چندین سده پیشتازی را تجربه کرده است؛ همچنان که ایران. این کتاب دو نویسنده فیزیک‌دان دارد. یکی استادتمام دانشگاه شناخته‌شده ارسطو در تسالونیکی، آقای «چارالامپوس موستاکیدیس» است که زمینه پژوهشی‌اش فیزیک هسته‌ای نظری و اخترفیزیک هسته‌ای است. او تاکنون بیش از 55 مقاله علمی خوب منتشر کرده است و این اثر نخستین کتاب او به زبان انگلیسی است. نویسنده دیگر «جان (شاید با تلفظ یان) دمتریوس ورگادوس» است که در دانشگاه یونانی معروف ایونیا به پژوهش فیزیک می‌پردازد. او علاوه بر این اثر کتاب دیگری هم با عنوان فراتر از مدل استاندارد دارد و در کارنامه علمی‌اش مقاله‌های چشمگیری دیده می‌شود. نکته جالب درباره هر دو فیزیک‌دان نام دانشگاه‌هایی است که مشغول به کارند. هر دو نام برگرفته از تمدن یونان و دانشمند نام‌بُردار یونانی است. پایان سخن اینکه دانشگاه ارسطو تقریبا 10 سال زودتر از دانشگاه تهران در ایران تأسیس شده است.شرق.* عضو هیئت‌ تحریریه فصلنامه نقد کتاب علوم محض و کاربردی   زهرا قربانی‌مقدم. پژوهشگر فیزیک ذرات بنیادی تجربی در سرن

همه ميخواهند پزشک شوند

رضا ماه‌منظر

آخرین جمعه از نخستین ماه امسال (16 آوریل مصادف با 27 فروردین) روز جهانی زیست‌شناسی نام‌گذاری شده است؛ دانشی پرکاربرد که قدمت آن تقریبا با نخستین نشانه‌ها از حضور بشر متمدن در این سیاره برابری می‌کند. زیست‌شناسی (Biology) یک واژه یونانی است و در اصلاح به معنای شناخت زندگی (موجود زنده) است. اما در عمل به کمک علوم شیمی و فیزیک، به جهان مولکول‌ها نیز ورود می‌کند و میان‌رشته‌ای‌های جذابی همچون بیوشیمی و بیوفیزیک از دل آن متولد می‌شود. می‌توان گفت اگر کاربرد معادلات ریاضی در فیزیک پدیدار می‌شود و زیبایی‌های شیمی ریشه در فیزیک ذرات ریزاتمی دارد، زیست‌شناسی نیز تجسم عینی و ملموس از فیزیک، شیمی و حتی ریاضی است و به‌هیچ‌وجه جدا از آنها نیست. اما افسوس که این دیدگاه در مدارس، دانشگاه‌ها و حتی در میان مردم ایران جایی ندارد. مشکل از کجاست؟ با یک پرسش ساده در میان نوجوانان درمی‌یابیم که هدف از ورود به رشته تجربی، قبولی در رشته پزشکی است و از کودکی بسیاری تنها پزشکی را دوست دارند! گیاه‌شناسی، حشره‌شناسی، میکروبیولوژی، بیوشیمی و بیوفیزیک و حتی ویروس‌شناسی که بحران جهانی دو سال اخیر بوده، تقریبا هیچ جایگاه مشخصی در ذهن دانش‌آموزان ندارد و تعداد انگشت‌شماری از آینده‌سازان فردای این سرزمین به جنبه‌های دیگر زیست‌شناسی -به‌جز مباحث مرتبط با پزشکی- توجه نشان می‌دهند. این تفکر اشتباه که پزشکی تنها دلیل ورود به شاخه تجربی است و مدارس موفقیت خود را در گرو قبولی دانش‌آموزان در رشته پزشکی و دندان‌پزشکی می‌بینند، صدمات جبران‌ناپذیری را به اقتصاد کشور در بلندمدت می‌زند. این موضوع در میان دانشجویان کم‌رنگ‌تر است، اما به‌وضوح می‌توان دید طیف وسیعی از پایان‌نامه‌ها در حوزه سرطان و پزشکی تعریف شده است. می‌توان یکی از سرنخ‌های این مشکل را در فعالیت مروجین علم در حوزه زیست‌شناسی جست‌وجو کرد. روزهای نخست آشنایی با علم برای کودکان در مدارس و حتی ذهنیت والدین نسبت به نیاز جامعه به زیست‌شناسی، بسیار تأثیرگذار است. امروزه در کشورهای توسعه‌یافته این مهم بر دوش مروجین علم است؛ استادان و افراد مطلع در هر شاخه علمی که وظیفه ساده‌سازی علم برای عموم مردم را بر عهده دارند. در رسانه‌ها، سیاست‌گذاران کلان آموزشی، مؤسسات استعدادیابی و حتی در میان سیاست‌مداران و دولتمردان با هدف جهت‌دهی به افکار عمومی، می‌توان نیاز به حضور مروجین علم در همه شاخه‌ها را جست‌وجو کرد. برای مثال رئیس‌جمهور و هیئت دولت برای تصمیم‌گیری درست در مواجهه با ویروس کرونا، به یک ویروس‌شناس نیاز دارند که بتواند راحت و ساده و به دور از اصطلاحات پیچیده صحبت کند. در دهه‌های گذشته و تا پیش از رشد رسانه‌های مجازی، ارتباط استادان طراز‌اول و شناخته‌شده با رادیو و تلویزیون‌ و روزنامه‌ها اهداف ترویج علمی را تا حدودی تأمین می‌کرد. برای مثال آموزش به والدین برای تربیت کودکانی که بر اساس علاقه درونی خود و همچنین نیاز جامعه، شاخه تحصیلی و مسیر زندگی خود را انتخاب کنند از رسالت‌های مروجین علم بوده و هست. با پیشرفت فناوری ارتباطات و به‌خصوص ورود فضای مجازی به زندگی روزمره و افزایش حجم اطلاعات، نیاز روزافزون به مروجین علم نیز در قالب‌های نوین افزایش یافته است. اما صدافسوس که در کشور ایران، با وجود دانشمندان بزرگ و پیشینه‌های علم‌دوستی و تفکر علمی در فرهنگ باستانی‌مان، امروزه ترویج علم به‌عنوان یک فعالیت جنبی و لوکس در نظر گرفته می‌شود. می‌توان گفت هدف از نام‌گذاری مناسبت‌هایی در تقویم جهانی و ملی همچون «روز جهانی زیست‌شناسی» و «زمین‌شناسی»، «روز جهانی علوم آزمایشگاهی» و حتی «علم در خدمت صلح و توسعه»، بهانه‌ای است تا ضمن قدردانی از فعالان مختلف در این شاخه‌ها، عموم مردم را نیز با جنبه‌های مختلف علم و کاربرد صنعتی آن آشنا کنیم. در کشورهای توسعه‌یافته، در مناسبت‌هایی همچون روز جهانی زیست‌شناسی، گروه‌های مختلف آکادمیک و غیرآکادمیک ضمن قدردانی از همکاران خود، به هر شکل ممکن در فضای مجازی یا حضوری به جنبه‌های زیبای این شاخه از علم پرداخته و آن را به عموم مردم معرفی می‌کنند. چرا در کشور ما تنها به یک تبریک ساده در فضای مجازی بسنده کنیم؟ چرا تعداد وبینارهای رایگان آموزشی، از تعداد انگشتان یک دست فراتر نرود؟ کمااینکه همان‌ها نیز برای مخاطبان دانشگاهی بوده است. در روز جهانی نجوم که هرساله در اواسط بهار جشن گرفته می‌شود، نزدیک به صد برنامه مختلف به‌صورت مجازی و حضوری با انواع ابزارهای رصدی در میان مردم برگزار می‌شود. اما با گذشت چندین دهه از بزرگداشت روز جهانی زیست‌شناسی، حتی یک نمایشگاه عمومی داوطلبانه با هدف آموزش رایگان و -نه صرفا برای درآمدزایی و بازاریابی- برگزار نمی‌شود تا دانش‌آموزان و دانشجویان با شاخه‌ها و کاربردهای متنوع زیست‌شناسی آشنا شوند؟ درحالی‌که دانشجویان در دانشگاه‌های معتبر جهان با الهام از طبیعت به مهندسی می‌پردازند و برای مثال از بال پرندگان و حشرات در سامانه‌های پروازی بهره می‌برند یا از چسبندگی میکروب‌ها به سطوح، قوی‌ترین چسب‌های صنعتی را تولید می‌کنند؛ هنوز در مدارس ما رقابت بر سر قبولی در رشته پزشکی و دندان‌پزشکی است! این موضوع را در کنار این مهم قرار دهید که افراد بسیاری چند ترم بعد از قبولی در وزارت بهداشت، از پزشکی انصراف می‌دهند؛ چراکه به آن علاقه‌ای ندارند و نمی‌توانند ادامه دهند! می‌توان گفت معلمان، خانواده‌ها و پیش از آنها مروجین علم، ذهنیت درست و واضحی را از رشته تحصیلی ترسیم نکرده‌اند. هزینه‌های کلانی که خانواده‌ها برای قبولی بالاجبار فرزندانشان در رشته پزشکی متحمل می‌شوند یا هزینه‌ای که دولت برای دانشجویان پزشکی صرف می‌کند و درصد قابل‌توجهی پس از چند ترم از این رشته‌ها انصراف می‌دهند، می‌تواند صرف خدمات آموزشی در مناطق محروم شود. دانش‌آموزان بسیار بااستعداد و توانمندی در دورافتاده‌ترین نقاط کشور همچون سیستان‌و‌بلوچستان وجود دارند که متأسفانه به دلیل فقر و نیاز شدید مالی در بزرگسالی به مشاغل پرخطر روی می‌آورند. اما یک فعالیت عمومی ساده در شهرها و روستاها می‌تواند زمینه‌ساز انتخاب درست و جهت‌دهی به فکر و مسیر شغلی کودکان بسیاری شود. کودکان مناطق محروم تصویر بهتری از آینده شغلی‌شان در ذهن خود ترسیم کنند و به رفع نیازهای شهر و روستای خود بپردازند. مروجین علم حتی می‌توانند در سیستم روزمره صنعت تأثیرگذار باشند. برای مثال می‌توان به کمک رسانه‌ها یا برنامه‌های آموزشی مجازی رایگان و به زبان بسیار ساده، باغ‌داران و کشاورزان را با فواید برخی حشرات و برخی قارچ‌ها در دفع آفات و افزایش بهره‌وری محصولات آشنا کرد. اما رسانه‌های در دسترسی همچون اینستاگرام و...، که می‌توانند به‌سادگی تأثیرات مثبتی را در جامعه رقم بزنند، کاربردشان محدود به زندگی روزمره، تبلیغات و گاه تبریک مناسبت‌هایی همچون روز جهانی زیست‌شناسی شده است و نه بیشتر! شرق

فضا چگونه آلوده شد؟

ترجمه: عبدالله مصطفایی

اخیرا در خبرها آمده بود که چین یک فضاپیما برای نمونه‌برداری از سطح و عمق ماه به فضا فرستاده است. انجام موفقیت‌آمیز این مأموریت‌ها برای کشورها و اهالی آنها غرورآفرین است. آقای «ایلان ماسک» نیز همه‌جا از برنامه‌هایش برای ارسال صدها و هزاران فضاپیما به سیارات دیگر صحبت می‌کند. ولی طرفداران محیط زیست با عینک خود به مسائل می‌نگرند و همواره نگران اثرات این مأموریت‌ها بر درون جو و برون آن هستند. واضح و مبرهن است که این رفت‌وبرگشت فضاپیماها و ماهواره‌ها باعث تولید زباله‌های فضایی خواهد شد. اگر در ویکی‌پدیا سری به مبحث زباله‌های فضایی بزنید، خواهید دید که آنها چیزهای گوناگون ساخته دست انسان هستند که در مدار زمین در‌حال گردش‌اند اما دیگر کارایی ندارند. زباله فضایی درواقع بقایای فعالیت بشر در فضا است، از قطعات سفینه‌ها گرفته تا قسمت‌هایی از سفینه که در مراحل مختلف مأموریت فضایی از آن جدا می‌شوند یا هر چیز دیگری که در مدار زمین رها شده و دیگر کاربردی ندارد. ناسا در سال ۲۰۱۱، گزارش کرد که میزان این زباله‌های فضایی به نحو تصاعدی افزایش یافته و به مرز بحران رسیده است. تا جایی که پروفسور «ویتالی آدوشکین» استاد آکادمی علوم روسیه می‌گوید: «زباله‌های فضایی، به‌خصوص زباله‌های به‌جامانده از ماهواره‌های نظامی، می‌تواند باعث تنش سیاسی و نظامی بین کشورهای حاضر در فضا شود». او در ادامه می‌افزاید: «کشوری که مالک ماهواره آسیب‌دیده و تخریب‌شده است، به‌زحمت بتواند عامل اصلی این برخورد را به‌سرعت شناسایی کند. این یک مسئله سیاسی خطرناک است». به‌علاوه در‌حال‌حاضر نیز سازمان‌های فضایی آمریکا و روسیه بیش از ۲۳ هزار قطعه بزرگ‌تر از 10 سانتی‌متر را در فضا زیر نظر دارند‌ اما گفته می‌شود نیم‌میلیارد ذره کوچک‌تر از 10 سانتی‌متر و تریلیون‌ها ذره کوچک‌تر در فضای اطراف زمین در گردش‌اند. میزان زباله‌های فضایی در مدارهای پایین در نیم‌قرن اخیر به میران چشمگیری افزایش یافته و درصورتی‌که این زباله‌ها پاک نشوند، برخورد «زنجیره‌ای» این قطعات سرگردان با همدیگر، ذراتی کوچک‌تر و متعددتر ایجاد خواهد کرد. گویی ادبیات جدیدی در‌حال شکل گرفتن است و حال باید دید که آیا در فضا فقط این آلاینده‌ها وجود دارند یا آلاینده‌های حاصل از سوخت هیدروکربنی یا سوخت جامد موشک‌ها نیز مشکل‌آفرین هستند. این مقاله سعی دارد با نگاهی جدید به این مسائل و چالش‌های آنها در آینده بپردازد.

صنعت فضایی در حال رشد و نوآوری است به‌نحوی‌که این رشد نسبت به روزهای فرود بر ماه بی‌سابقه است. 50 سال پیش، تقریبا هر‌آنچه در ارتباط با فضا بود، پروژه‌ای تحت حمایت دولت به‌شمار می‌رفت‌ اما در فضای قرن بیست‌ویکم، سرمایه‌گذاری روی وسایل پرتاب و ماهواره اغلب ناشی از سرمایه‌گذاری‌های مهم شرکت‌ها یا نهایتا مشارکت دولتی و خصوصی است. هرچند صنعت فضایی در جهان از تکیه ‌بر دولت منصرف نشده است، ولی به‌طور فزاینده‌ای مانند صنعت هواپیمایی فعالیت می‌کند. مشخصه آن نیز قابلیت استفاده مجدد از تجهیزات و سفینه‌ها، ردیابی منظم پروازها و تولید انبوه فضاپیماها و وسایل پرتاب است. تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند که سهم صنعت فضا در تولید ناخالص داخلی جهانی تا سال 2040 می‌تواند از آستانه یک درصد عبور کند؛ یعنی ما می‌توانیم سناریوهایی برای آینده بسازیم که صنایع فضایی و هواپیمایی دارای نفوذ اقتصادی قابل‌توجهی باشند. از زمان جنگ دوم جهانی تاکنون بسیاری از تحولات قابل‌توجه در زمینه هواپیما و نیروی محرکه هواپیما در خصوص نگرانی‌های ناشی از توسعه پایدار، عمدتا بر انتشار آلودگی از موتورهای جت متمرکز بوده‌اند. موتورهای جت مدرن نسبت به موتورهای 50 سال پیش آلاینده‌های دوده و آلاینده‌های گازی بسیار کمتری منتشر می‌کنند. فشار برای کاهش انتشار آلودگی برای صنعت هوانوردی خوب بوده است زیرا تعدیل احتراق توربین تا حصول به حداکثر راندمان نظری از مزایای کاهش مصرف سوخت بوده است که این یعنی خبری خوب برای خطوط هوایی و خوب‌تر برای زمین. البته در توسعه سیستم‌های فضایی هیچ‌گاه توجه به توسعه پایدار، یک دغدغه نبوده است. این در حالی است که درست مثل پسرعموهای موتور جت آنها، موتورهای موشکی نیز گازها و ذرات مختلفی را در جو منتشر می‌کنند که می‌تواند عواقب منطقه‌ای و حتی جهانی را به همراه داشته باشد. در اینجاست که با مقایسه مصرف سوخت جت و موشک با روشی بیش از حد ساده‌انگارانه، اثرات زیست‌محیطی سیستم‌های موشکی معمولا نادیده گرفته می‌شود. این استدلال بدین شرح است: موشک‌ها هر‌سال فقط یک‌دهم درصد سوختی را که هواپیماها می‌سوزانند، مصرف می‌کنند و بنابراین تنها مسئول یک‌دهم درصد از مشکل آلایندگی هوا هستند. اما این یک مورد برابری کاذب است. درک دقیق هر مرحله از پرواز فضایی نشان می‌دهد که انتشار ناشی از سامانه‌های فضایی می‌تواند از راه‌های کاملا متفاوتی بر جو تأثیر بگذارد که در برخی موارد بزرگ‌تر از انتشار ناشی از صنعت هواپیمایی است. ضمنا برخلاف انتشار ناشی از هواپیماها، لایه‌های مختلف جو انتشار گازهای گلخانه‌ای صنعت فضایی را درک می‌کنند. درحالی‌که انتشار هواپیماهای جت در تروپوسفر به‌ علت بارندگی به‌سرعت به سطح زمین شسته می‌شود، انتشار موشک در استراتوسفر فقط به آرامی پاک می‌شود. به‌علاوه انتشار گازها در استراتوسفر سال‌به‌سال جمع می‌شود و از مجموع پرتاب‌ها و ورود مجدد سفینه‌ها به زمین طی چهار یا پنج سال، آلودگی‌ها اضافه می‌شود. درواقع، لایه شکننده ازن در استراتوسفر، در نزدیکی محل تجمع انتشار آلودگی موشک‌ها قرار دارد. چشم‌انداز سفر به فضا هرگز تا به این حد هیجان‌انگیز نبوده است. پیشرفت‌های صنعت فضا، ازجمله ماهواره‌های کوچک، مگافلک‌های مدار پایین زمین، پیشرانه‌های جدید موشکی و استخراج منابع از ماه، رشد فضای جدید را در قرن بیست‌ویکم ایجاب می‌کنند. انتظارات زیادی وجود دارد که این تحولات باعث شوند که آرزوی دیرینه بشر محقق شود؛ یعنی سفرهای فضایی به اندازه سفرهای هوایی معمول شود. اما آیا این فناوری‌های فضایی جدید در مسیر توسعه پایدار قرار دارند؟

انتشار گاز از راکت‌ها

خروجی موتور موشک مانند اگزوز جت، اکثرا حاوی دی‌اکسید‌کربن و بخار آب است و تأثیرات جهانی این انتشارات به‌خوبی درک می‌شود. دی‌اکسید‌کربن ساطع‌شده در هر ارتفاعی یک گاز گلخانه‌ای «طولانی‌مدت» است که به بار گازهای گلخانه‌ای جوی می‌افزاید. بخار آب یک گاز گلخانه‌ای «کوتاه‌مدت» است. تأثیرات جهانی این اجزای خروجی از اگزوز موشک اندک است؛ یعنی کسری از درصد تأثیرات جهانی دی‌اکسید‌کربن و بخار آب خروجی از هواپیماها محسوب می‌شوند. حتی اگر اجزای اصلی اگزوز موتور موشک هیچ تأثیر درخور‌‌توجهی در سطح جهانی نداشته باشند، ولی برخی از اجزای خاص نیاز به بررسی دقیق‌تر دارند. ماده اکسیدکننده در موتور موشک سوخت جامد (SRM) یعنی پرکلرات آمونیوم، حاوی کلر است که جدی‌ترین تهدید برای ازن در استراتوسفر است. نمونه‌گیری مستقیم ستون از 20 سال پیش توسط هواپیماهای ناسا نشان داده که ستون‌های SRM «سوراخ‌های کوچک» ازن را ایجاد می‌کنند که پس از پرتاب برای چندین روز ادامه دارد. با این وجود ترکیبات مملو از کلر در استراتوسفر جهانی، ناپدید می‌شوند و مقدار کل کلر ساطع‌شده توسط SRMها هر‌ساله در مقایسه با کلر آزادشده توسط کلروفلوروکربن‌های مشهور، مقداری کوچک با ماندگاری کوتاه‌مدت است. بر این اساس کلر حاصل از SRM به احتمال زیاد تهدیدی جدی برای لایه ازن نیست. دانشمندان به‌خوبی می‌دانند که چگونه گازهای دی‌اکسید‌کربن، بخار آب و کلر خروجی از موشک‌ها بر آب‌وهوا و لایه ازن تأثیر می‌گذارند. همه این تحقیقات نشان می‌دهد که این تأثیرات در مقایسه با سایر منابع آلودگی ناچیز است. حتی اگر این میزان انتشار به هر مقدار افزایش یابد، تأثیرات آن اندک خواهد بود. با‌این‌حال اجزای دیگری در اگزوز موشک وجود دارد که می‌تواند درخور توجه باشد: ذرات دوده (کربن سیاه) و آلومینا (Al2O‌3).

انتشار ذرات

شهرت راکت‌ها در این است که ستون‌های خروجی از اگزوز درخشانی را به نمایش می‌گذارند. «شعله» موتور موشکی با سوخت هیدروکربنی بیشتر ناشی از درخشش رشته‌ای ذرات دوده است که در ستون داغ اکسیده می‌شوند. مکانیسم تولید دوده در موتورهای موشکی پیچیده است و به‌خوبی قابل درک نیست. دوده در محفظه‌های احتراق غنی از سوخت، در دیواره‌های نازل خنک‌کننده سوخت و ژنراتورهای توربوپمپ تشکیل می‌شود و تا حدی در توده‌های گرم مصرف می‌شود. موتورهای جت هیچ‌یک از این پیچیدگی‌ها را ندارند و در مقایسه با موتور راکت بسیار تمیز می‌سوزند. برخی از انواع موتورهای موشکی با سوخت هیدروکربنی صدها برابر بیشتر از پسرعموهای موتور جت خود دوده به ازای هر کیلوگرم سوخت مصرف‌شده منتشر می‌کنند. قابل ذکر است که جت‌ها فقط گاهی در استراتوسفر پرواز می‌کنند ولی موشک‌ها در هر پرتاب به آنجا پرواز می‌کنند. نگرانی از دوده در استراتوسفر ناشی از چیست؟ دوده کربن سیاه (BC) شدیدا نور خورشید را جذب می‌کند. انرژی جذب‌شده به هوای اطراف منتقل می‌شود؛ به‌ نحوی ‌که این کربن سیاه به‌عنوان منبع گرما عمل کرده و استراتوسفر را گرم کند و این امر می‌تواند گردش اتمسفر جهان را کمی تغییر دهد. از آنجا که غلظت ازن با دما تناسب عکس دارد، یک استراتوسفر گرم‌تر برابر است با از‌بین‌رفتن لایه ازن. آیا این کربن سیاه که توسط ناوگان جهانی موشک‌ها ساطع می‌شود، آن‌قدر زیاد است که بتواند تأثیر درخور ‌توجهی در جو جهانی بگذارد؟ ما هنوز این را نمی‌دانیم چون مدل‌های آب‌وهوایی مورد نیاز اکنون فقط مونتاژ می‌شوند. انتشار دوده کربن سیاه توسط موشک‌های با سوخت هیدروکربنی و تأثیرات جهانی آن همچنان یک معماست. ستون‌های خروجی از موتور موشک‌های سوخت جامد (SRM) حتی درخشان‌تر از انواع سوخت‌های هیدروکربنی هستند. قطرات گرم آلومینای سفید که از نازل خارج می‌شوند، منبع ایجاد شعله SRM هستند. به همراه انتشار گاز کلر، ستون‌های SRM نیز پخش شده و در نهایت با جو جهانی مخلوط می‌شوند و این باعث شده تا ذرات آلومینای موشک در نمونه‌های تصادفی هوای استراتوسفر از استوا گرفته تا قطب پیدا شوند. در دهه 1990، محققان کشف کردند که چگونه واکنش‌های شیمیایی تخریب‌کننده ازن در سطح ذرات آلومینای SRM رخ می‌دهد، اما اهمیت آلومینا به‌عنوان منبع تخریب ازن مشخص نیست. البته SRM گاز کلر تخریب‌کننده ازن را نیز ساطع می‌کند و ماهیت دوطرفه کاهش ازن SRM همچنان به‌خوبی توصیف نشده است. ارزیابی سازمان جهانی هواشناسی (WMO) در سال 2018 روی لایه ازن وجود شکاف‌های گسترده دانش را تأیید کرد و ضمنا خاطرنشان کرد که تحقیقات بیشتر «موجه» است. SRMهای شاتل فضایی بزرگ‌ترین هواپیما‌های پرواز داده‌شده تاکنون بوده‌اند و اغلب به اشتباه تصور می‌شود که با بازنشستگی شاتل‌های فضایی، استفاده از موشک‌های بزرگ سوخت جامد پایان یافته است. در حقیقت،

 SRMها در‌حال پیدا‌کردن برنامه‌های کاربردی برای پرتاب‌های جدید در سراسر کره زمین هستند. SRMهای با قطر 144 اینچی Launch System Space عظیم‌ترین پروازهای انجام‌شده تاکنون است. حتی یک SLS 156 اینچی کشور چین که برای اولین‌بار در سال 2025 برنامه‌ریزی شده، در هاله‌ای از ابهام است. SRMها یک خطر در‌حال رشد و کمتر‌شناخته‌شده برای ازن استراتوسفر هستند.

فقط مرحله پرتاب مهم نیست

برخلاف بسیاری از داستان‌های رسانه‌ای درباره تماشایی‌بودن ورود مواد ناخواسته فضایی، این مواد ناخواسته فضایی که به زمین بازمی‌گردند، هنگام ورود مجدد «ناپدید نمی‌شوند»؛ برخی از قسمت‌های فضاپیماهای متروک، حین ورود مجدد سالم مانده و به سطح زمین می‌رسند. با‌این‌حال، بیشتر جرم واردشده به دلیل حرارت زیاد تبدیل به یک گاز داغ می‌شود که به‌سرعت متراکم شده و به‌صورت ابری از ذرات کوچک درمی‌آید. بنابراین، مانند مرحله پرتاب، توده‌های روشن به معنای تولید ذرات هستند. برخلاف ساده‌بودن ذرات شیمیایی در مرحله پرتاب، ذرات ناخواسته واردشده از فضا یک مجموعه از انواع ترکیبات شیمیایی پیچیده خواهد بود. ذرات ناشی از تبخیر مخازن سوخت، رایانه‌ها، صفحات خورشیدی و سایر مواد عجیب و غریب در ارتفاع 85 کیلومتری تشکیل می‌شوند و سپس به سمت پایین حرکت می‌کنند و در استراتوسفر همراه با دوده و آلومینای ناشی از مرحله پرتاب تجمع می‌یابند. این نشان می‌دهد که آلودگی‌های ناشی از مرحله بازگشت به اندازه مرحله پرتاب مهم هستند. علاقه‌مندان می‌توانند درباره زائدات باقی‌مانده از ماهواره‌ها به مقاله «جارویی برای زباله‌های فضایی» روزنامه «شرق» مورخ 5/4/1399 مراجعه کنند. در سیستم در‌حال رشد ماهواره‌های LEO، از تبدیل‌شدن به بخار حین ورود مجدد به‌عنوان مکانیسم دفع و مرحله پایانی زندگی ماهواره استفاده می‌شود. پس از استقرار این ماهواره‌ها، سالانه صدها تن ماهواره غیرفعال برای دفع «آورده» می‌شوند که بیشتر این جرم در جو میانی به ذرات تبدیل می‌شود. اطلاعات کمی درباره تولید گرد و غبار حین ورود مجدد، میکروفیزیک ذرات و اینکه چگونه گرد و غبار ورودی می‌تواند بر آب‌وهوا و ازن تأثیر بگذارد، شناخته شده است.

فضا، همخوان با توسعه پایدار

فضا وارد مرحله رشد شده است و یادآور روزهای اولیه هواپیمایی است. هنگامی که یک فناوری در اقتصاد بازار تبدیل به امری عادی می‌شود، هیچ محدودیتی برای کاربردهای جدید بالقوه وجود ندارد. صنعت فضایی مانند برادر بزرگ‌تر خود یعنی صنعت هواپیمایی، در سیستم‌های پیشرانه، گازها و ذرات را در جو منتشر می‌کند؛ اما مقایسه بین انتشار آلاینده‌های صنعت هواپیمایی و صنعت فضایی باید راه‌های بسیار متفاوتی را که این دو صنعت بر جو زمین تأثیر می‌گذارند، نشان دهد. برای هر آینده پیش‌بینی‌پذیری مشخص است که انتشار دی‌اکسید کربن از موتورهای جت بسیار بیشتر از انتشار دی‌اکسید کربن از موتور موشک‌ها خواهد بود. این امر در محاسبات خیرخواهانه اما نادرست «ردپای کربن» برای فضا منعکس شده است؛ اما دی‌اکسید کربن آلاینده‌ای نیست که باید برای جلوگیری از آلودگی فضا مورد اقدام قرار گیرد. ذرات ساطع‌شده از پرتاب موشک و ورود مجدد بقایای فضایی باعث تغییرات بسیار بزرگ‌تری در شیمی جوی، پویایی و تابش نسبت به دی‌اکسید کربن منتشرشده از موشک‌ها می‌شود. این به آن معنی است که برای صنعت فضایی، «رد‌پای کربن» داستان پیچیده‌ای است که هنوز به‌درستی تعریف نشده است. بحث و جدل اخیر درباره روشنایی ماهواره‌های LEO نشان می‌دهد که چگونه توسعه پایدار برای تبدیل‌شدن به یک جنبه اساسی در توسعه سیستم‌های فضایی لازم است. اگر اثرات زیست‌محیطی هر مرحله از چرخه حیات یک سیستم زودتر از موعد ارزیابی شود، تضمین استفاده بلامانع از سیستم‌های فضایی آسان‌تر خواهد بود. باید توجه داشت که نگرانی‌های زیست‌محیطی که پس از استقرار ظاهر می‌شوند، باعث تشویق وضع مقررات جدید می‌شوند. این در حالی است که تجزیه و تحلیل کامل موضوع قبل از استقرار، این سیستم را در برابر وضع مقررات واکسینه می‌کند. از قضا، فقط فضا می‌تواند چشم‌انداز جهانی مورد نیاز برای مدیریت و سرپرستی بشریت بر زمین را فراهم کند. دیدگاه آپولو-8 درباره زمین با آغاز فعالیت‌ها درباره محیط زیست جهانی همراه بوده است. هنوز دانش صنعت فضایی برای پاسخ‌گویی به سؤالات اساسی درباره تأثیرات جهانی انتشار گازهای گلخانه‌ای و توسعه پایدار فضا بسیار ضعیف است. صنعت فضایی درباره تأثیرات زیست‌محیطی، کارهای زیادی برای انجام دارد. مطابق صنعت حمل‌ونقل هوایی، صنعت فضایی نیز نیازمند یک برنامه علمی مناسب شامل اندازه‌گیری توده‌ها و ستون‌های آلاینده‌های ناشی از پرتاب و ورود مجدد سفینه‌ها، مدل‌سازی دقیق توده‌ها از انتشار آلاینده‌های تازه حین اختلاط با جو جهان و اندازه‌گیری آزمایشگاهی میکروفیزیک انواع ذرات مختلف تولیدشده از زمان پرتاب تا ورود مجدد است. این تلاش باید از یک مشارکت دولتی و تجاری حاصل شود. صنعت فضایی آماده است تا به بخشی مهم‌تر از اقتصاد جهانی تبدیل شود. البته زمانی که توسعه پایدار به یک هدف مشترک در کل اقتصاد تبدیل شده باشد، صنعت فضایی همخوان با توسعه پایدار چگونه خواهد بود؟ تهدیدهای نظارتی برای توسعه فضا در آینده چیست؟ ما اکنون پاسخ این سؤالات را نمی‌دانیم؛ مگر زمانی که یک برنامه همخوان با توسعه پایدار در زمینه تحقیقات علمی درباره انتشار گازهای آلاینده در صنعت فضا با هماهنگی همگانی در سطح جهان انجام شود 

ایده جدید: استفاده از چوب در تجهیزات

خبر فوق به‌تازگی در سایت www.zmscience.com قرار گرفته است. در نگاه اول قرار‌دادن چوب در فضا ایده خوبی به نظر نمی‌رسد؛ اما این دقیقا همان کاری است که شرکت ژاپنی Sumitomo Forestry و دانشگاه کیوتو قصد انجام آن را دارند. آنها به دنبال راه‌هایی برای گنجاندن چوب در ماهواره‌ها به‌ویژه به‌عنوان جعبه‌ای برای اجزای دیگر هستند. چوب این مزیت را دارد که به‌طور بالقوه به هیچ پیچ‌و‌مهره‌ای احتیاج ندارد و اگر بتوان آن را برای مقاومت در برابر شرایط شدید فضای بیرونی آماده کرد، می‌تواند گزینه خوبی باشد. این فقط یك مفهوم زیست‌محیطی نیست؛ چون چوب دارای مزایایی در مقایسه با سایر مواد است. برای مثال امواج الکترومغناطیسی یا میدان مغناطیسی زمین را مسدود نمی‌کند؛ یعنی به‌هیچ‌وجه بر حسگرها یا آنتن‌های قرار داده‌شده در داخل جعبه چوبی تأثیر نمی‌گذارد. این می‌تواند برخی از مشکلات طراحی ماهواره‌های مدرن را کاهش دهد. همچنین چوب در هنگام ورود مجدد به جو، بدون آزادسازی سموم یا پسماند کاملا می‌سوزد. تخمین زده می‌شود که در این دهه هر ‌سال بالغ بر 990 ماهواره پرتاب شود. این به آن معنی است که تعداد ماهواره‌ها می‌توانند به‌سرعت به 15 هزار ماهواره برسند. «تاكائو دوی»، استاد دانشگاه كیوتو و فضانورد ژاپنی، در این زمینه می‌گوید: «ما بسیار نگران این واقعیت هستیم كه تمام ماهواره‌هایی كه دوباره وارد جو زمین می‌شوند، می‌سوزند و ذرات ریز آلومینا را به‌ وجود می‌آورند كه برای سال‌ها در جو فوقانی شناور خواهند بود و سرانجام نیز بر روی محیط زمین تأثیر خواهند گذاشت». در‌حال‌حاضر این پروژه فقط به‌عنوان تحقیقات پایه مطرح است. اولین ماهواره چوبی قرار است در سال 2023 پرتاب شود و این پروژه تا مارس 2024 ادامه خواهد داشت. در این پروژه قرار است سازه‌های چوبی مقاوم در برابر درجه حرارت و شرایط شدید ساخته شوند که می‌تواند نه‌فقط برای ماهواره‌ها بلكه برای كاربردهای دیگر نیز مفید باشد. rican, 6Nov. 2020 ScientificAme  شرق

در یگانگی علم و تکنولوژی

سینا فلاح‌زاده

علم و تکنولوژی به‌ویژه از سرآغاز دوران مدرن به این‌سو، همواره رابطه پیچیده‌ای با هم داشته‌اند. معمولا در فرهنگ عامه و احتمالا در تمام جهان تصور بر این است که تکنولوژی به‌سادگی علم کاربردی است. اما یک نگاه نزدیک‌تر به درهم‌تنیدگی روزافزون این دو پدیده، ما را ناچار خواهد کرد که این پندار را کنار بگذاریم و برای بهتر‌شدن برنامه‌ریزی‌های کلان مدیریتی هرازگاهی نگاهی دوباره به رابطه علم و تکنولوژی با هم و رابطه این دو مقوله با سایر جنبه‌های فرهنگ بشری و زمینه‌های اجتماعی، اقتصادی و سیاسی حیات جوامع داشته باشیم. به‌طور مشخص می‌توان گفت رابطه علم و تکنولوژی در هیچ دورانی از حیات بشر به پیچیدگی عصر حاضر، یعنی از نیمه دوم قرن بیستم به این‌سو نبوده است. این درهم‌تنیدگی و پیچیدگی در نیم‌قرن گذشته تا جایی پیش رفته است که دیگر نمی‌توان سخن از ساحت‌های جداگانه‌ای به نام علم و تکنولوژی به میان آورد و در چنین شرایطی است که یک رشته مستقل دانشگاهی به نام مطالعات علم و تکنولوژی برای بررسی هم‌زمان جنبه‌های گوناگون این درهم‌تنیدگی علم و تکنولوژی با همدیگر و با سایر ساحت‌های زندگی اجتماعی، اقتصادی و سیاسی تأسیس شده است. شاید در این شرایط معقول باشد که به پیشنهاد نویسنده معاصر مطالعات علم و تکنولوژی، «برونو لاتور»، توجه کنیم و به‌جای سیستم پیچیده و درهم‌تنیده علم و تکنولوژی، سخن از پدیده‌ای واحد به نام تکنوساینس به میان بیاوریم.1 بسیاری از پیشرفت‌های 

علمی-تکنولوژیکی دوران حاضر نظیر میکروچیپ‌ها، توان هسته‌ای، اکتشافات فضایی، پروژه ژنوم انسانی، نانوتکنولوژی و... را نمی‌توان دستاورد علم یا تکنولوژی محض دانست؛ به همین دلیل در کتاب‌ها و مقالات گاهی آنها را دستاوردهای علمی می‌خوانند و گاهی دستاوردهای تکنولوژیکی. مسئله دیگر به نحوه آموزش مهندسان برمی‌گردد که امروزه شباهت فراوانی با نحوه آموزش دانشمندان دارد. بسیاری از مهندسان واحدهای درسی مشابه فیزیک‌دانان و شیمی‌دانان را در دانشگاه می‌گذرانند و بعد از خروج از دانشگاه هم بسیار پیش می‌آید که مهندسان در پروژه‌هایی مشغول به کار شوند که می‌توان آنها را زیرمجموعه علوم طبیعی دانست و از سویی دیگر کسانی هستند که با وجود اینکه در علوم محض تعلیم دیده‌اند، در پروژه‌های تکنولوژیکی مشغول به کار می‌شوند. حتی کار برخی از برندگان نوبل فیزیک نظیر کسانی را که در اختراع ترانزیستور و مدارهای مجتمع نقش داشته‌اند یا کسانی که روی اخترشناسی رادیویی کار کرده‌اند، می‌توان به عنوان دستاوردهای مهندسی و تکنولوژیکی دسته‌بندی کرد. در واقع می‌توان گفت آنچه باعث تغییرات شگرف در زندگی انسان‌ها در دو قرن گذشته شده، همین رابطه درهم‌تنیده و روزافزون علم و تکنولوژی بعد از انقلاب علمی و انقلاب صنعتی در غرب و هدایت آن به سمت تولید بیشتر و افزایش سطح رفاه همگانی است. البته پرواضح است که تمام خروجی‌های رابطه هم‌افزای میان علم و تکنولوژی برای تمدن بشری مثبت نبوده‌اند؛ برای مثال می‌توان از سلاح‌های اتمی، شیمیایی و میکروبی، آلودگی‌های گسترده زیست‌محیطی، گرمایش جهانی، انقراض گونه‌های جانوری و بسیاری از مشکلات دیگر یاد کرد که یا از عوارض جانبی پیشرفت علمی-تکنولوژیکی هستند یا به دلیل پدیده استفاده دوگانه در تکنولوژی به‌ وجود آمده‌اند. بدون این رابطه پیچیده میان علم و تکنولوژی که موتور مولد قدرت بی‌مهار انسان در دستکاری طبیعت و سالاری بر آن است امکان نداشت که انسان معاصر بتواند چنین بحران زیست‌محیطی بزرگی ایجاد کند. با توجه به این تغییرات گسترده که رابطه میان علم و تکنولوژی در زندگی انسان ایجاد کرده است، محال است بتوان درکی از هیچ‌کدام از ساحت‌های زندگی فردی و اجتماعی او بدون توجه به طبیعت این رابطه و تعمق در آثار آن به دست آورد. تکنوساینس نه‌تنها رابطه ما با جهان بلکه حتی درک ما از همه چیز را نیز دگرگون کرده است. در ادامه برخی از مدل‌های گوناگون رابطه میان علم و تکنولوژی را بررسی می‌کنیم و به‌طور مختصر توضیح می‌دهیم که چگونه مرز میان این دو در دوران معاصر به کم‌رنگ‌ترین حالت ممکن رسیده است. 

تکنولوژی به مثابه علم کاربردی

البته مجال ما در این نوشته کوتاه‌تر از آن است که به مباحث فلسفی و تاریخی عمیق در باب چیستی علم و تکنولوژی به صورت مجزا ورود کنیم. از اوایل قرن بیستم تاکنون فیلسوفان علم مباحث فراوانی درباره چیستی علم و تفاوت دانش علمی با سایر انواع دانش، مرزبندی علم-غیرعلم و علم-شبه‌علم مطرح کرده‌اند که بسیاری از آنها هنوز هم در جریان است. در باب رابطه میان علم و تکنولوژی هم نظریات گوناگونی در همین مدت مطرح شده‌اند. یکی از باورهای رایج در این زمینه، نگاه به تکنولوژی به‌مثابه کاربرد علم یا علمی‌ کاربردی است. این باور که ریشه در تاریخ علم و تکنولوژی در سده‌های اخیر دارد، تقدم تاریخی انقلاب علمی قرن هفدهم بر انقلاب صنعتی قرون هجدهم و نوزدهم را نشانه‌ای از درست‌بودن نگاه به تکنولوژی به‌مثابه کاربرد علم می‌داند. از این دیدگاه، نظریه‌های علمی به‌وجودآمده در طول انقلاب علمی قرن هفدهم، پایه‌ای برای پیشرفت‌های تکنولوژیکی در طول انقلاب صنعتی محسوب می‌شوند. در قرن بیستم، برآمدن پوزیتیویسم منطقی در فلسفه علم نیز به این دیدگاه که تکنولوژی به سادگی کاربرد علم است، کمک کرد. پوزیتیویست‌های منطقی روی ساختار صوری نظری به عنوان ویژگی ممیزی که به علم اهمیت فلسفی می‌دهد، تأکید داشتند و از آنجایی که این ساختار صوری نظری در تکنولوژی وجود نداشت، به نظر آنان می‌شد نتیجه گرفت که تکنولوژی نمی‌تواند از علم مستقل باشد و باید به‌مثابه کاربرد علوم نظری به آن نگریسته شود. «ماریو بونگه»، فیلسوف آرژانتینی-‌کانادایی معاصر، در یک مقاله با عنوان «تکنولوژی به‌مثابه علم کاربردی»، استدلالی فلسفی برای وابستگی تکنولوژی به علم مطرح می‌کند. به نظر «بونگه» علم محض به دلیل فارغ از ارزش‌ بودن و اعتبار عینی از تمام انواع دیگر دانش متمایز است. این دانش علمی یا همان «دانستن-که» که «بونگه» از آن یاد می‌کند، با دانش مربوط به مهارت‌ها یا همان «دانستن-چگونه» از این جهت تفاوتی اساسی دارد که این مورد دوم دانش عینی را در بر ندارد. «بونگه» تکنولوژی را در میانه این دو نوع دانش قرار می‌دهد. تکنولوژی هم‌زمان با جهت‌گیری عمده‌ای که به سوی نتایج کاربردی دارد، از دانش علمی نیز سود می‌جوید و این یعنی اینکه می‌توان آن را کاربرد علم دانست. از یک طرف برخی از علوم ریاضیاتی نظیر مکانیک سیالات را می‌توان برای برخی مقاصد کاربردی نظیر ساخت اشیای پرنده مورد استفاده قرار داد و از یک طرف نیز روش علمی را برای تولید علم مهندسی مورد استفاده قرار داد. در این دیدگاه، نظریه‌های علمی به تکنولوژی وابستگی ندارند.

در استقلال علم و تکنولوژی از هم

با توجه به نتایج تحقیقات اخیری که در تاریخ تکنولوژی صورت گرفته است، برخی از محققان به این نتیجه رسیده‌اند که تکنولوژی چیزی بیش از یک زیرشاخه از علم (یا نسخه کاربردی آن) نیست و این‌گونه نیست که به‌راحتی بتوانیم تکنولوژی را کاربرد نظریات و کشفیات ارائه‌شده در علوم محض به شمار آوریم. بر ‌اساس‌این تعدادی از محققان به جای مدلی از رابطه علم و تکنولوژی که تکنولوژی را به علم وابسته می‌داند، مباحث و استدلال‌هایی درباره استقلال ذاتی آنها از همدیگر پیش کشیدند؛ چون با بررسی تاریخ علم و تکنولوژی می‌شود نشان داد که در قسمت اعظمی از تاریخ بشر علم و تکنولوژی مسیرهای اجتماعی و فکری جداگانه‌ای را طی کرده‌اند. آنچه در قرون اخیر با نام علوم طبیعی می‌شناسیم در قسمت اعظمی از تاریخ با فلسفه مربوط بوده است. به‌عنوان فرمی از فلسفه طبیعی، علم همیشه درگیر این بوده است که واقعیت نهایی جهان فیزیکی و طبیعی را کشف کند. دانشمندان در قرون اخیر با استفاده از روش‌های ریاضیاتی و آزمایشگرانه مسائل مربوط به فهم جهان را به نحوی ایدئال‌سازی کرده‌اند که پاسخ به آنها بتواند پرتویی بر فهم کلی ما از روابط و رفتار چیزها در طبیعت بیفکند. از‌آنجا‌که کار علمی یک کار ذهنی بود، همیشه از سوی اشراف و برگزیدگان مورد پیگیری و حمایت قرار می‌گرفت و در طول قرون وسطی با تأسیس دانشگاه‌ها در مغرب‌زمین بیشتر دانشمندان مدارج دانشگاهی را طی کرده بودند و نتایج کار خود را در کتاب‌ها منتشر می‌کردند؛ اما تکنولوژی به هنرها و صنایع دستی وابسته بود و چندان نسبتی با تأملات علمی در باب طبیعت در حالت کلی نداشت، بلکه بیشتر به صورت آزمون و خطا و با توسل به نزدیک‌ترین روش‌های دم‌دستی تلاش می‌کرد تا راه‌حل‌های کاربردی برای مسائل زندگی را بیابد. از‌ همین ‌رو تکنولوژی بیشتر به اقشار کارگر و صنعتگر مربوط می‌شد. قبل از قرن نوزدهم تعداد کمی از مهندسان و مکانیک‌ها تحصیلات رسمی داشتند یا آموزش دانشگاهی مربوط به کار خود دیده بودند. دانش تکنولوژیکی به صورت سینه به سینه از استاد به شاگرد منتقل می‌شد و کمترین میزان مکتوب‌سازی در آن به چشم می‌خورد. وقتی مورخان تکنولوژی به بررسی تاریخ تکنولوژی پرداختند، متوجه شدند که به لحاظ تاریخی تکنولوژی وابستگی کمی به علوم داشته است. مثال‌هایی که در این زمینه مطرح می‌شوند، عبارت‌اند از دستگاه چاپ متحرک، ساعت مکانیکی، اسلحه و باروت، متالورژی، ماشین بخار، ماشین‌های نساجی، راه‌آهن و حتی نسخه‌های ابتدایی اتومبیل. به‌این‌ترتیب حتی این پیش‌فرض که انقلاب علمی قرن هفدهم زمینه‌ساز اصلی انقلاب صنعتی دو قرن بعد از آن بوده است نیز تا حدودی زیر سؤال رفت. تقریبا هر اتفاق تکنولوژیکی مهمی را که به انقلاب صنعتی کمک کرد، می‌توان ازجمله دستاوردهایی به شمار آورد که ارتباط کمی با یافته‌ها و نظریات علمی داشتند. حتی زمانی‌ که یک دستاورد یا نظریه علمی به نحوی می‌توانست در تکنولوژی مورد استفاده قرار گیرد، این استفاده به حدی پیچیده و دارای ابعاد مختلف بود که مدل «علم کاربردی» برای تکنولوژی، به‌سختی از عهده تبیین آن برمی‌آید؛ برای مثال مکانیک نیوتنی اگرچه کمک می‌کرد تا حرکت ذرات تحت اثر نیروهای گوناگون تحلیل بشود، اما با استفاده از آن قوانین نمی‌شد یک پل بزرگ آهنی ساخته‌شده در آن زمان را که از تعداد فراوانی اجزای مختلف و پیچیده تشکیل شده بود، بررسی کرد. البته امروزه با پیشرفت علوم مربوطه توانایی تحلیل چنین سازه‌هایی وجود دارد. قانون بویل به‌خوبی می‌توانست بیانگر رابطه میان فشار و حجم یک گاز ایدئال باشد؛ اما در عمل کاربردهای بسیار کمی برای این قانون وجود داشت. همین قضیه درباره معادلات برنولی و ناویر-استوکس در سیالات نیز برقرار است که موارد کاربردی واقعی استفاده چندان درخور ‌توجهی نداشتند. وقتی از منظر فلسفی به ساختار و هدف دانش علمی و تکنولوژیکی بنگریم، شواهدی به دست می‌آوریم که می‌تواند نشان‌دهنده استقلال علم و تکنولوژی از هم باشد. درحالی‌که در اندیشه علمی هدف ما پژوهش در واقعیتی است که از پیش توسط طبیعت به ما داده شده است، در اندیشه تکنولوژیکی هدف ما آفریدن واقعیتی بر حسب طراحی خود ماست و این یعنی از لحاظ روش‌شناسی و شناخت‌شناسی میان این دو نوع اندیشه تفاوت‌های اساسی وجود دارد. سنخ این تفاوت به نحوی شبیه تفاوت میان «هست‌ها و بایدها» در فلسفه هیوم است و همان‌طور که «هیوم» معتقد بود که در مباحث اخلاقی بایدها و هست‌ها با هم ارتباط منطقی ندارند، شاید بتوان گفت که در رابطه میان علم و تکنولوژی نیز چنین عدم ارتباطی وجود دارد.2

تقدم تکنولوژی بر علم

درحالی‌که ایده وابستگی تکنولوژی به علم قدیمی‌تر و پذیرفته‌‌شده‌ترین مدل درباره ارتباط علم و تکنولوژی است، نظریه وابستگی علم به تکنولوژی نیز مورد توجه بسیاری از فیلسوفان تکنولوژی قرار گرفته است. اینکه تکنولوژی می‌تواند به روش‌های مختلف به پیشرفت علم کمک کند، یک واقعیت انکارناپذیر است؛ اما طرفداران ایده تکنولوژی به‌مثابه علم کاربردی معتقدند که به‌هر‌حال مهم‌ترین اتفاقاتی که موجب پیشرفت علم شده‌اند، از سوی دانشمندان آغاز شده‌اند و نقش تکنولوژی محدود به حمایت‌هایی از قبیل تولید ابزارهایی برای مشاهده بهتر و جمع‌آوری اطلاعات است. مثال‌هایی که در‌این‌باره به ذهن می‌رسند، عبارت‌اند از تلسکوپ، میکروسکوپ و ساعت مکانیکی که در زمان انقلاب علمی قرن هفدهم مورد استفاده قرار می‌گرفتند و همین‌طور شتاب‌دهنده‌ها و اتاقک‌های حباب، موشک‌ها و ماهواره‌ها و فضاپیماهای باسرنشین و بی‌سرنشین که در قرن بیستم به تحول بزرگ علم یاری رسانیده‌اند؛ اما برخی اندیشمندان تأثیر تکنولوژی را محدود به این مورد نمی‌دانند و نقش عمیق‌تری برای تکنولوژی در پیشرفت علم قائل هستند و معتقدند تکنولوژی می‌تواند مدل‌های مفهومی برای علم ایجاد کند. مثال‌های مشهور در‌این‌باره عبارت‌اند از تأثیر پیشرفت تکنولوژی مکانیکی بر پیشرفت «فلسفه مکانیکی» در دوران انقلاب علمی قرن هفدهم یا تأثیر چرخاب‌ها و ماشین‌های بخار بر پیشرفت مفهومی علم ترمودینامیک. «پیتر دراکر» از کسانی است که از ایده وابستگی علم به تکنولوژی دفاع می‌کند. او در یکی از مقالاتش ایده وابستگی تکنولوژی به علم را به چالش می‌کشد و با برجسته‌کردن توسعه کشاورزی، صنایع مکانیکی، پزشکی و داروسازی در فاصله سال‌های 1750 تا 1857 نشان می‌دهد که این پیشرفت‌های عملی جلوتر از پیشرفت‌های علمی مربوطه حرکت می‌کرده‌اند.3 از نظر «دراکر» این پیشرفت‌ها به دلیل انتظام‌بخشیدن دوباره و بازبینی در مسائل تکنیکی قدیمی به نوعی انقلاب تکنولوژیکی منجر شدند و نه به دلیل پیشرفت‌های علمی قرن پیش از آن. در این دوران شاهد توسعه و استانداردسازی دانشگاه‌های جدید مانند

 École polytechnique و همین‌طور کدگذاری تکنولوژی در آثاری همچون دایرة‌المعارف دیدرو هستیم که به وقوع انقلاب تکنولوژیکی منجر شدند. به نظر «دراکر» این ظهور نظام‌مند تکنولوژی منجر به تغییر در نظام علم شد و تمرکز علم را از فلسفه طبیعی به سمت مسائل اجتماعی تغییر داد. آنچه تا اینجا گفتیم مبتنی بر یافته‌های مورخان و فیلسوفان علم و تکنولوژی بود. اما درباره تقدم تکنولوژی بر علم یک اثر بسیار مهم و دوران‌ساز دیگر وجود دارد که شایسته یادآوری است: مقاله «پرسش از تکنولوژی» نوشته «مارتین هایدگر». ارائه ساده‌ترین شرح از مطالب این مقاله مهم نیازمند آشنایی با مبانی اندیشه «هایدگر» و همچنین نظرات او در مورد تاریخ اندیشه غرب است. تا جایی ‌که به موضوع نوشتار ما مربوط می‌شود، به‌طور خلاصه می‌توان گفت به نظر «هایدگر» تکنولوژی یک روش تفکر است که جهان را به‌مثابه «ذخیره ایستا» بر ما آشکار می‌کند و این به این معنی است که ما از طریق تفکر تکنولوژیکی به طبیعت همچون نوعی پتانسیل قابل استخراج و ذخیره‌سازی می‌نگریم. به‌این‌ترتیب این علم است که به تکنولوژی به شکل سرچشمه‌ای برای مطالعات خود می‌نگرد. نگاه علم به جهان به این دلیل تکنولوژیکی است و این به معنی تقدم هستی‌شناسانه تکنولوژی بر علم است؛ هرچند از لحاظ زمانی در تکنولوژی مدرن، خلاف این را مشاهده می‌کنیم و علم را مقدم بر تکنولوژی می‌بینیم. «دون آیدی» معتقد است این تناقض در اندیشه «هایدگر» به دانش محدود او از تاریخ تکنولوژی برمی‌گردد؛ زیرا دقت در تاریخ تکنولوژی ما را به این نتیجه خواهد رساند که تکنولوژی نه‌تنها از لحاظ هستی‌شناختی بلکه از لحاظ زمانی نیز مقدم بر علم است.4 یک مقاله بسیار مهم دیگر که در مباحث فلسفه تکنولوژی بسیار کم به آن پرداخته می‌شود، مقاله «فرم و تکنولوژی» نوشته «ارنست کاسیرر» است.5 «کاسیرر» در فرازهایی از این مقاله نشان می‌دهد که رابطه میان تکنولوژی و دانش نظری درباره طبیعت رابطه‌ای نیست که بتوان در آن نوعی برتری‌جویی یکی بر دیگری را سراغ گرفت بلکه از همان آغاز نوعی هماهنگی میان آنها وجود داشته است،‌ اما هرکدام از آنها روی پای خود ایستاده‌اند. «کاسیرر» در‌این‌باره گفته «گوته» درباره وحدت عمل‌کردن و اندیشیدن را بیشتر از همه‌جا معتبر می‌داند؛ زیرا به‌هیچ‌رو چنین نیست که تنها با استفاده از دانش نظری محض بتوان راه را به‌درستی پیدا کرد و این یعنی اهمیت اندیشه تکنولوژیکی. به نظر «کاسیرر» وقتی از لحاظ تاریخی به آگاهی اروپایی می‌نگریم، درمی‌یابیم که اکتشاف طبیعت تنها کار پژوهندگان بزرگ آن نبوده است‌ بلکه رانه اصلی پژوهش را باید در سؤالات مخترعان بزرگ مانند «لئوناردو داوینچی» جست‌وجو کرد که در ذهن‌شان نظریه و عمل و آفرینش به‌سوی هم هم‌گرا بوده‌اند. «داوینچی» نخست یک هنرمند بود و سپس یک تکنیسین و نهایتا یک دانشمند و پژوهشگر. این درواقع نشان‌دهنده روابط عمیق میان دانش نظری و عملی در تمام علم دوران رنسانس است. به نظر «کاسیرر» حتی «گالیله» هم تحقیقات نظری خود را از مسائل تکنولوژیکی می‌آغازد. نبوغ تکنولوژیکی او یک پیش‌زمینه اصیل برای مسیری ایجاد می‌کند که نهایتا اصالت نظری کارهایش جهت خود را در آن پیدا می‌کند. با توجه به غنای کارهای فکری سه اندیشمند اخیری که از آنها یاد کردیم (یعنی «هایدگر»، «کاسیرر» و «دون آیدی») شایسته است در فرصت بهتری به اندیشه آنها در خصوص مباحث فلسفی علم و تکنولوژی بپردازیم.

 

آنچه هم‌اکنون و در آغاز هزاره سوم میلادی شاهدش هستیم، نوعی درهم‌تنیدگی و حتی وحدت علم و تکنولوژی است. دیگر به دشواری می‌توان سخن از علم نظری محض یا تکنولوژی محض به میان آورد. در طول قرن بیستم به‌تدریج مرزی که ممکن بود میان علم و تکنولوژی قائل بشویم، کم‌رنگ شد و امروزه برای فهم هر جنبه‌ای از تأثیر اجتماعی علم و تکنولوژی مجبوریم این دو را با هم بررسی کنیم. قدرت تکنولوژیکی بر اعتبار علم نزد جوامع می‌افزاید و توانایی علم در شناخت عینی از جهان به تکنولوژی اثربخشی بیشتری می‌دهد. دیگر نمی‌توان انسان و جهان را بدون توجه به تکنوساینس فهمید.شرق

پی ‌نوشت‌ها:

1- Channell, D. F. (2017). A history of technoscience: erasing the boundaries between science and technology. Taylor & Francis.

2- Henryk Skolmowski, “The Structure of Thinking in Technology,”

 Technology and Culture 7 (1966): 371–383.

3- Peter F. Drucker, “The Technological Revolution: Notes on the 

Relationship of Science, Technology, and Culture, Technology and Culture 2 (1961): 342–351.

4- Ihde, Heidegger’s Technologies.

5- Cassirer E. (2012) Form and Technology. In: Hoel A.S., Folkvord I. (eds) Ernst Cassirer on Form and Technology. Palgrave Macmillan, London.

 

جست‌وجوی جادو در فوران ژن‌ها

عبدالرضا ناصرمقدسی

«سریال کشف جادوگران» که دو فصل از آن تاکنون پخش شده اقتباسی هنرمندانه از سه‌گانه تمام ارواح به نویسندگی «دبورا هارکنز» است. این سریال که از سال 2018 در حال تولید و پخش است به‌خوبی توانسته کتاب پرطول و تفصیل تمام ارواح را به تصویر بکشد. من اکنون در حال خواندن این کتاب هستم و واقعا هنرمندی کارگردانان این سریال را در به‌تصویرکشیدن وقایع، حذف زوائد و ایجاد کششی بیشتر در داستان بسیار تحسین می‌کنم. نویسنده کتاب خود یک محقق تاریخ قرون وسطی است و بنابراین دانش گسترده‌ای در مورد حوادث آن دوره دارد. اسامی و وقایع، بسیار دقیق به ‌کار رفته و در خیلی از جاها می‌توان رد وقایع تاریخی را دنبال کرد. من در جای‌جای فیلم و کتاب، به جست‌وجو در اینترنت می‌پرداختم تا با قهرمانان کتاب آشنا شوم. دقت تاریخی نویسنده باعث شده که این رمان فانتزی به روایتی جادومآبانه از آنچه بدان می‌توان رشد بینش علمی انسان لقب داد، تبدیل شود. رشدی که به‌زعم این داستان با حذف نادرست جادو و قدرت‌های آن همراه بوده است. اگرچه در عالم واقع چنین نیست، ولی این داستان و فیلم فانتزی می‌خواهد با ترکیب علم، تاریخ و بینش‌های تاریخی روایتی از یک جهان دیگر را برای ما تعریف کند. باید توجه داشت آنچه اکنون خرافه و باور عوام محسوب می‌شود زمانی جزء حقایق غیرقابل انکار بوده و چه بسیار افرادی که به جرم جادوگری در آتش سوزانده شده‌اند. از سوی دیگر انبوه کتاب‌های جادو و علومی مانند کیمیا، ریمیا، سیمیا، لیمیا و هیمیا، همه حاکی از آن است که دیدی جادویی به جهان دغدغه‌ای جدی برای نوع بشر محسوب می‌شده تا آنجایی که کسی همچون «آیزاک نیوتن» که از پایه‌گذاران بنام علوم جدید است نیز وقت بسیاری را به کیمیاگری اختصاص داده بود. وقتی به این عناصر تاریخی توجه می‌کنیم چندان دور از ذهن نخواهد بود اگر کسی ولو شده در قالب یک داستان بخواهد بینشی جدید نسبت به جادو و روابط دیگر مستتر در بطن طبیعت به ما ارائه دهد. اما اهمیت این داستان، فقط در تاریخ‌نگاری مبتنی بر بینش‌های قدیمی آدمیان و آرزوهای آنها نیست. «هارکنز» سعی می‌کند جلوه‌ای کاملا جدید به جادوگران و اهریمن‌ها و خون‌آشام‌ها بدهد. آنها برخلاف اندیشه‌های باستانی، زاده یا اعوان و انصار اهریمن محسوب نمی‌شوند. آنها لزوما شریر نیستند و در این روایت داستانی، آنچه را در انبوه داستان‌های درباره جادوگران گفته می‌شود حاصل تبلیغات سوء و اشتباه انسان‌ها در مورد آنها می‌داند. طبق این روایت جدید آنها موجوداتی تنیده در بطن انسان‌ها هستند. در واقع داستان نگاهی تکاملی به این موجودات با توانایی‌ها و خصوصیات مختلف دارد. از نظر داستان، آنها حاصل تکامل هستند نه یک دخالت متافیزیکی. این یک دید منحصربه‌فرد است که نه‌تنها اساس داستان و سریال را شامل می‌شود بلکه مبنایی برای بیان دیدگاه‌های علمی در باب خون‌آشام‌ها، جادوگران و اهریمن‌ها می‌شود؛ موضوعی که کار «هارکنز» را هم برجسته و هم منحصربه‌فرد می‌کند. در این سریال این موجودات شبه‌انسان هر کدام متخصص در زمینه‌ای هستند. یکی مثل «دیانا بیشاپ» که شخصیت اصلی این سریال است، متخصص تاریخ کیمیاگری و دوران قرون وسطی است و دیگری یعنی «متیو کلیرمونت» که یک خون‌آشام است، در چند رشته تخصص دارد. در طول سریال متوجه می‌شویم «متیو» آزمایشگاهی را ایجاد کرده که در آن به بررسی ژن‌های موجودات گوناگون می‌پردازد و این سؤال را دنبال می‌کند که چرا نسل خون‌آشام‌ها، اهریمن‌ها و جادوگران در حال ازبین‌رفتن است. او در میان ژن‌ها به‌دنبال پاسخ به این سؤالات است. می‌خواهد بداند چرا ژن‌های این موجودات در روند تکامل و انتخاب طبیعی در حال حذف‌شدن هستند. او و همکارانش نمونه‌های خونی از موجودات مختلف جمع‌آوری کرده و با بررسی ژن‌های آنها سعی می‌کنند هم یک نقشه ژنتیکی از دودمان این موجودات را تعیین کنند و هم بفهمند در ژن‌های آنها چه چیزی در حال تغییرکردن است. آنها حتی با بررسی ژن‌ها می‌توانند بفهمند که یک جادوگر چه توانایی‌هایی دارد. مثلا آیا جادوی آب یا خاک یا آتش در توانایی‌های او هست. به سخن دیگر تلویحا این گونه بیان می‌شود که جادو نیز چیزی حاصل تکامل بوده و یک جادوگر به دلیل انتخاب طبیعی حامل آن شده است. این توضیح نیز کاملا همسو با تلقی جدید نویسنده از این موجودات فانتزی است. او می‌خواهد هرچه بیشتر ماهیت آنها را باورپذیر و عقلانی کرده و برای همین هم از روش‌های علمی برای بازخوانی یک موضوع فانتزی استفاده می‌کند. نکته جالب و بسیار مهم دیگری هم وجود دارد. داستان در یک کتابخانه شروع می‌شود: وقتی «دیانا بیشاپ» در کتابخانه بادلیان آکسفورد درخواست یک کتاب قدیمی در مورد کیمیاگری را می‌کند؛ کتابی که به نام اشمول 782 مشهور است. او کتاب را دریافت می‌کند، اما وقتی آن را می‌گشاید می‌فهمد که کتاب طلسم شده است. لغات نوشته‌شده آن به حرکت درمی‌آیند و «دیانا» متوجه تغییرات شدیدی در خود می‌شود. اثر کتاب تا به آن اندازه قوی است که سایر موجودات از جمله جادوگران و خون‌آشامان هم متوجه آن می‌شوند. چیزی در خون آنها به جوش می‌آید. انگار کتاب اعلام موجودیت کرده است. اما این کتاب قدرتمند که برای مدت‌ها همه به دنبال آن بودند و حالا در برابر «دیانا» ظاهر شده است، کتاب حیات یا بقا نام دارد؛ اینکه چگونه گونه‌های مختلف به‌ وجود آمدند و راز به‌وجود‌آمدن و نابودی آنها در چیست. کتابی که انسان را به یاد اصل انواع داروین در پیگیری ریشه گونه‌ها می‌اندازد. همه این موارد نشان می‌دهد که «هارکنز» چه هوشمندی‌ای برای تألیف این کتاب به ‌کار برده و چه بینش عمیقی را دستمایه ترکیب دید فانتزی با تاریخ شگفت‌انگیز اعتقادات پیچیده قرون وسطی کرده است. مانند خیلی از موارد دیگر کتاب، در مورد اشمول 782 هم تحقیق کردم و با کمال تعجب متوجه شدم این کتاب همان کتاب مشهور نکرونومیکون است که از آن با عنوان یکی از عجیب‌ترین و پررازترین کتاب‌های تألیف‌شده یاد می‌کنند. کتابی که مملو از رازهای ترسناک است و چه کتابی بهتر از نکرونومیکون که دستمایه شروع چنین داستان بلندی باشد. من هم از دیدن سریال و هم از خواندن کتاب بسیار لذت بردم و شما را هم به دیدن و خواندن این داستان جذاب دعوت می‌کنم.شرق. .* متخصص مغز و اعصاب

تهدید یا فرصت

عبدالرضا ناصرمقدسی *

 

بی‌شک همان‌طور‌که بارها گفته شده مهم‌ترین اتفاق سال گذشته همه‌گیری کرونا بود. همه‌گیری‌ای که میلیون‌ها نفر در سرتاسر جهان را مبتلا و بخش قابل‌توجهی را به کام مرگ کشاند. ویروسی که بار دیگر ناتوانی انسان در برابر طبیعت را به رخ او کشاند و گوشزد کرد که حتی در قرن بیست‌ویکم نیز باز این طبیعت است که می‌تواند برنده نهایی باشد. جالب است که ویروس‌ها بارها در همین قرن نیز به ما حمله‌ور شده بودند، اما شاید این غرور انسانی بود که مانع توجه جدی به آنها می‌شد. ویروس مسبب بیماری ایدز مدت‌هاست که انسان را به زانو درآورده و باعث مرگ بسیاری در جهان شده است. در همین چند سال اخیر نیز با ویروس‌هایی مانند سارس و مرس روبه‌رو بودیم و هنوز که هنوز است کابوس ابولا به پایان نرسیده است. وقتی همه اینها کنار هم قرار می‌گیرد، پدیده‌ای با نام همه‌گیری کووید-‌19 چندان پدیده عجیبی نخواهد بود. اما با وجود همه این هشدارها انسان در برابر کووید-‌19 غافلگیر شد. نه‌تنها آسیب جسمانی زیادی را متحمل شد بلکه روابط اجتماعی نیز تغییر کرد و شرایط اقتصادی اکثر کشورها به هم خورد. با‌این‌حال شاید این خصلت انسانی باشد که می‌تواند تهدید را به فرصت بدل کند. سال گذشته شاهد اتفاقات مهمی در عرصه علم بودیم که شاید پرشکوه‌ترین آنها نشستن مریخ‌نورد استقامت بر سطح مریخ بود. اینکه بشر توانست با موفقیت این مریخ‌نورد پیشرفته را بر سطح مریخ بنشاند و آن را به‌طور زنده پخش کند، حاکی از موفقیت بسیار بزرگی برای او بود. اما حتی این کار پرشکوه را نمی‌توان مهم‌ترین دستاورد علمی انسان در قرن گذشته دانست. وقتی کرونا این‌گونه همه‌چیز را درمی‌نوردد، پس مهم‌ترین حوزه دستاورد بشری نیز باید در رویارویی با آن اتفاق بیفتد. اما این رویارویی شکلی عجیب داشت و به‌جای اینکه با یک دارو‌ یا یک یافته خاص شناخته شود، خود را با شبکه‌ای پیچیده از اقداماتی نشان می‌داد که در کنار هم دستاورد بزرگی را به نمایش گذاشت. اینکه دستاورد بشری در مقابله با یک پاندمی مرگبار، به‌جای یک دارو به شبکه‌ای از روابط بدل شود، دستاورد بسیار بزرگی است که نیازمند تحلیل‌های گسترده برای درک بهتر آن است. البته این پاسخ شبکه‌ای به پاندمی کووید-19 خود حاصل رشد روزافزون علم بود. رشدی که همسو با گسترش پاندمی گسترش یافت و ابعاد جدیدی نیز به خود گرفت. وقتی پاندمی شروع شد، دانشمندان در جهات مختلف به رویارویی با آن پرداختند. طبیعی است که اولین مواجهه در بیمارستان‌ها اتفاق افتاد. زمانی که هیچ داروی مؤثری علیه این پاندمی وجود نداشت و همه به‌شدت از آن می‌ترسیدند، پزشکان از هر راهی که به ذهنشان می‌رسید‌، برای درمان این پاندمی سود جستند. انبوهی از داروها استفاده شد. مطالعات متعددی انجام شد و قدم‌به‌قدم بر دانش ما برای درمان کووید-19 افزوده شد. از سوی دیگر دانشمندان به دنبال شناخت هرچه بهتر این ویروس شتافتند. از کجا آمده بود؟ چه ساختاری داشت؟ جزء کدام دسته بود؟ چه مشابهت‌ها و تفاوت‌هایی با سایر سوش‌های ویروسی داشت؟ از چه راهی منتقل می‌شد؟ چگونه می‌شد جلوی انتقالش را گرفت؟ اینها همه سؤالات بسیار مهمی بود که حیات انسان‌ها به پاسخ آنها بستگی داشت. اما مهم‌ترین تلاش در حوزه تولید واکسن صورت گرفت. تلاشی که به انقلابی بزرگ در صنعت واکسن‌سازی منجر شد. شرکت‌های بزرگ داروسازی از روش‌های جدید و انقلابی برای ساخت واکسن علیه کرونا استفاده کردند. پیش‌بینی می‌شود راهی که این دانشمندان رفتند، به بشریت در رویارویی به بیماری‌هایی همانند سرطان نیز یاری برساند. آنها به‌جای استفاده از روش‌های مرسوم، این‌بار سراغ محتوای ژنتیکی ویروس رفته و از آن برای ایجاد واکسن جدید سود بردند. این واکسن با وارد‌کردن آران‌ای که محتوای ژنتیکی ویروس کرونا را شامل می‌شود، سعی می‌کند سیستم ایمنی را بفریبد. این آران‌ای پس از ورود به بدن وارد سلول‌های انسانی شده و به دنبال آن سبب ظاهر‌شدن یک‌سری از نشانگرهای خاص روی سطح سلولی می‌شود. این نشانگرها درواقع همان نشانگرهای ویروس کرونا هستند. بنابراین سیستم ایمنی با فکر اینکه این نشانگرها بیگانه هستند، علیه آنها واکنش نشان داده و این‌گونه خود را برای مقابله با ویروس کرونا در صورت ورود حقیقی آن به بدن آماده می‌کند. شاید تفکر اصلی حاکم بر این ویروس هم همان آماده‌سازی سیستم ایمنی با فریب آن باشد‌ اما دانشمندان از روشی بسیار جدید و پیشروانه برای ساخت آن بهره بردند که می‌تواند علاوه بر اینکه به ما در مقابله با ویروس کرونا یاری برساند، ما را برای مقابله با سایر حمله‌های ویروسی محتمل در آینده نیز مجهز کند. همین تکنولوژی در این روزها که با جهش جدید ویروس نیز مواجه هستیم این نوید را به ما می‌دهد که بتوانیم حتی سریعا علیه جهش‌های جدید هم مجهز شویم. در کنار تولید واکسن، مقوله مهم بعدی اهتمام اکثر کشورها در واکسیناسیون وسیع و گسترده بود. واکسیناسیون سبب می‌شود که زنجیره انتقال این بیماری شکسته شود. انتقال ویروس از یک فرد به فرد دیگر صورت می‌گیرد و وقتی ما بتوانیم هرچه بیشتر افراد یک جامعه را واکسینه کنیم، عملا با قدرت بیشتری از این زنجیره انتقال جلوگیری کرده‌ایم. از سوی دیگر هر‌چقدر واکسیناسیون را زودتر شروع کنیم، می‌توانیم از ابتلای افراد و مرگ‌ومیر ناشی از آن به میزان بیشتری جلوگیری کنیم. این کاری است که کشورهای مختلف در‌حال انجام آن هستند و امیدواریم که سرعت انجام آن در کشور ما نیز تسریع شود. البته باید به همه این تلاش‌های پزشکی انبوه کارهای فلسفی و اجتماعی و حتی هنری را نیز افزود. کووید-19 سرچشمه نگرش از زاویه‌های مختلف به یک بیماری شد. موضوعی که در چنین سطح و با ابعادی این‌چنینی اصلا سابقه نداشت. پاسخ انسان به پاندمی کووید-19 به یک شبکه پویا و پیچیده شباهت دارد که هر‌لحظه نیز پیچیده‌تر از قبل می‌شود. شاید بشر هیچ‌گاه این‌گونه به یک پدیده پاسخ نداده، آن را بررسی نکرده و عملا از یک تهدید، فرصتی برای پیشرفت نساخته است. این بزرگ‌ترین دستاورد انسان در قرن گذشته بود؛ دستاوردی که هنوز برای درک آن زود بوده و نیازمند نوشتن مقالات و کتاب‌های متعدد است.شرق. *متخصص مغز و اعصاب

جست ‌وجوی زیست در دریاچه‌های سیاره سرخ ‌فام

 حسن فتاحی* 

در آخرین روزهای سال میلادی گذشته، سازمان فضایی اروپا خبر از کشفی حیرت‌انگیز در سیاره مریخ یا بهرام داد؛ کشف چند دریاچه آب مایع زیر یخ‌های قطب جنوب این سیاره. پیش ‌از این نیز وجود دریاچه زیر یخ‌های قطب جنوب مشخص‌ شده بود، اما حالا علاوه بر شناخت دقیق‌تر، فهمیده‌اند کنار دریاچه بزرگ اصلی چند دریاچه کوچک هم وجود دارد. چرا کشف دریاچه مهم است؟ چون مسئله آب در مریخ مهم است و به همین خاطر پژوهش‌ها و نپاهش‌(رصد)های بسیاری صورت می‌گیرد. به سال ۲۰۰۳ بازگردیم که ماهواره مارس‌اکسپرس با داشتن انواع متنوعی از دستگاه‌های اندازه‌گیری پیشرفته، داده ارزشمندی از سطح مریخ برایمان ارسال کرد. شیوه کار به این ‌صورت بود که رادار مارسیس با ارسال امواج رادیویی با بسامد کوتاه به سطح سیاره و دریافت موج بازتابی می‌تواند ویژگی‌های لایه‌های سطحی و زیرسطحی را بفهمد. آب از جنبه‌های مختلف حائز اهمیت است، به‌ویژه آنکه می‌دانیم زیست، ازجمله زیست زمینی اگر از سویی به عنصر همچون کربن بسته است، از سوی دیگر با وجود آب درهم‌ تنیده شده. این نکته را نه امروزه که ۲۶۰۰ سال پیش فیلسوف یونانی، «تالس»، یادآور شد که آب خاستگاه هستی است. می‌دانیم که در کلاهک‌های قطبی مریخ آب به‌صورت یخ وجود دارد. در جو سیاره هم مقدار اندکی بخارآب هست که در سطح کاوشگرهایی که روی مریخ فرود آمده‌اند، به‌‌صورت شبنم دیده شده است. سال ۲۰۱۵ ناسا خبر از کشفی مهم داد؛ تراوش آب در شیب برخی تپه‌های نواحی استوایی مریخ، پدیده‌ای که قطعا روی زمین هم دیده‌اید، اما در مریخ اهمیت آن صدچندان است. اما خبر مهیج سپتامبر ۲۰۲۰ از این منظر مهم است که نشان می‌دهد آب به‌صورت مایع و در حالت پایدار به شکل دریاچه وجود دارد. اجازه دهید قبل از اینکه به کاوش بیشتر پیرامون وجود و شکل آب در مریخ بپردازیم کمی درباره ویژگی‌های این سیاره سرخ‌فام بگویم. مریخ که نام دیگرش بهرام است، چهارمین سیاره راژمان یا سامانه خورشیدی است و متعلق به رده‌ای که سیاره‌های خاکی-سنگی نام دارند، همچون زمین و ناهید و عطارد. در‌مقایسه‌با زمین یک‌ونیم برابر دورتر است؛ بنابراین سال آن تقریبا دو برابر زمین است. قطر مریخ اندکی کمتر از هفت هزار کیلومتر است و جرم آن یک‌دهم زمین. جو مریخ رقیق است و بیش از 90 درصد آن را گازکربنیک تشکیل می‌دهد. مقدار این گاز در جو زمین سه‌صدم درصد است. سه درصد جو مریخ از نیتروژن یا با نام دیگر آن ازت تشکیل شده که در قیاس با زمین بسیار کم است (78 درصد جو زمین از نیتروژن تشکیل شده است). درحالی‌که 20 درصد از جو زمین را اکسیژن تشکیل داده، این عنصر ضروری زیست در جو مریخ فقط یک‌دهم درصد است. فشار جو مریخ پنج‌هزارم فشار جو زمین است. این فشار برابر فشاری در فرازای ۳۵‌کیلومتری جو زمین است. شب‌هنگام مریخ با چشم یا با تلسکوپ سرخگون دیده می‌شود که دلیل آن وجود اکسید آهن فراوان در سطح و حتی در جو آن است. سطح مریخ سرد است، به‌طوری‌که دمای میانگین آن در روز منهای 15 درجه سانتی‌گراد است و در شب تا منهای صد درجه سانتی‌گراد فرومی‌افتد. در فصل تابستان مریخ و در گرم‌ترین نقطه استوای سیاره دما تا ۲۰ درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. به سبب سرمای مریخ آب نمی‌تواند به شکل مایع باشد، از سویی چون فشار سطح سیاره بسیار کم است، بخار می‌شود؛ بنابراین محیط مریخ به کویری خشک شباهت دارد؛ چنان‌که در تصاویر ارسالی آخرین مریخ‌نورد هم دیده می‌شود. سطح مریخ پر از گودال‌های برخوردی ناشی از شخانه‌ها است. وجود گودال مؤید این است که سطح مریخ برخلاف زمین نباید دستخوش پدیده‌های زمین‌شناختی شدیدی شده باشد. تصاویر به‌دست‌آمده از انواع سامانه‌های سنجش در طیف الکترومغناطیس نشان می‌دهد در گذشته‌های دور در سطح سیاره آب روان وجود داشته است. در واقع می‌دانیم سه تا چهار میلیارد سال پیش در مریخ دریاچه و رودخانه وجود داشته است. به سال ۲۰۱۵ م تصاویر نشان دادند در سراشیبی برخی تپه‌های مریخ در فصل تابستان مایعی روان می‌شود. پهنای باریکه‌های مملو از مایع در زمستان حداکثر یک متر و در تابستان به پنج‌متر هم می‌رسد، اما درازای آنها به صدها متر می‌رسد. بیناب (طیف) گرفته‌شده نشان می‌دهد مایع روان که احتمال بسیار آب است، ترکیب‌های نمکی دارد؛ نظیر پرکلرات منیزیم، کلرید منیزیم و پرکلرات سدیم. وجود نمک نقطه انجماد آب را پایین آورده و آب آمیخته با نمک می‌تواند تا منهای 40 درجه سانتی‌گراد مایع بماند و روان شود؛ بنابراین آبِ نمکین در زمستان سرد مریخ یخ می‌بندد و در تابستان روان می‌شود. در سال ۲۰۱۸ مارس‌اکسپرس نشان داد یکی از گودال‌ها آکنده از یخ است. این گودال قطرش بیش از 80 کیلومتر است و ژرفای بخش مرکزی آن دو کیلومتر. یخ این گودال در تمام سال هرگز آب نمی‌شود؛ زیرا پدیده‌ای به نام «تله سرما» مانع می‌شود. به کشف مهم سپتامبر ۲۰۲۰ بازگردیم. این کشف حاکی از آن است که زیر لایه یخ قطب جنوب مریخ، در ژرفای هزارو ۵۰۰ متری، دریاچه‌ای از آب مایع نهفته است. دریاچه‌ای به اندازه 20در 30 کیلومتر که چندین دریاچه کوچک‌تر هم گرداگرد آن را دربرگرفته است. پژوهشگران برآورد می‌کنند دما در لایه‌ای از سطح دریاچه که آن را از یخ بالای سرش جدا می‌کند، بین منهای 10 تا منهای 30 درجه سانتی‌گراد است. دو عامل اصلی باعث مایع‌بودن آب در آن دماست؛ یکی فشار ناشی از لایه یخ بالای سر و دیگری نمک در آب. نمک و فشار می‌توانند نقطه انجماد آب را تا منهای 70 درجه سانتی‌گراد کاهش دهند. چنین پدیده‌ای در جنوبگان زمین هم وجود دارد. اشاره کردم که زیست موجود جاندار با وجود آب همراه است. وجود آب در سطح و زیرسطح مریخ، ترکیبات آب و صورت آن سؤالات مهمی را پیش روی اختر زیست‌شناسانی را که به‌دنبال ردپای حیات در این سیاره هستند، قرار خواهد داد. پژوهش‌های نپاهشی دیگری که می‌تواند به زیست جاندار ارتباط داشته باشد، وجود گاز متان در جو مریخ است که در تابستان فزونی می‌یابد. بخش مهمی از گاز متان روی زمین ناشی از زیست میکروبی است. این احتمال وجود دارد که در دریاچه کشف‌شده در زیر لایه یخ قطب مریخ گونه‌ای زیست جاندار وجود داشته باشد، اما چون در ژرفا قرار دارد کشف آن نیازمند فناوری پیشرفته‌تری است.شرق. *عضو هیئت‌تحریریه فصلنامه نقد کتاب علوم محض و کاربردی

بینش زیستی رایانه

عطا کالیراد *

نتایج چهاردهمین دوره مسابقه سنجش نقادانه پیش‌بینی ساختار پروتئین، به اختصار 1CASP، در نوامبر ۲۰۲۰ میلادی منتشر شد و براساس آن برنامه  AlphaFold 2، محصول شرکت فناوری‌های DeepMind، زیرمجموعه‌ای از کمپانی گوگل، بهترین ساختار را برای ۸۸ پروتئین، از میان ۹۷ پروتئین، پیش‌بینی کرد. نتیجه این رقابت زیست‌شناسان و شیمی‌دانانی را که سالیان سال در‌پی تشخیص بهتر و آسان‌تر ساختار پروتئین‌ها بوده‌اند، به شور افکند. تیتر خبر نشریه نِیچِر در باب این واقعه شکی در باب اهمیت آن باقی نمی‌گذاشت: «این نتیجه همه‌چیز را متحول خواهد کرد»2. در متن همین خبر، «آندری لوپاس»، از متخصصان بنام تکامل پروتئین و از دست‌اندرکاران CASP، اهمیت نتیجه دوره چهاردهم این مسابقه را چنین توصیف کرد: «این نتیجه پزشکی را متحول خواهد کرد، پژوهش را متحول خواهد کرد، مهندسی زیستی را متحول خواهد کرد، همه‌چیز را متحول خواهد کرد». برای فهم بهتر اهمیت موفقیت برنامه

 AlphaFold 2 در پیش‌بینی ساختار پروتئین، باید اندکی به ماهیت و اهمیت پروتئین بپردازیم. ریشه واژه پروتئین، pritos یونانی، به معنای نخستین و اولین است. این نام عمیقا شایسته این درشت‌مولکول‌ها به نظر می‌آید چراکه تصور دنیای زنده بدون این درشت‌مولکول‌ها ناممکن است. تمامی عملکردهای زیستی یک موجود زنده را می‌توان به پروتئین‌ها نسبت داد. کانال‌های پروتئین در غشای سلول وظیفه ترابری مولکول‌های دیگر را برعهده دارند، گیرنده‌های پروتئین در سطح سلول محرک‌های محیطی -شیمیایی یا مکانیکی- را دریافت می‌کنند و واکنش‌های درون سلول با کمک آنزیم‌هایی از جنس پروتئین میسر می‌شود. فهرست کارکرد پروتئین‌ها در موجودات زنده چنان طولانی است که تنها در دهه ۴۰ و ۵۰ میلادی و به کمک آزمایش‌های زیرکانه افرادی چون «هِرشی» و «چِیس»3 بود که نقش نگهداری و انتقال اطلاعات ژنتیکی از این فهرست حذف شد و به DNA نسبت داده شد. کارکرد‌های متنوع پروتئین‌ها به سبب اشکال متنوع آنان ممکن است. یک پروتئین چگونه شکل سه‌بعدی خاص خود را می‌یابد؟ اطلاعات مربوط به ساخت پروتئین در قالب رمز ژنتیکی در ژن‌ها وجود دارند. با خواندن این اطلاعات، می‌توان ترتیب خطی آمینواسیدها (واحدهای سازنده پروتئین) را در پروتئین دانست. به عنوان مثال رمز ژنتیکی GGUGAAUUU، اگر از چپ به راست خوانده شود، به ترتیب به آمینواسیدهای گلایسین (GGU)، گلوتامیک اسید (GAA) و فِنیل‌آلانین (UUU) ترجمه خواهد شد. طول میانگین پروتئین‌ها در گونه انسان ۳۷۵ آمینواسید است. با توجه به آنکه اطلاعات ژنوم انسان را می‌دانیم، می‌توانیم رمز ژنتیکی پروتئین‌های انسان را بخوانیم، اما دانستن ترتیب خطی آمینواسیدها در یک پروتئین، که ساختار نخست آن خوانده می‌شود، اطلاعات اندکی در باب ساختار سه‌بعدی پروتئین به ما می‌دهد. ساختار دوم پروتئین بر‌اثر شکل‌گیری پیوندهای هیدروژنی بین رشته‌های پروتئین پدید می‌آید و به پدیدآمدن اشکال مارپیچی یا صفحه‌ای می‌انجامد. برهمکنش‌های میان این مارپیچ‌ها و صفحاتی در فضای سه‌بعدی ساختار سوم پروتئین را پدید می‌آورد. برخی پروتئین‌ها، مانند هموگلوبین که وظیفه اکسیژن‌رسانی در خون ما را بر عهده دارد، از کنار هم قرارگرفتن چند رشته پروتئین مجزا پدید می‌آیند و ساختار سه‌بعدی این واحدهای مجزا ساختار چهارم پروتئین خوانده می‌شود. البته با دانستن ماهیت آمینواسیدهای موجود در ساختار یک پروتئین می‌توان پیش‌بینی‌های کلی در باب ساختار سه‌بعدی پروتئین کرد. به عنوان مثال، آمینواسیدها را می‌توان بر‌اساس آب‌دوستی یا آب‌گریزی یا بار الکترومغناطیسی تقسیم کرد. اما چنین گروه‌بندی‌های کلی نمی‌تواند به مشخص‌کردن ساختار سه‌بعدی پروتئینی خاص بینجامد. ساختار پروتئین‌ها را می‌توان با بررسی مستقیم ساختار بلوری آن شناخت؛ به مدد بلورشناسی اشعه ایکس یا طیف‌شناسی تشدید مغناطیسی هسته‌ای. در دهه ۱۹۵۰ میلادی، نخستین ساختارهای کامل پروتئینی به مدد تاباندن اشعه ایکس به بلورهای پروتئین و بررسی چگونگی افتراق اشعه در برخورد با بلور میسر شد؛ مثل اینکه بخواهید بر‌اساس سایه یک فرد، قامت او را ترسیم کنید. اما این روش‌ها عمیقا وقت‌گیر هستند و در عین حال بسیار از پرسش‌های زیستی جذاب نیازمند پیش‌بینی ساختار پروتئین‌های پرتعدادی است. برای مثال، فهم و پیش‌بینی روند تکامل در زیست‌شناسی تکاملی نیازمند تخمین شایستگی زیستی اشکال مختلف مولکول‌های زیستی است. به عنوان نمونه، برای پیش‌بینی چگونگی تکامل پروتئینی خاص باید اثر جهش‌های ژنتیکی بر ساختار پروتئین را بدانیم، در غیر این صورت از پیش‌بینی دقیق روند تکامل این پروتئین ناتوان خواهیم بود. دشواری روش‌های آزمایشگاهی برای مشخص‌کردن ساختار فضایی پروتئین‌ها، پژوهشگران را به استفاده از روش‌های محاسباتی و یاری‌گرفتن از رایانه برای پیش‌بینی ساختار پروتئین کشاند. اگرچه جست‌وجو در‌پی یافتن روش‌های محاسباتی تخمین ساختار فضایی پروتئین‌ها از دهه ۱۹۸۰ میلادی آغاز شد، اما به‌زودی مشخص شد که پیش‌بینی ساختار پروتئین با روش‌های محاسباتی به این ‌آسانی نیست. به همین دلیل پژوهش‌های تکاملی در این باب به جای پروتئین به RNA روی آوردند چراکه پیش‌بینی ساختار فضای RNA بسیار بسیار آسان‌تر از ساختار پروتئین است. AlphaFold2 برای پیش‌بینی ساختار پروتئین از شیوه خاصی از یادگیری ماشین استفاده می‌کند. یادگیری ماشین به مجموعه‌ای از الگوریتم‌ها اطلاق می‌شود که در چارچوب آن، الگوریتمی رایانه‌ای با بررسی حجم زیادی از داده‌ها الگوهایی را بر اساس داده فرامی‌گیرد و بر اساس «یادگیری» خود بر‌اساس این داده‌ها در باب داده‌های تازه تصمیم می‌گیرد. شرکت DeepMind در سیزدهمین دوره مسابقه CASP در سال ۲۰۱۸، نرم‌افزار اولیه خود، AlphaFold1، را به کار گرفت که با اتکا به داده‌های موجود و تخمین پایدارترین ساختار پروتئین، ساختار سه‌بعدی پروتئین را پیش‌بینی می‌کرد. برای شرکت در چهاردهمین دوره CASP، پژوهشگران DeepMind الگوریتم خود را از سر تا پا دستخوش تغییر کردند و این نسخه از الگوریتم به آسانی رقبا را در این دوره کنار زد. برای درک بهتر جهشی که AlphaFold2 در تخمین ساختار سه‌بعدی پروتئین منجر شده است باید نگاهی به برندگان دوره‌های پیشین CASP انداخت: نمره‌ همه برندگان CASP تا پیش از دوره دوازدهم زیر ۴۰ بود (به این معنا که الگوریتم زیر 40 درصد از ساختارها را به درستی پیش‌بینی ‌کرده ‌است). AlphaFold1 در دوره سیزدهم به جهشی بزرگ در پیش‌بینی ساختار فضایی پروتئین منجر شد و نمره‌ای حدود 60 درصد دریافت کرد. AlphaFold2 گام بلندتر در جهت افزایش دقت پیش‌بینی ساختار پروتئین برداشت و نمره‌ای در حوالی 90 درصد دریافت کرد. در سخنرانی با هدف توضیح دستاورد AlphaFold2، «آندری لوپاس» پیشنهاد کرد که شاید ناهمخوانی ساختار بلوری پروتئین که بر‌اساس آزمایش‌های تجربی به دست آمده و پیش‌بینی الگوریتم شاید به سبب خطاهای آزمایشگاهی باشد و نه مشکل الگوریتم. انتقادی که اغلب به روش‌های مبتنی بر یادگیری ماشین وارد می‌شود این است که متر و معیاری که ماشین برای تصمیم‌گیری اتخاذ می‌کند به جعبه‌ای سیاه شبیه است و ما اطلاعات کاملی در باب این فرایند تصمیم‌گیری نداریم. من نیز در موارد بسیاری با انتقاد همدل بوده‌ام، اما در مورد AlphaFold2 نمی‌توان شگفت‌زده‌ نشد؛ چنین پیشرفتی در پیش‌بینی ساختار پروتئین به راستی تحولی اساسی در شاخه‌های مختلف زیست‌شناسی و شیمی را سبب خواهد شد. تصور اینکه این رویکرد چه تأثیری در فهم ما از تکامل پروتئین‌ها داشته و پیش‌بینی اثر جهش‌ها بر پروتئین‌ها با استفاده از این الگوریتم‌ها ذهن هر علم‌ورزی را با خوش‌بینی انباشته می‌کند. دستاورد AlphaFold2 چنان شگفت‌انگیز است که شاید پژوهشگران حوزه زیست‌شناسی ساختاری را به پژوهش در باب موضوعات دیگر بکشاند چراکه موضوع اصلی مطالعه این حوزه، یعنی پیش‌بینی ساختار پروتئین، توسط یک الگوریتم یادگیری ماشین حل شده‌ است. چنین پیشرفت‌های محاسباتی در زیست‌شناسی به نسل جدید از پژوهشگران امکان می‌دهد که وقت کمتری را برای کارهای آزمایشگاهی دشوار صرف کنند و به پرسش‌های دشوارتر و پیچیده‌تر زیستی بپردازند. چنین پیشرفتی، اهمیت روش‌های محاسباتی نوین، چون یادگیری ماشین، در پیشبرد پژوهش‌های علمی را نیز بیش از پیش نمایان می‌کند. شاید این جمله زیست‌شناس شهیر، «سیدنی برنر»، این روند را به خوبی توصیف کند: «پیشرفت در علم، یحتمل به ترتیب، به فناوری‌های نو، کشفیات جدید و ایده‌های تازه نیازمند است». شرق. *پژوهشگر زیست‌شناسی تکاملی مؤسسه ماکس‌پلانک برای زیست‌شناسی تکوینی، آلمان

پی‌نوشت‌ها:

1- Critical Assessment of protein Structure Prediction

2- https://www.nature.com/articles/d41586-020-03348-4

3- Hershey AD, Chase M (May 1952). “Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage”. The Journal of General Physiology. 36 (1): 39–56.

 

نویافته‌هایی از جهان پیش از تاریخ در سال1399

سونیا شیدرنگ * 

دنیای باستان‌شناسی در سالی که گذشت شاهد کشفیات جالب‌توجهی بود که در اینجا منتخبی از این یافته‌های جدید را معرفی می‌کنم. خوانندگان علاقه‌مند برای اطلاعات بیشتر می‌توانند اصل مقالات منتشرشده را در وبگاه مجلات ساینس، نیچر و... ببینند.

- قدیمی‌ترین سلاح‌های پرتابی چوبی: اشیای ساخته‌شده از چوب در مکان‌های دوران پارینه‌سنگی به‌ندرت یافت می‌شوند. نمونه‌های نادر یافت‌شده به‌علت شرایط مناسب و خاص محیطی که در آن نهشته شده‌اند تاکنون باقی مانده‌اند. از یافته‌های کمیاب از این دوران تکه‌های چوب هستند که از مکان باستانی شونینگن در آلمان یافت شده‌اند و طبق نظر کاشفین نیزه و سلاح‌های پرتابی هستند. از دهه 1990 میلادی تاکنون چندین شیء چوبی از رسوبات دریاچه‌ای-باتلاقی این مکان به‌دست آمده است که حدود 300 هزار سال قدمت دارند و توسط انسان هایدلبرگی برای شکار استفاده شده‌اند. آخرین یافته‌های این مکان با تحلیل‌های جالب‌توجه در مورد پیچیدگی این ابزارهای شکار، امسال در مجله نیچر منتشر شد. این تحلیل‌ها بیشتر بر‌اساس یک تکه چوب صنوبر به طول 65 سانتی‌متر و قطر حدود سه سانتی‌متر است که با استفاده از ابزار سنگی به‌شکل یک ابزار پرتابی شکار درآمده است. بررسی ریز ساییدگی و مقایسه با نمونه‌های ساخته‌شده به‌صورت تجربی و همچنین مشاهدات قوم‌نگاری حاکی از این است که از ابزار سنگی برای صاف و صیقلی‌کردن این شاخه و آماده‌سازی آن به عنوان یک ابزار پرتابی شکار استفاده شده است. به نظر کاوشگران این مکان، این ابزارهای پرتابی برای شکار خرگوش، پرندگان و حتی حیوانات بزرگ‌جثه مانند اسب استفاده می‌شده‌اند که بقایای آنها و پرندگانی مانند قو و اردک در لایه مربوط به این یافته کشف شده است. بازسازی‌های تجربی نشان می‌دهد که این ابزارهای پرتابی در زمان پرتاب سرعتی حدود 30 متر در ثانیه داشته‌اند که مستقیما با نوع چوب به‌کار‌رفته در آنها در ارتباط است. دامنه پرتابی آنها هم احتمالا حدود پنج تا صد متر متغیر بوده است. این مکان باستانی توسط تیمی از متخصصان به هدایت پروفسور «نیکلاس کنارد» از دانشگاه توبینگن و مؤسسات همکار وی در حال کاوش و مطالعه است.

- کشف کهن‌ترین شواهد زیرانداز (شاید هم رختخواب) ساخته‌شده توسط انسان: امسال تیمی بین‌المللی از باستان‌شناسان به سرپرستی یکی از پژوهشگران دانشگاه ویتواترسند آفریقای جنوبی نتایج پژوهش‌های خود درخصوص بقایای بسیار کهن زیرانداز و پوشش کف را در ساینس منتشر کردند. نتیجه این بررسی‌ها حاکی از کشف بقایای قدیمی‌ترین زیرانداز ساخته‌شده توسط انسان در حدود 200 هزار سال پیش است که هم می‌توانسته کاربرد تختخواب/ رختخواب و هم زیراندازی برای انجام کارهای روزانه را داشته باشد. این زیرانداز از دسته‌های علف تشکیل می‌شده که روی بقایای خاکسترشده زیرانداز خشک‌شده قبلی ساخته می‌شده‌اند. این بقایا در کاوش‌های غار بوردر در کوهستان لبومبو آفریقای جنوبی به دست آمده است. شواهد حضور انسان در این مکان به تاریخی حدود 227 هزار سال پیش بازمی‌گردد. این پناهگاه صخره‌ای عظیم به‌دلیل حفاظت بسیار عالی مواد آلی در رسوبات کف آن شواهد منحصربه‌فردی از بقایای گیاهی فسیلی را ارائه کرده است. به گفته کاوشگر این غار، «لین ودلی»، این لایه که بقایای آن توسط میکروسکوپ‌های الکترونی روبشی و طیف‌سنجی و آنالیز فیتولیت شناسایی شده است، شامل دسته‌های علفی بوده که از نزدیکی غار تهیه شده و روی لایه نرمی از خاکستر قرار داده می‌شده و غیر از ایجاد بستری مناسب و نرم، باعث دفع حشرات می‌شده و حتی شامل بقایای چوب‌های معطر هم بوده است. این زیرانداز هم می‌توانسته کاربرد رختخواب داشته باشد و هم زیرانداز نرمی برای انجام کارهای روزانه، چراکه شواهد ساخت ابزارهای سنگی و گل اخیرا نیز از لابه‌لای آن به دست آمده است. این کشف جالب، شاهدی دیگر از قدرت ادراک و شناخت انسان هوشمند نخستین از محیط اطراف خود و برآورده‌کردن نیازهای روزانه‌شان است که با مهارت درخورتوجهی که تا پیش از این ناشناخته بود، به انجام رسیده است.

- انسان‌ها دی‌ان‌ای مرتبط با خطر بیماری حاد کرونا را از نئاندرتال‌ها به ارث برده‌اند: بر‌اساس یک مطالعه جدید که نتایج آن امسال منتشر شد، پژوهشگران معتقدند بخشی از دی‌ان‌ای مرتبط با بیماری کووید-19 حدود 60 هزار سال پیش از نئاندرتال‌ها به انسان‌های مدرن منتقل شده است. این یافته جدید توسط گروه تحقیقاتی ماکس‌پلانک به سرپرستی «سوانته پابو» و همکاران دیگرش منتشر شد. بر‌اساس این مطالعه که به مقایسه دی‌ان‌ای بیش از سه هزار بیمار مبتلا به کرونا با توالی دی‌ان‌ای مطالعه‌شده از برخی از فسیل‌های نئاندرتال‌ها می‌پردازد، بخشی از ژنوم که شامل شش ژن روی کروموزوم 3 است، در طول تاریخ تطور بشر از نئاندرتال‌ها به انسان‌های مدرن منتقل شده و با نوع حاد بیماری کرونا در ارتباط است. نکته جالب‌توجه این است که این بخش از ژنوم در جمعیت‌های انسانی در بنگلادش بسیار رایج است (شاید دلیل ابتلا و مرگ‌ومیر بیشتر مهاجران بنگلادشی در انگلیس همین ژن‌های کنترل‌کننده عامل خطر بیماری تنفسی حاد باشد و نه به‌دلیل تضاد طبقاتی و فقر بیشتر) و حدود 63 درصد مردم حداقل یک نسخه از آن را دارند و در مناطق جنوب آسیا تقریبا یک‌سوم مردم این بخش ژن را دارند. اما در اروپا، فقط هشت درصد مردم دارای این بخش از ژنوم بوده یا در شرق آسیا فقط چهار درصد و در آفریقا نیز به کلی وجود ندارد. در حال حاضر تحقیقات بیشتر بر کروموزوم نهم که با گروه خونی مرتبط است و ارتباط‌ دارندگان هر یک با ابتلای بیشتر و کمتر به کرونا متمرکز است تا این نظریه مربوط به نئاندرتال‌ها که نقدهای بسیاری در‌پی داشته است. اما برخی از پژوهشگران معتقدند احتمالا بیشتر ژن‌های نئاندرتال‌ها برای انسان‌های مدرن مضر بوده‌اند و براثر فرایند تکامل و انتخاب طبیعی از بین رفته‌اند. اما برخی از این ژن‌ها در خط سیر تکاملی در نقاط و جوامع مختلف به بقای خود ادامه داده‌اند. شاید داستان این است که پاسخ سیستم ایمنی بدن که در دوره پارینه‌سنگی میانی در برابر نوع باستانی این ویروس‌ها کافی بوده است، بیشتر از حد مورد نیاز بشر امروزی است و حملات تند آن منجر به ازبین‌بردن شش‌ها و ازکارافتادن اندام‌های داخلی بدن می‌شود.

- شواهد  بیشتر  از تأثیرات مثبت ژنتیک نئاندرتال‌ها بر انسان‌های مدرن؛ باروری بیشتر: از هر سه زن در اروپا یک زن «گیرنده پروژسترون» را که یک واریانت خاص ژنی است، از تأثیر ژنتیک نئاندرتال‌ها بر انسان‌های مدرن و در نتیجه امتزاج آنها به ارث برده است. این «گیرنده پروژسترون» نمونه دیگری از واریانت‌های ژنتیکی مفیدی است که از انسان‌های نئاندرتال به انسان‌های مدرن به ارث رسیده است و زنانی که دارای این واریانت ژنتیکی نئاندرتال‌ها هستند مشکلات کمتری در دوران بارداری داشته و کمتر دچار سقط جنین می‌شوند و بچه‌های بیشتری به دنیا می‌آورند. نتیجه مطالعه‌ای که امسال در نشریه زیست‌شناسی و تطور مولکولی توسط پژوهشگران مؤسسه انسان‌شناسی تطوری ماکس‌پلانک و مؤسسه کارولینسکا در سوئد منتشر شد، این اطلاعات جدید را ارائه داد. به گفته «هوگو زبرگ» و «سوانته پابو» (دو نفر از پژوهشگران این مطالعه) براساس آنالیز بیش از 450 هزار از داده‌های افراد شرکت‌کننده در یک بانک داده زیستی که 244 هزار نفر آنها مؤنث بودند مشخص شد که 29 درصد زنان دارای یک کپی از این نوع «گیرنده پروژسترون» نئاندرتال‌ها و سه درصد از زنان دارای دو کپی هستند. «گیرنده پروژسترون» یک گیرنده داخل سلولی است که توسط هورمون استروئیدی پروژسترون که یکی از هورمون‌های زنانه است و در زمان بارداری ترشح می‌شود، فعال می‌شود.

- قدیمی‌ترین شواهد حضور انسان هوشمند در اروپا و احتمال نفوذ فرهنگی آنها بر نئاندرتال‌ها: امسال گزارش تحلیلی نتایج کاوش اخیر مکان مشهور «باچو کی‌رو» در دامنه‌های شمالی کوه‌های بالکان واقع در کشور بلغارستان ازسوی پژوهشگران مؤسسه انسان‌شناسی تطوری ماکس‌پلانک و همکارانشان در مجله نیچر منتشر شد. براساس یافته‌های جدید، گروهی از انسان‌های هوشمند در حدود 46 هزار سال پیش در این غار سکونت داشته و ابزارهای سنگی متفاوتی از ابزارهای نئاندرتال‌ها می‌ساخته‌اند که به صنایع دوره آغازین پارینه‌سنگی جدید منسوب است. این انسان‌ها به‌صورت گسترده‌ای از آویزهای ساخته‌شده از دندان حیوانات و دیگر مواد اولیه استفاده می‌کرده‌اند. در کنار تیغه‌های سنگی این صنعت، ساکنان این غار بیزون و اسب وحشی و خرس غار شکار می‌کرده‌اند که دندان خرس‌ها احتمالا زینت‌بخش آنها بوده است. نکته جالب توجه درباره این کشفیات این است که مطالعات ژنتیک باستانی روی یک دندان آسیای انسان و چندین تکه استخوان دیگر از این کاوش‌ها نشان داده که به غیر از ریخت‌شناسی دندان آسیا که مشابه انسان‌های هوشمند است، توالی دی‌ان‌ای میتوکندریایی آن نیز حاکی از شباهت آن با انسان‌های مدرن روسیه، اسپانیا و چین است. پژوهشگران در این مکان 1271 قطعه استخوان را مورد آزمایش قرار داده و کلاژن باقیمانده را به روش جدید «زووم ام‌اس» استخراج کردند و 95 قطعه را نیز سال‌یابی کردند. این سال‌یابی‌ها بقایای انسانی و بستر باستان‌شناختی آن را به بازه زمانی 43650 تا 45820 سال پیش نسبت دادند. اما قدیمی‌ترین سال‌یابی این مکان براساس بقایای استخوانی حیوانات تاریخ 46940 سال پیش است که مصادف با یک دوره گرم اقلیمی است و احتمالا تأثیر زیادی در پراکنش جمعیت انسان‌های مدرن از غرب آسیا به اروپا داشته است. جالب است که آویزهای دندان خرس مشابه آویزهای ساخته‌شده به‌دست نئاندرتال‌ها در حدود 44 هزار سال پیش تا 42 هزار سال پیش است و جزء فرهنگی به نام شاتلپرونی به حساب می‌آید. حال سؤال این است، آیا نئاندرتال‌ها تحت تأثیر فرهنگی انسان‌های مدرن تازه از راه رسیده قرار گرفته بودند؟

- کشف ردپای انسان‌های مدرن نخستین در شبه‌جزیره عربستان: انتشار گزارش کشف ردپاهای 120 هزار ساله انسان و حیوانات در حاشیه بستر دریاچه‌ای کهن در شبه‌جزیره عربستان از خبرهای مهم امسال بود. آثار ردپای انسان‌های مدرن اولیه ازسوی تیمی از پژوهشگران به سرپرستی «مایکل پتراگلیا» از مؤسسه ماکس‌پلانک در منطقه‌ای به نام الاثر کشف شده که هزاران سال پیش یک دریاچه آب شیرین بوده و اکنون بستر فسیل‌شده آن باقیمانده است. این ردپاها که شامل هفت عدد ردپای انسان و تعداد زیادی ردپای حیواناتی مانند فیل، شتر و دیگر علف‌خواران هستند، براساس آنالیز سن‌سنجی دانه‌های کوارتز رسوبات لایه‌های بالا و پایین محل کشف آنها به بازه زمانی 132 هزار سال تا 102 هزارسال پیش بازمی‌گردند. اما پژوهشگران این کشف احتمال تعلق آنها را به حدود 120 هزار سال پیش محتمل‌تر می‌دانند. اندازه این ردپاها نشان می‌دهد که احتمالا مربوط به انسان‌هایی بلندقامت‌تر و لاغرتر از نئاندرتال‌ها بوده‌اند. این آثار درواقع لحظه‌ای از عبور انسان‌های مدرن اولیه بر لبه دریاچه در حال خشک‌شدنی را ثبت کرده‌اند که می‌توانسته منبع آب این انسان‌ها و حیوانات اطراف آنها بوده باشد. متأسفانه هیچ بقایای دیگری ازجمله ابزار سنگی یا استخوان حیوانات در این محل یافت نشده است. انسان‌های مدرن احتمالا بیش از 120 هزار سال پیش از آفریقا وارد عربستان شده‌اند، زمانی که این منطقه بیابانی امروزی، دارای علفزارهای گسترده و منابع متعدد آب شیرین بوده است.

- کشف قدیمی‌ترین اثر هنری پارینه‌سنگی چین: قدمت پیکرک‌های پارینه‌سنگی در اروپا به بیش از 40 هزار سال پیش بازمی‌گردد، درحالی‌که این نوع آثار هنری در مناطقی مانند شرق آسیا ناشناخته باقی مانده‌اند. اما امسال انتشار نتایج مطالعه یک پیکرک استخوانی پرنده از مکانی در چین نشان داد که ساخت چنین آثاری در شرق آسیا نیز رواج داشته است. این اثر در نتیجه سرند آبی رسوبات به‌هم‌ریخته از حفر چاه در اواخر دهه 50 میلادی در مکان باستان‌شناختی به نام «لینگ‌جینگ» در شهرستان هنان چین به دست آمده است. با توجه به بستر باستان‌شناختی آن احتمالا بین 13هزارو 800 سال تا 13 هزار سال قدمت دارد. اگرچه بازه زمانی لایه باستان‌شناختی منسوب به این رسوبات به‌هم‌ریخته، از آخرین دوره بیشینه یخچالی تا دوره کوتاه و سرد موسوم به «یانگر درایاس» عنوان شده است. آنالیز میکروسکوپی کانفوکال و میکروتوموگرافی این پیکرک و خرده‌استخوان‌هایی که از بستر باستان‌شناختی مرتبط با آن به‌دست آمده نشان می‌دهد که پیکرک از استخوانی که به علت حرارت سیاه شده و با چهار تکنیک مختلف حکاکی ساخته شده است. به گفته پژوهشگران که از دانشگاه‌های شندونگ چین، بوردو فرانسه و برگن نروژ هستند، سبک و تکنیک‌های شکل‌دهی به این پیکرک کوچک با نمونه‌های اروپایی متفاوت بوده، به‌ویژه داشتن پایه در این اثر که می‌تواند نشان‌دهنده سبک خاص شرق دور باشد. کشف این اثر قدمت آثار هنری کهن از این دست را به دوره متأخر پارینه‌سنگی چین می‌برد. با وجود برجانبودن این اثر در بستر باستان‌شناختی آن، براساس مطالعه دیگر آثار یافت‌شده همراه با این پیکرک و تهیه 28 سال‌یابی رادیوکربن از بستر مربوطه، قدمت حدودی این اثر 13هزارو 500 سال تخمین زده شده است. در لایه‌های قدیمی‌تر این مکان باز، شواهد جالب دیگری مانند کوبه‌های استخوانی مخصوص ساخت ابزار و حتی خارج‌کردن مغز استخوان به ‌دست ‌آمده که به تاریخی حدود 115 هزار سال پیش بازمی‌گردد.

- شواهد انطباق زیستی و سکونت انسان در اواخر پلیستوسن در آن ‌سوی خط والا: یکی از ویژگی‌هایی که گونه انسان مدرن یا هوموساپینس را از دیگر انسان‌ریخت‌ها جدا می‌کند، پراکنش گسترده و جهانی آن و قدرت انطباق بالا با محیط‌های مختلف و استفاده از منابع آنهاست. چگونگی پراکنش انسان مدرن و تصرف قاره‌های مختلف در یک بازه زمانی نسبتا کوتاه نسبت به الگوهای رفتاری مشابه در انسان‌ریخت‌های دیگر از موارد جالب چگونگی تطور انسان است. نتایج آنالیز ایزوتوپی یک مجموعه از دندان‌های انسان مدرن پلیستوسن جدید از مکان‌های پارینه‌سنگی جزایر تیمور و آلوور والاسیا اندونزی (به‌ویژه مکان آسیتا کورو) که امسال در مجله نیچر منتشر شد، نشان می‌دهد انسان در یک بازه زمانی مشخص به چه منابع غذایی‌ای وابسته بوده و چه تغییراتی در الگوی استفاده از این منابع دیده می‌شود. همچنین این موضوع را مطرح می‌کند که این نخستین ساکنان از‌طریق دریانوردی در حدود 45 هزار سال پیش و در مسیر پراکنش به‌سوی استرالیا به این جزایر رسیده‌اند؛ انسان‌هایی که در بازه زمانی حدود 42 هزار تا 39 هزار سال پیش در این جزایر می‌زیسته‌اند، بیشتر از منابع ساحلی استفاده می‌کرده‌اند، اما بعدها احتمالا به‌دلیل افزایش جمعیت از حدود 20 هزار سال پیش به سمت منابع جنگلی درون جزیره و استفاده گسترده از آنها روی آوردند. این مسئله نشانگر قدرت تطبیق زیاد انسان‌های مدرن و پیشرفت آن در بازه زمانی کوتاه است. ازآنجایی‌که این جزایر در زمان مورد بحث مجزا بوده‌اند، فرضیه استفاده از وسیله‌ای مانند قایق و در کل دریانوردی این انسان‌ها نیز تقویت می‌شود. به نظر پژوهشگران، این جزایر به‌دلیل فقر منابع غذایی برای استقرارهای دائمی و بلندمدت چندان قابل توجه نبوده‌اند. این مطالعه به‌صورت مشترک توسط مؤسسه ماکس‌پلانک، دانشگاه ملی استرالیا و دانشگاه گاجا مادا اندونزی منتشر شده است.

- پای انسان بسیار پیش‌تر از آنکه تصور می‌شود به قاره آمریکا رسیده است: شواهد جدید باستان‌شناختی به‌دست‌آمده از یک غار دورافتاده در مکزیک به نام چیکیهیتا که شامل تعداد قابل توجهی دست‌تراش‌های سنگی و سال‌یابی لایه‌های محل کشف آنهاست، حاکی از حضور انسان در این منطقه در حدود 30 هزار سال پیش است. پیش از این قدیمی‌ترین شاهد حضور انسان در آمریکای شمالی مربوط به یک مکان باز در تگزاس بوده که تاریخ آن به حدود 19 هزار سال پیش بازمی‌گشت. براساس مطالعات دی‌ان‌ای بیشتر ساکنان بومی آمریکا ریشه‌های مشترکی با ساکنان شرق آسیا، به‌ویژه چین و ژاپن دارند، اما قدیمی‌ترین قرابت‌های دی‌ان‌ای حاکی از نزدیکی ریشه نخستین ساکنان آمریکا با ساکنان جزایر ملانزی و فلیپین و ابورجین‌های استرالیاست. این کشف باستان‌شناختی جدید سؤال‌های بسیاری را مطرح می‌کند که آیا سازندگان این ابزارهای سنگی می‌توانسته‌اند از مناطق پیش‌گفته نشئت گرفته باشند یا چه زمانی و چگونه این جمعیت‌های انسانی به آمریکا رسیده‌اند. اگرچه برخی پژوهشگران معتقدند بسیاری از قطعات موسوم به دست‌تراش، حاصل دست انسان نبوده و به‌صورت طبیعی ایجاد شده‌اند.

- نئاندرتال‌ها غذای دریایی هم می‌خورده‌اند: معمولا تصور می‌شود که نئاندرتال‌ها به غیر از گوشت جانوران خشکی‌زی، به‌ویژه گیاه‌خواران بزرگ به منابع غذایی دیگر بی‌توجه بوده‌اند و قدرت شناختی استفاده از آنها را نداشته‌اند؛ اما این فرضیه درک اندک و عدم شناخت نئاندرتال‌ها از محیط و منابع پیرامونشان روزبه‌روز بیشتر به چالش کشیده می‌شود و تفاوت‌های رفتاری نئاندرتال‌ها و انسان‌های مدرن هم‌زمان آنها به‌ویژه در آفریقا و حتی انسان‌های مدرن بعدی که آنها را شاید رو به نابودی کشاندند، کم و کمتر می‌شود. مطالعه جدیدی که بر بقایای باستان‌شناختی یک غار به نام فیگورا براوا در کشور پرتغال انجام شده است، نشان می‌دهد نئاندرتال‌ها به‌صورت گسترده از منابع غذایی دریایی استفاده می‌کرده‌اند. این مقاله که در مجله ساینس منتشر شد نشان می‌دهد که نئاندرتال‌های این غار در بازه زمانی حدود 86 هزار تا صدوشش هزار سال پیش از ماهی، صدف‌های دریایی و خرچنگ و حتی کوسه و دلفین به‌عنوان یک منبع غذایی تکمیلی در کنار گوشت حیواناتی مانند گوزن، بز و اسب‌سانان استفاده می‌کرده‌اند. پژوهشگران این مطالعه نمی‌دانند که آیا نئاندرتال‌ها این گونه‌های دریایی را خود مستقیم به‌دست می‌آورده‌اند یا از ساحل جمع‌آوری می‌کرده‌اند. براساس این مطالعه نئاندرتال‌های این غار احتمالا از دانه‌های میوه کاج هم استفاده می‌کرده‌اند. * دکترای باستان‌شناسی پارینه‌سنگی از دانشگاه بوردو فرانسه.شرق.

انسان در بوته آزمایش انسان 

عبدالرضا ناصرمقدسی*

فیلم «شکاف» محصول مشترک کانادا و فرانسه و به کارگردانی «وینچنزو ناتالی» است که در سال 2009 ساخته شده است. این فیلم از معدود فیلم‌های علمی‌-تخیلی است که به مقوله ایجاد انسان‌های ترکیبی می‌پردازد؛ انسانی که حاصل ترکیب ژنوم انسانی با ژنوم یک جاندار دیگر هستند. موضوعی که در‌حال‌حاضر تحت عنوان پروژه شیمر از موضوعات داغ تحقیقاتی بوده که سؤال‌های اخلاقی فراوانی را نیز ایجاد کرده است. اگرچه داستان ضعیف فیلم و تکیه بیش از اندازه به تخیل و فاصله‌گرفتن از مباحث علمی، این اثر را به فیلمی ضعیف بدل کرده؛ اما نکاتی قابل بحث نیز در آن وجود دارد. فیلم درباره یک زوج دانشمند (کلیو و السا) است که در یک شرکت بیولوژیک به تحقیق مشغول‌اند. آنها به دنبال ترکیب دی‌ان‌ای جانداران مختلف به‌منظور ایجاد جانداران ترکیبی جدید هستند. این زوج دانشمند موفق به ساخت چنین جاندارانی می‌شوند. همین موفقیت اولیه، آنها را ترغیب می‌کند که دست به ساخت جاندارانی مرکب از دی‌ان‌ای انسانی با سایر جانوران بزنند؛ اما رؤسای شرکت با این ایده به‌شدت مخالفت می‌کنند. با‌این‌حال «کلیو» و «السا» تصمیم می‌گیرند که مخفیانه دست به آزمایش‌هایی زده و دی‌ان‌ای انسان را با سایر جانداران ترکیب کنند؛ اما تلاش‌های آنها با شکست مواجه می‌شود. این در حالی است که آنها قبلا توانسته بودند دست به ترکیب دی‌ان‌ای سایر جانداران با هم بزنند؛ ولی انگار انسان پیچیده‌تر از آن چیزی است که قابل ترکیب با سایر جانداران باشد. آنها دلسرد نشده و با جدیت به تلاش‌های خود ادامه می‌دهند تا اینکه سر آخر موفق به ترکیب دی‌ان‌ای انسان و سایر جانداران می‌شوند. با اینکه «کلیو» شک و تردیدهایی درباره ادامه کار دارد؛ اما اصرار و در‌عین‌حال ماجراجویی «السا» سبب می‌شود که درنهایت دست به ترکیب دی‌ان‌ای انسان و جانداری دیگر و تزریق آن در یک تخمک بزنند. موضوعی که مقدمه‌ای بر ایجاد اولین انسان ترکیبی محسوب می‌شود.

آنها که مخفیانه دست به این کار زده‌اند، مخفیانه نیز راه خود را ادامه می‌دهند. جنینی در فضای آزمایشگاهی شروع به رشد می‌کند. جنینی که هیچ دیدگاهی درباره ماهیت آن نداشته و فقط می‌دانند که ترکیبی از انسان و جانداری دیگر است. مدتی می‌گذرد تا اینکه شبی متوجه می‌شوند که جنین مزبور بسیار بی‌قرار شده است. وقتی سعی می‌کنند او را از داخل محفظه رشدش خارج کنند، این موجود ترکیبی باعث آسیب شدید به «السا» می‌شود. آنها سر آخر این جاندار هیبریدی را که حالا از درون محفظه بیرون پریده است، حبس کرده و به آنچه خلق کرده‌اند، می‌نگرند: موجودی عجیب با دمی دراز. درنهایت وقتی تصمیم می‌گیرند که این جاندار هیبریدی را بکشند، متوجه می‌شوند که پوست‌اندازی کرده و از درون آن جانداری دیگر متولد شده که شباهت‌هایی با گونه انسان دارد. همین شباهت و نیز ارتباط عاطفی‌ای که با «کلیو» و «السا» برقرار می‌کند، سبب می‌شود که با وجود کشمکش‌های بسیار از کشتن آن صرف‌نظر کرده و مخفیانه این جاندار را که روز‌به‌روز شباهت‌های بیشتری با گونه انسان پیدا می‌کند، تربیت کنند. آنها نام «درن» را بر او می‌گذارند. «درن» جانداری ترکیبی است. می‌تواند همانند انسان روی دو پا بایستد. پاهایی که البته به‌ جای پنج انگشت، سه انگشت داشته و نسبت به پاهای انسان خمیده هستند. «درن» دمی دراز نیز دارد. دمی که به‌واسطه داشتن نیشی تیز بسیار کشنده است. با وجود همه این تناقض‌ها و مشکلات متعددی که نگهداری «درن» برای آنها ایجاد می‌کند، «کلیو» و «السا» مصمم به تربیت او هستند. آنها به این منظور به خانه‌ای قدیمی در مزرعه‌ای خارج از شهر می‌روند و «درن» را در آنجا می‌گذارند. «درن» هرچه بزرگ‌تر می‌شود، توانایی برقراری ارتباط عاطفی بیشتری نیز پیدا می‌کند؛ ارتباطی که درنهایت منجر به برقراری رابطه بین «کلیو» و «درن» می‌شود. رابطه‌ای که «السا» از آن باخبر می‌شود و همین سبب فروپاشی زندگی آنها می‌شود؛ اما در‌این‌بین اتفاقات جدیدی نیز می‌افتد. حال «درن» رو به وخامت می‌گذارد و می‌میرد. آنها «درن» را در حیاط مزرعه دفن می‌کنند. از طرف دیگر سران کمپانی بیولوژی که آنها برای آن کار می‌کردند، نیز متوجه وجود این جاندار هیبریدی شده و به مزرعه می‌آیند؛ اما آنها با موضوع بسیار عجیبی روبه‌رو می‌شوند. «درن» نمرده است؛ بلکه او با دگردیسی به جانداری بسیار خطرناک تبدیل شده است. جانداری انسان‌نما با بال‌های بزرگ و توانایی زیادی در کشتن. توانایی‌ای که با مرگ «کلیو» و درنهایت کشته‌شدن خود «درن» به پایان می‌رسد.
همان‌طور که گفته شد، فیلم «شکاف» چه از لحاظ کارگردانی و چه از لحاظ داستان‌پردازی فیلمی ضعیف است؛ اما نکته مهمی که فیلم به آن پرداخته و به بحث ما نیز بسیار یاری می‌رساند، همین قدرت پردازش احساسی و شناختی در یک جاندار ترکیبی است که از امتزاج دی‌ان‌ای انسانی با جانداری دیگر شکل گرفته باشد؛ پردازشی که می‌تواند گونه انسان را به‌شدت به چالش بکشد.
چه بخواهیم و چه نخواهیم، در سال‌های آینده با چنین موجوداتی ترکیبی‌ روبه‌رو خواهیم شد. درست است که توجهات اخلاقی سبب شده که بسیاری از دولت‌ها مانع انجام چنین تحقیقاتی شوند؛ اما همواره انسان‌ها و دولت‌هایی وجود دارند که چنین موضوعاتی برای آنها از اهمیت کمتری برخوردار بوده و بی‌محابا و بدون توجه به عواقب کار دست به انجام چنین آزمایش‌هایی بزنند. هم‌اکنون نیز محققان آمریکایی راهی چین شده‌اند تا با فرار از قوانین سخت آمریکا چنین آزمایش‌هایی را در چین انجام دهند؛ کشوری که به نظر می‌رسد برای روح و هویت انسانی ارزشی قائل نیست. همان‌طور که گفته شد، کمتر فیلمی به این موضوع پرداخته است؛ اما اتفاقاتی که در جهان در حال وقوع است، اهمیت توجه بیشتر به چنین موضوعاتی را گوشزد می‌کند. تخیل انسانی می‌تواند هم خطرات و هم فواید احتمالی چنین آزمایش‌هایی را به ما نشان دهد. همچنین می‌تواند امکانات جدیدی را نیز پیش‌روی ما بگذارد. در بررسی‌های قبلی دیدیم که سینما چگونه می‌تواند سبب درک بهتر ما از موضوعات شود. مقوله انسان هیبریدی نیز یکی از همین موضوعات مهم و بحث‌برانگیز است.شرق. *متخصص مغز و اعصاب.

به علم و روش آن اعتماد کنیم

شایان صولتی

علم که قابل اعتماد نیست. تا دیروز می‌گفتند که کوچک‌ترین ذره‌ اتم الکترون است و امروز چیز دیگری می‌گویند. از کجا معلوم که حرفی که در‌حال‌حاضر می‌زنند، معتبر باشد و چند سال دیگر خلافش ثابت نشود؟». احتمالا این جمله یا جملاتی از این دست را همه ما بارها و بارها شنیده‌ایم. آیا این موضوع که دانشمندانی در راه رد یا تکمیل نظریه‌های پیشین قدم می‌گذارند، نقطه ضعف محسوب می‌شوند یا ممکن است که اوضاع به شکل دیگری باشد؟ قبل از آنکه وارد بحث شویم باید تعاریف مختلفی را که از علم وجود داشته است، با همدیگر بررسی کنیم.

2- اگر عبارت «تعریف علم» را در گوگل جست‌وجو کنید، اولین تعریف را از ویکی‌پدیا (البته ویکی‌پدیا منبع معتبری محسوب نمی‌شود و نمی‌توان به آن اتکا کرد) خواهید دید: «علم یا دانش به معنی اقدام قاعده‌مند در جهت توسعه و سازماندهی هدفمندِ اطلاعات باارزش جهان است که در قالب تفسیرهای قابل آزمایش و پیش‌بینی‌هایی درباره جهان، صورت می‌گیرد». کمی به عقب‌تر برویم و ببینیم که فلاسفه یونان باستان تعریف‌شان از علم به چه صورت بوده است. «ارسطو» دانش علمی را چنین تعریف می‌کند: «علم مجموعه‌ای از آگاهی‌های قابل‌اتکا است که از لحاظ منطقی و عقلانی، قابل توضیح باشند». جالب است بدانید که تا اوایل عصر مدرن (بعد از دوره‌ پساکلاسیک، 1500 میلادی به بعد) دو واژه «علم» و «فلسفه» در زبان انگلیسی به‌جای یکدیگر به ‌کار می‌رفت و تقریبا در سده‌ 17 میلادی بود که از یکدیگر جدا شدند. امروزه اگر بخواهیم علم را تعریف کنیم یکی از تعاریف می‌تواند این‌چنین باشد: «مطالعه ساختار و رفتار دنیای مادی و انجام آزمایش‌های گوناگون برای کشف قوانین حاکم بر آن و توسعه‌دادن نظریه‌های علمی». نکات بسیار مهمی در این تعریف وجود دارد. هدف از مطالعه، مشاهده و انجام آزمایش‌های گوناگون کشف حقیقتی از دنیای مادی است. این موضوع به این معناست که قوانین وجود دارند و دانشمندان و متخصصین در پی کشف آن هستند. یعنی قبل از «نیوتن» هم قانون گرانش وجود داشت و فقط انسان‌هایی که در آن دوره می‌زیستند، از آن شناخت نداشتند. چه‌بسا که پیش از «نیوتن»، افراد بسیاری سیب بر سرشان فرود آمده بود، ولی نتوانسته بودند توجه آنها را به قانون گرانش جلب کند. بنابراین این قوانین وجود دارند و فقط نیازمند این است که ما بتوانیم کشف‌شان کنیم. نکته دیگری که باید به آن توجه کنیم این است که این قوانین (قوانین فیزیک نیوتنی) نمی‌توانند نسبی باشند و فقط در بعضی شرایط و مواقع بشود روی آنها حساب کرد. همین قانون گرانش را در نظر بگیرید. تصور کنید که قانون گرانش نسبی بود و با توجه به شرایط هر‌بار تغییر می‌کرد. برای مثال عدد g در کشور ایران در هوای بارانی 6.43 متر بر مجذور ثانیه بود و در کشور اسپانیا 9.81 متر بر مجذور ثانیه روی اجسام اثر می‌گذاشت. آن وقت دیگر هواپیماها نمی‌توانستند از قاره‌ای به قاره دیگر بروند و شرایط تحت کنترل کامل آنها باشد. اما در اینجا ممکن است سؤالاتی برای ما پیش آید. اگر قوانین ثابت هستند و تغییری نمی‌کنند، پس چرا برخی نظریه‌ها بعدها تکمیل می‌شوند؟ اگر قانون گرانش نیوتنی ثابت است پس نظریه نسبیت عام وخاص اینشتین چه می‌شود؟
3- برای اینکه به این سؤالات پاسخ دهیم باید چند قدم دیگر برداریم. تئوری علمی (نظریه علمی) شامل یک یا چند فرضیه است که به وسیله آزمایش‌های پی‌درپی پشتیبانی شده ‌است. یک تئوری برای اینکه تئوری باقی بماند باید هیچ‌گاه مورد نقض شواهد جدید قرار نگیرد؛ چراکه اگر شواهد جدید خلاف آن تئوری را نشان دهد، آن تئوری دیگر رد خواهد شد. برای درک بهتر این موضوع بگذارید از همان مثالی که پیش‌تر آوردم، ادامه دهیم. تئوری‌های علمی قابلیت کامل‌تر شدن را دارند. به این معنی که تئوری قدیمی اشتباه نبوده ولی از طرفی کامل هم نبوده ‌است، مانند فیزیک نیوتنی و نسبیت عام. زمانی که «نیوتن» تئوری گرانش (جاذبه) را کشف کرد و قوانینی را نوشت که حرکت اشیا را توضیح می‌داد، او اشتباه نمی‌کرد بلکه نظریه‌اش کامل نبود. بعدها «اینشتین» تئوری‌های نسبیت عام و خاص را فرمول‌بندی کرد که نظریه‌ای کامل‌تر برای توضیح گرانش بود. بنابراین نظریه‌ها کامل می‌شوند ولی رد و کاملا باطل نمی‌شوند، درست خلاف مدل‌ها و فرضیه‌ها.
4- حالا شاید این سؤال مطرح شود که اگر مدل‌ها و فرضیه‌ها که درواقع ‌به‌منظور توصیف و تبیین دقیق شکل رفتار گیتی پیشنهاد شده‌اند، ممکن است دچار ایراد و مشکل باشند، پس چگونه ما می‌توانیم به آنها اعتماد کنیم؟ حقیقتا پرسش درباره مسائل مهم و جدی‌ای که بشر هنوز به آن علم کامل ندارد، آسان است، اما پاسخ‌دادن به آن بسیار دشوار خواهد بود. واقعیت این است که برای شناخت جهان، انسان چاره‌ای جز آن ندارد و خطاپذیری یا همان ابطال‌پذیری فرضیه‌ها، دقیقا همان موضوعی است که به آن نیاز داریم تا به کمک آن بتوانیم به حقیقت دسترسی پیدا کنیم.
موضوع مهم دیگر این است که فرضیه‌ها باید خودشان را در برابر شواهد جدید و آزمایش‌های گوناگون قرار دهند تا بتوانند توضیحی بر مسائل جهان باشند. اگر که فرضیه‌ها قابلیت ابطال‌پذیری نداشته باشند، کارایی لازم را نخواهند داشت و همچنین شبیه به ضدعلم و شبه‌علم عمل خواهند کرد. البته این موضوع هم لزوما به این معنا نیست که تمام فرضیه‌ها کاملا غلط هستند و قدم بعدی که دانشمندان برمی‌دارند، در تناقض و تضاد با فرضیه‌های دانشمندان پیشین است؛ اما در بسیاری از موارد حتی فرضیه‌های دانشمندان پیشین پلی هستند که به دانشمندان بعد از خود کمک می‌کنند تا به حقیقت‌ نزدیک‌تر شوند. برای درک و فهم بهتر این موضوع بیایید کمی بیشتر وارد موضوع نسبیت خاص «اینشتین» شویم و اقداماتی را که او انجام داد، بررسی کنیم. در سال 1905 میلادی «آلبرت اینشتین» نظریه‌ فضا و زمان نیوتنی را تصحیح کرد. درواقع تنها کاری که او انجام داد، این بود که دو واقعیت را در کنار یکدیگر قرار داد. اول آنکه قوانین فیزیکی مشابه، درباره افرادی که با سرعت‌های مختلف در حرکت هستند، صدق می‌کند و تجارب آنان، نتایج یکسانی دارد. این امر درباره تجارب ما نیز مصداق دارد. به ‌طور مثال ما مستقیما حرکت خود به دور خورشید را احساس نمی‌کنیم یا به‌راحتی می‌توانیم داخل یک هواپیمای در حال حرکت، قدم بزنیم؛ اما حقیقت دوم کمی دشوارتر از اولی است. چنانچه از درون یک فضاپیمای در حال حرکت، نور لیزری را به سمت بیرون بیندازیم، طبیعتا توقع داریم که پرتوهای ساطع‌شده از آن، در مقایسه با یک منبع نور ثابت لیزر، سریع‌تر حرکت کند؛ اما این‌چنین نیست و چنین موضوعی رخ نخواهد داد. سرعت نور ثابت است و فرقی نمی‌کند که منشأ آن چیست یا چه کسی آن را اندازه‌گیری می‌کند. «اینشتین» برای توضیح بهتر این دو مطلب، مجبور بود که مفاهیم فضا و زمان مستقل «نیوتن» را کنار بگذارد. در واقع یعنی مقدار مسافت و زمان، بستگی به کسی دارد که آنها را اندازه می‌گیرد. از نظر ما، افراد داخل یک فضاپیمایی که با سرعت بالا حرکت می‌کنند، موجوداتی فشرده به‌ نظر می‌رسند؛ پدیده‌ای که به نام انقباض لورنتس معروف است. از نظر ما آنها به ‌طور غیرعادی آهسته حرکت می‌کنند. درحالی‌که از نظر آنان، ما نیز فشرده و کند به ‌نظر می‌رسیم. یعنی در نظریه نسبیت، همه حرکت‌ها نسبی است و چارچوب خاصی ندارد. «اینشتین» با اعمال نسبیت بر انرژی، موفق به کشف مشهورترین معادله هم‌ارزی جرم و انرژی (E=MC2) شد. این دقیقا همان موضوعی است که در علم به آن «نردبان علم» می‌گویند؛ یعنی اقدامات پیشین دانشمندان قبلی، به کمک دانشمندان بعد از خود می‌آیند (حتی فرضیه‌هایی که غلط در آنها وجود دارد) تا آنها بتوانند به حقیقت نزدیک‌تر شوند.
5- نکته دیگری که به ‌نظرم بسیار مهم است و باید به آن توجه داشت، این است که شاید این روش کمی آهسته و زمان‌بر به ‌نظر برسد؛ اما در نهایت قابل اعتماد و اطمینان است و در مقابل ما را از ضد‌علم و شبه‌علم حفظ خواهد کرد. موضوع شبه‌علم خطری است که بسیاری از افراد با ایراد از قابلیت خطاپذیری علم از آن استفاده می‌کنند و درواقع آن را به ‌گونه‌ای در جامعه ترویج می‌دهند که بسیاری از افراد، به‌ویژه نوجوانان و جوانان ممکن است که اعتمادشان را به سازوکار علم از دست بدهند و به بیراهه بروند؛ بنابراین لازم است که به تعریف علم و شبه‌علم بپردازیم و تفاوت‌هایشان را از یکدیگر بشناسیم. تعریف علم را که پیش‌تر بررسی کردیم و فقط در اینجا لازم است که ذکر کنم اساسا تمام افراد و دانشمندانی که متعهد به روش علمی هستند، بر این تلاش‌اند که با استفاده از روش‌های علمی و تکرارپذیر و از همه مهم‌تر بدون جهت‌گیری ذهنی و تعصبات خشک، بتوانند به حقیقت دسترسی پیدا کنند؛ اما در تضاد آن شبه‌علم قرار دارد که سعی می‌کند باورها و پندارهای متعصبانه قدیمی، اسطوره‌ای و خرافی را در پوشش و ظاهری علمی به افراد ارائه دهد. در بسیاری از موارد مروجان شبه‌علم و ضدعلم ادعا می‌کنند که روش‌شان کاملا مبتنی بر علم بوده و اگر هنوز افرادی (در اینجا منظور همان دانشمندان واقعی است) با آن مخالفت می‌کنند، دلیلش تعصب و بی‌تمایلی برای پذیرش واقعیت‌هاست. ممکن است این سؤال پیش آید که چگونه می‌توانیم علم و شبه‌علم را از یکدیگر تشخیص دهیم؟ فیلسوفان علم ازجمله «کارل پوپر» اتریشی و «ویتگنشتاین» راهکارهایی برای تشخیص علم از شبه‌علم ارائه می‌کنند که در ادامه به برخی از آنها می‌پردازیم. 
-به‌طور‌کلی گزاره‌های علمی آزمون‌پذیر هستند؛ یعنی شما می‌توانید با آزمایش صدق گفته‌ آنها را اثبات کنید. مثلا گزاره «آب در دمای صد درجه سانتی‌گراد به جوش خواهد آمد»، کاملا قابلیت آزمون‌پذیری دارد و شما با آزمایش‌کردن آن می‌توانید این گزاره را رد یا قبول کنید؛ بنابراین این موضوع که آن گزاره یا ادعا را بتوان بارها و بارها مورد آزمایش قرار داد و نتیجه را به‌صورت عینی مشاهده کرد، یکی از روش‌هایی است که شما می‌توانید از آن کمک بگیرید. البته باید به یک نکته در اینجا توجه کرد. برخی گزاره‌ها مانند «خواستن، توانستن است» به‌ظاهر قابلیت آزمایش دارند؛ اما ممکن است در برخی مواقع درستی آن اثبات شود و در مواقع دیگر نادرستیِ آن. در اینجا «کارل پوپر» ایده «ابطال‌پذیری» را ارائه داد و بیان کرد: «گزاره علمی درواقع گزاره‌ای‌ است که علی‌القاعده بتوان نشان داد که کاذب است. برای نمونه، گزاره هر کلاغی سیاه است یا هر قویی سفید است، ابطال‌پذیر محسوب می‌شوند؛ چراکه صرفا با پیدا‌کردن یک کلاغ سفید یا یک قوی سیاه می‌توانیم کذب‌بودن آنها را نشان دهیم و اهمیت ندارد که در واقعیت، کلاغ سفید یا قوی سیاهی وجود داشته باشد یا نه، بلکه مهم این است که این گزاره‌ها علی‌القاعده ابطال‌پذیرند. بنابراین گزاره‌های علمی ابطال‌پذیرند، اما گزاره‌های شبه‌علمی اگر هم آزمون‌پذیر باشند، ابطال‌پذیر نیستند».
- نکته دیگری که هنگام تشخیص شبه‌علم و ضدعلم از علم می‌توانید به آن اتکا کنید، این است که به‌طور‌کلی گزاره‌های علمی یا گفته‌ها و آزمایش‌های علمی معمولا نمی‌گویند که تمام حقیقت این است و لاغیر. یعنی اگر شما مقاله‌های واقعا! علمی را بررسی کنید، خواهید دید که جامعه آماری‌ای که مورد آزمایش قرار گرفته، کاملا مشخص بوده و نتایج آن به‌طور‌کامل و به تفکیک قابل مشاهده است (یعنی در انتهای آن مقاله اشاره شده که این آزمایش انجام و این موارد مشاهده شد و در این تعداد از نمونه‌ها مورد آزمایش صدق نمی‌کند و...) و در انتها یک قانون همیشگی و کلی به شما نمی‌گویند. مثلا اگر جایی مطالعه کردید که نوشته بودند: «دانشمندان فلان کشور ثابت کرده‌اند که خوردن آبلیمو باعث جلوگیری از سرطان پوست می‌شود»، باید کمی تأمل به خرج دهید و به این گزاره شک کنید؛ چراکه علاوه بر اینکه مشخص نیست کدام دانشمندان و در کدام تحقیق توانسته‌اند این موضوع را اثبات کنند بلکه حتی مشخص نیست جامعه آماری‌شان چند نفر بوده و از چه راهی توانسته‌اند این موضوع را اثبات کنند. به‌طور کلی شاید بتوان گفت کسانی که به یقین ادعایی بر مبنای پوچ و غیرعلمی ارائه می‌کنند، به احتمال بسیار زیادی گفته‌هایشان فرسنگ‌ها با علم فاصله دارد و نباید حرفشان را پذیرفت یا حداقل باید به آن شک کرد و در پی اثبات آن برآمد.
6- در نهایت تشخیص شبه‌علم و ضدعلم از علم و روش علمی در بسیاری از موارد با کمی تحقیق و تفکر قابل درک است اما نکته‌ای که در انتهای مقاله‌ دوست دارم کمی به آن بپردازم و ممکن است برای بعضی از افراد سؤال باشد، این است که چرا شبه‌علم و ضدعلم برای جامعه مضر و خطرناک است؟ ابتدایی‌ترین موضوعی که مروجان شبه‌علم در جامعه رواج می‌دهند، این است که بدون دانش و اطلاعات می‌توان اظهارنظرهای قطعی و جدی انجام داد که بعضا زندگی افراد را تحت تأثیر جدی قرار می‌دهد و ممکن است مسیر زندگی فرد را کاملا عوض کند. برای مثال افرادی که از طریق ستاره‌شناسی و طالع‌بینی ماه تولد به افرادی که برای راهنمایی به آنها رجوع می‌کنند، می‌گویند که مثلا فلان مسیر و شغل را انتخاب کنی، موفق خواهی شد یا ازدواج با این فرد برای تو منفعت دارد و مواردی از این قبیل، علاوه بر آنکه خرافات را در جامعه پرورش می‌دهند، بلکه مسیر زندگی فردی را کاملا تحت تأثیر گفته‌های پوچ خود قرار می‌دهند که اگر افراد زیادی تشویق به استفاده از این روش برای رسیدن به موفقیت شوند، از منظر جامعه‌شناسی می‌تواند اثرات مخربی در جامعه داشته باشد. دومین دلیل این است که شبه‌علم این آموزش را در نهاد جامعه نهادینه می‌کند که بدون انجام تحقیقات، تجزیه و تحلیل شرایط و مسائل می‌توان به جواب راحت و ساده رسید. حقیقت این است که اگر بشر امروز توانسته درمان بسیاری از بیماری‌ها را کشف کند، دلیلش سال‌ها ممارست و تلاش افرادی است که بسیار زیاد مطالعه کرده‌اند و در انجام آزمایش‌های پرشمار صبوری به خرج دادند. اما افراد سودجو برای کسب درآمد و منفعت خود، با انتشار مطالب خود بعضا در کتاب‌ها و مقالات به‌ظاهر معتبر، رسیدن به نتیجه نهایی را راحت و ساده نشان می‌دهند. این موضوع می‌تواند در تربیت و اندیشه نسل جوانی که در آینده باید با تلاش و زحمت برای کشورش مفید باشد، تأثیر منفی بگذارد و جامعه به سمتی پیش رود که فقدان افراد با بینش درست در آن احساس شود. اما تأثیرات مخرب باور به خرافات و شبه‌علم حتی می‌تواند بسیار خطرناک بشود و افراد را دچار مشکلات روحی و روانی کند. برخی افراد زمانی که برای مشورت درباره مسائل مهم زندگی خود یا حتی درمان یک بیماری به فردی از این مکتب مراجعه می‌کنند، با این جواب روبه‌رو می‌شوند که تلاش‌های شما در زندگی بیهوده است و عوامل ماورایی (مانند تأثیر فلان سیاره بر مغز) زمام امور شما را در دست گرفته‌اند. فردی که با ناامیدی روبه‌رو می‌شود و خود را در شرایطی می‌بیند که حتی نمی‌تواند در زندگی شخصی‌اش کنترلی داشته باشد، در معرض افسردگی شدید قرار گرفته و ممکن است اقدام به خودکشی کند. طبق آمار، چیزی حدود 60 درصد کسانی که خودکشی می‌کنند، مبتلا به افسردگی‌های حاد هستند.
7- در انتها امیدوارم توانسته باشم نشان دهم علم با تمام مصائب و سختی‌هایی که دارد (مانند کند‌بودن آن و ندادن جواب قطعی در بسیاری از موارد) یکی از مهم‌ترین ابزارهای ما برای شناخت قوانین جهان هستی است. بنابراین مهم است که بتوانیم یک گزاره‌ علمی را از یک گزاره شبه‌علمی تشخیص دهیم و این باور را در نسل جوان کشور عزیزمان پرورش دهیم که علم و استفاده از روش علمی زحمت دارد، ولی نتیجه‌اش معتبر و قابل اتکاست. شرق.

 

افول آرام ریاضیات در کشور

حسن ملکی*

 وضعیت ریاضیات کشور اصلا خوب نیست. این دقیق‌ترین توصیف از وضعیت کنونی حوزه ریاضیات در ایران است. درد بزرگی که به جان پیکره تنومند و تاریخی ریاضیات افتاده و هر روز آن را نحیف‌تر و ضعیف‌تر می‌کند. از دهه 80 به این سو، وضعیت ریاضی کشور دچار چالش‌های متعددی مانند فشار کنکور، تألیف سلیقه‌ای و بدون برنامه کتب درسی، تغییر چندباره نظام آموزشی، بی‌کاری دانش‌آموختگان دانشگاه‌ها، ایجاد جاذبه‌های نابرابر در بعضی رشته‌ها و از همه مهم‌تر کاهش علاقه به ریاضی در بین دانش‌آموزان شده است. در سال‌های اخیر اما آن‌چنان این چالش‌ها بیشتر و بزرگ‌تر شده‌اند که بزرگان جامعه دانشگاهی و معلمان ریاضی که در ارتباط مستمر با دانشجویان و دانش‌آموزان به‌عنوان خروجی نظام آموزشی هستند، نسبت به آینده علم ریاضی، بحرانی‌بودن وضعیت و تأثیر آن بر آینده علمی کشور در رشته‌های فنی و مهندسی و در نگاه کلان‌تر تأثیر آن بر توسعه پایدار کشور، هشدارهای جدی ابراز کردند. یک تحقیق شاخص در زمینه آموزش ریاضی با مطالعه حضور دانش‌آموزان ایرانی در آزمون بین‌المللی تیمز که وضعیت کشورهای مختلف در ریاضی را می‌سنجد، نشان می‌دهد که دانش‌آموزان ایرانی هرچقدر بیشتر درس می‌خوانند، در ریاضی ضعیف‌تر می‌شوند. به بیان دیگر، برای تقویت مهارت‌های ریاضیاتی یک دانش‌آموز، او نباید به مقاطع بالاتر برود. این وضعیت نگران‌کننده، جامعه ریاضی کشور را بر آن داشته است تا با برگزاری نشست‌های متعدد و نیز نوشتن مقالات پژوهشی، وضعیت ریاضی کشور را بررسی و بازبینی کند. شاید از آن طریق بتواند در کنار سیاست‌گذاران و تصمیم‌گیرندگان اصلی نظام آموزشی قرار گرفته و در راه اعتلای دانش و آموزش این مرز‌و‌بوم انجام وظیفه کند. یکی از این رویدادها، وبینار مجازی با عنوان «نشست علمی- تخصصی بررسی دلایل افت ریاضی و تحلیل گزارش‌هایی از سمینارهای علوم ریاضی و چالش‌ها» بود که با همت اتحادیه انجمن‌های علمی- آموزشی معلمان ریاضی کشور و مرکز پژوهشی ریاضی ماهانی دانشگاه شهید باهنر کرمان و با حضور دکتر «مگردیچ تومانیان»، دکتر «محسن محمدزاده»، دکتر «ابوالفضل رفیع‌پور» و آقای «سیدنعمت‌الله عبدی» در تاریخ ۲۴ دی‌ 1399 برگزار شد و در آن درباره وضعیت روز ریاضی کشور بحث و گفت‌وگوهای مفصلی شد که مورد استقبال جمعیت درخور‌توجهی از استادان و معلمان ریاضی قرار گرفت.

برقراری ارتباط مؤثر بین سیاست‌گذاران و پژوهشگران
دکتر «ابوالفضل رفیع‌پور»، دانش‌آموخته آموزش ریاضی دانشگاه شهید بهشتی و عضو هیئت‌ علمی دانشگاه شهید باهنر کرمان، به‌عنوان اولین سخنران در شروع این نشست هدف از این نشست را برقراری ارتباط بین سیاست‌گذاران و پژوهشگران دانست و اشاره کرد که در طول تاریخ آموزش کشور و در مواجهه با چالش‌ها و مشکلات نظام آموزشی، هر بار بین سیاست‌گذاران و بدنه اجرائی کشور از یک سو و بدنه علمی و پژوهشی کشور از سوی دیگر، ارتباط مؤثری شکل گرفت، نتایج باارزشی به دست آمد و مشکلات به شکل اساسی‌تری حل شد. او برای نمونه به همکاری دانشگاه شهید بهشتی و وزارت آموزش‌وپرورش در دهه 80 برای تربیت دبیر یا همکاری خانه ریاضیات کرمان، آموزش و پرورش و شهرداری کرمان در راستای ترویج ریاضی اشاره کرد که در نوع خود همکاری‌های سازنده و ماندگاری بوده‌اند. خانه ریاضیات کرمان در سال‌های ابتدایی در فرهنگسرای شهرداری کرمان مستقر بود که مسئولان آن زمان شاید خیلی باور و اعتقادی به کارهای ترویجی خانه ریاضیات نداشتند؛ اما در‌حال‌حاضر ارتباط تنگاتنگی در‌این‌میان شکل گرفته و حمایت‌های خوبی از خانه ریاضیات می‌شود که به ترویج ریاضیات در شهر کرمان کمک شایانی کرده است. دکتر «رفیع‌پور» شرط برقراری ارتباط مؤثر بین بدنه اجرائی نظام آموزشی و بدنه پژوهشی را اعتماد متقابل دانست و تأکید کرد که نباید فضا به گونه‌ای باشد که صرفا بدنه اجرائی تخطئه شود یا بدنه علمی‌-پژوهشی کشور مورد جفا و بی‌مهری قرار گیرد. راهکار پیشنهادی دکتر «رفیع‌پور» برگزاری نشست‌ها و سمینارهای علمی- تخصصی است تا از آن طریق دو طرف به فهم مشترکی از مشکلات دست پیدا کنند. دکتر «رفیع‌پور» برای نمونه به دو سمینار علوم ریاضی و چالش‌ها اشاره کرد که در نوع خود توانسته‌اند به صورت علمی و دقیق چالش‌های پیش‌روی ریاضی کشور را بررسی کنند و همچنین راهکارهایی اجرائی و عملی برای مسئولان ارائه دهند. لازم به ذکر است که نخستین سمینار علوم ریاضی و چالش‌ها به اهتمام فرهنگستان علوم جمهوری اسلامی ایران و با همکاری انجمن ریاضی ایران، انجمن آمار ایران و دانشگاه تربیت مدرس در مهرماه 1394 برگزار شد. در ادامه دومین سمینار با اهتمام آموزش و پرورش خراسان رضوی، مشارکت دانشگاه فردوسی مشهد، همکاری فرهنگستان علوم ج.ا.ا و اتحادیه انجمن‌های ایرانی علوم ریاضی کشور در اردیبهشت‌ 1398 در مشهد، در ادامه فعالیت‌های کمیسیون پیشبرد ریاضیات فرهنگستان علوم برگزار شد.

تلاش‌های شاخه ریاضیات فرهنگستان علوم
دکتر «مگردیچ تومانیان» رئیس شاخه ریاضی فرهنگستان علوم و استاد پیش‌کسوت ریاضی دانشگاه تبریز به‌عنوان دومین سخنران این نشست به فعالیت‌های فرهنگستان در رابطه با وضعیت ریاضی کشور پرداخت و گفت: «با توجه به وضعیت بحرانی ریاضی کشور به پیشنهاد مشترک گروه‌های علوم پایه و علوم مهندسی فرهنگستان، کمیسیون پیشبرد ریاضیات کشور در سال 1391 تشکیل شد. در همه این سال‌ها این کمیسیون مجدانه موضوعات مختلف را بررسی کرده و در نامه‌نگاری با مسئولان و ارگان‌های مختلف تمام تلاش‌ خود را در قالب ارائه راهکارهایی برای رفع مشکلات حوزه‌ها