اطلاعات را در تراز كوانتومي به مراتب با سرعت بيشتري از تراز مكانيك كلاسيك مي‌توان پردازش كرد. به همين علت است كه اكنون ميان ملل جهان بر سر ساخت نخستين كامپيوتر كوانتومي مسابقه‌اي جدي برقرار است.

از اين گذشته در سيستمهاي كوانتومي مي‌توان از پديدارهاي شگفت انگيزي مانند "روي هم افتادگي‪  superposition ‬در هم تنيدگي‪ entanglement و نقب زدن tunnelling استفاده كرد كه همه اين پديدارها مي‌توانند سرعت محاسبات را افزايش دهند.

نيازي نيست كه يك بازتوليدكننده كوانتومي ‪ quantum replicator‬ يك سيستم اتمي باشد كه بتواند مشابه يا كلون خود را توليد كند.

در واقع يك قضيه كوانتومي به اثبات رسيده‌است كه كلون شدن يا مشابه سازي تابع موج را براي سيستمهاي كوانتومي غير ممكن اعلام مي‌كند.

آنچه كه در جهان كوانتومي براي باز توليد مورد نياز است صرفا آن است كه محتواي اطلاعات درون يك سيستم كوانتومي يا اتمي، كم و بيش عينا بازتوليد شود، آن هم نه اينكه همه اين اطلاعات در تنها يك گام بازتوليد شود بلكه ممكن است اين مساله در يك سلسله از اندركنش‌ها اتفاق بيفتد.

اين اطلاعات موجود در درون يك سيستم كوانتومي ممكن‌است اطلاعات ديجيتالي باشد كه به صورت صفر و يك در درون سيستم ذخيره شده، مثلا در قالب جهت محور اسپين يك الكترون باشد.

به‌اين ترتيب مكانيك كوانتومي در تراز اتمي اطلاعات ژنتيكي را به صورت ديجيتالي و غير پيوسته مورد پردازش و استفاده قرار مي‌دهد.

سوالي كه براي دانشمندان مطرح است آن است كه اين بازتوليدكننده كوانتومي چيست؟ در كدام محيط است كه نخستين اطلاعات مربوط به حيات شروع به تكثير مي‌كنند.

حدس دانشمندان آن است كه برخلاف نظر زيست شناسان قرن بيستم نبايد در سوپ اوليه (يعني در دورانهاي اوليه شكل‌گيري جو زمين كه گازهاي مختلف در درون جو تحت تاثير جرقه‌هاي عظيم رعد و برق قرار مي‌گرفتند و احيانا برخي عناصر آلي را توليد مي‌كردند) به دنبال اين باز-توليدكننده نخستين گشت و يا در ذره‌اي كوچك در فضا بين ستارگان يافت شود.

در هر حال اين نخستين بازتوليدكننده كوانتومي اطلاعات حياتي در هرجا كه پديدار شد زماني كه شماري از بازتوليدكننده هاي مشابه خود را تكثير كرد و جمعيت كوچكي را پديد آورد، آنگاه يكي از ويژگيهاي ذاتي مكانيك كوانتومي يعني عدم قطعيت، مكانيزمي دروني براي ايجاد تنوع و تغيير در اين جمعيت رو به ازدياد بوجود آورد.

حال اگر در اين جمعيت مكانيزمي نيز براي گزينش بوجود آيد آنگاه راه براي فرايند تطور دارويني و پديدار شدن انواع گونه‌هاي پيچيده هموار مي‌شود.

به اين ترتيب اين پرسش مطرح مي‌شود كه حيات آلي چگونه آغاز شد؟ اطلاعات به راحتي از يك محيط و يك ظرف، به محيط و ظرف ديگر قابل انتقال است.

در جريان اين تغيير و تحولات در تراز كوانتومي، احتمالا حيات كوانتومي مولكولهاي بزرگي بوجود آورده كه از آنها به عنوان حافظه‌هاي اضافي و پشتيبان براي ذخيره اطلاعاتي كه پردازش شده‌است بهره بگيرد.

نهايت اين فرايند به آنجا ختم مي‌شود كه ماده آلي خود كار تكثير و انتقال اطلاعات را در تراز بالاتر از تراز كوانتومي به دست مي‌گيرد و به اين ترتيب حيات از تراز كوانتومي كه عالم صغير است به تراز عالم كبير انتقال مي‌يابد.

ضرر ناشي از كاسته شدن از سرعت محاسبات در اين تراز با عوامل ديگري نظير افزوده شدن بر ميزان پيچيدگي، توانايي مانور و تغيير و بالا رفتن ميزان ثبات مولكولهاي آلي، جبران مي‌شود.

اين خصوصيات جديد در عين حال به حياتي كه شكل آلي به خود گرفته امكان مي دهد كه بتواند به محيطهاي تازه روي آورد و قلمرو زيستي خود را بسط دهد.

نكته‌اي كه در اين بحث بايد مورد توجه تام قرار گيرد پديدار "پيچيدگي" است. تكثير يك واحد يا بيت ‪ bit‬ اطلاعات يك مطلب است و توليد و تكثير سلسله پردامنه‌اي از واحدها يا بيت‌هاي اطلاعات امري به كلي متفاوت از اين مطلب است.

اينكه چگونه پيچيدگي در سيستمهاي كوانتومي ظهور مي‌يابد نكته‌اي است كه هنوز درباره آن شناخت زيادي وجود ندارد، اما اصولي را كه در اين زمينه دخيل هستند مي‌توان با اعمال آلگوريتم‌هاي پيچيدگي، به نظريه كوانتومي مربوط به اطلاعات، آشكار ساخت.

زماني كه شرودينگر كتاب خود را به چاپ رساند مكانيك كوانتومي با موفقيت هرچه تمامتر توضيح ماهيت ماده را مي‌داد.

حيات نيز به يك اعتبار به ماده اتكا دارد هرچند كه اين اتكا امري اسرار آميز است. اما۶۰‬ سال بعد از پيش بيني شرودينگر از آنجا كه شيمي دانان هنوز در مفاهيم و مدلهاي خود تجديد نظر نكرده‌اند و هنوز با همان مدلهاي قديمي گويهايي كه با بازوهايي به هم متصل مي‌شوند درصدد توضيح نحوه اتصال اتم‌ها و مولكول‌ها هستند، نتوانسته‌اند گام مهمي در يافتن پاسخ براي پرسش چالش برانگيز شرودينگر بيابند.

حتي اگر دانشمندان نتوانند جزييات دقيق نحوه ظهور حيات را بازسازي كنند، دانستن اصول اساسي ظهور حيات خود پيشرفتي بسيار اساسي به شمار مي‌آيد.

اگر بتوان قضيه‌اي را در مكانيك كوانتومي به اثبات رساند كه احتمال اين امر را مشخص سازد كه سيستمي با خصوصيات معين بتواند خود را با دقت معيني تكثير كند، و تا حد معيني از پيچيدگي تطور يابد، آنگاه به يكي از مهمترين پرسشها در حوزه زيست-اخترشناسي پاسخ داده خواهد شد.

اين پرسش دورانساز آن است كه آيا ظهور حيات امري تصادفي و باري به هر جهت بوده است يا آنكه محصول قابل انتظار قوانيني بوده كه در عالم برقرار است.

اين پاسخ مي‌تواند به يكي از حيرت انگيزترين معضلات نظري بشر پاسخ دهد، اينكه آيا حيات تنها در سياره زمين امكان ظهور داشته و بشر تنها موجود زنده در كل عالم است يا آنكه امكان ظهور حيات در بخشهاي ديگر كيهان پهناور نيز وجود دارد؟ 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40