כפי שהוסבר במבוא, אני דן במאמר של דורון אורבך, “האמת היהודית מול תגליות המדע המודרני". במסגרת ניסיונותיו להראות שמדע "אמתי" אינו עומד בסתירה לדת אלא מתאים לה, פונה עתה אורבך לסוגיית ראשית החיים. אורבך מנסה לטעון שהבנה מדעית של הסוגיה מראה שהחיים לא יכלו להיווצר טבעית, ולפיכך נוצרו בדרך על-טבעית, בדיוק כפי שגורסת הדת. בסיס הטיעון לכך הוא הרעיון שמולקולות מורכבות, שהן חלק מהותי בחיים, לא יכולות להיווצר ממולקולות פשוטות (בדרך טבעית) אלא על ידי מנגנונים מתוחכמים, שמורכבים בעצמם ממולקולות מורכבות. לכן, גם אם נניח (ולו לשם הדיון) שבעבר היה קיים כדור הארץ ללא חיים אך עם מולקולות פשוטות, החיים (מולקולות מורכבות) לא יכלו להיווצר על פניו טבעית, אלא רק בהתערבות על-טבעית.
זה היה אולי יכול להיות טיעון מעניין, אילו אורבך היה מספק לו הצדקות של ממש. אבל במקום לדבר על מנגנונים בתגובות כימיות, אורבך מדבר על התרמודינמיקה שלהן. אורבך טוען ש"ההתסברות שדומם יהפוך לחי במקרה היא אפס", בגלל שזה מפר את החוק השני של התרמודינמיקה. כפי שנראה, זה פשוט לא נכון. החוק השני מדבר על שיקולי אנרגיה, לא על מנגנונים (מורכבים או לא) שדרושים כדי ליצור חומר (מורכב או פשוט). החוק השני פשוט לא רלוונטי לטיעון של אורבך, ולא תורם במאומה לקידום טיעונו.
בכך בעצם יכולתי לסיים. אורבך לא באמת מספק שום הצדקה לדחייה של ראשית חיים טבעית, ואמונה זו שלו נשארת בגדר אמונה דתית אישית שכל קשר בינה לבין אמונה מבוססת מדעית מקרי בהחלט. אבל כפיזיקאי שמתעסק בתרמודינמיקה העיוות שלה קצת מרתיח אותי, אז שארית הרשומה מוקדשת להבהרת הנושא – מה בדיוק אומר אורבך, מה אומר החוק השני באמת, ולמה הוא לא מקדם את הטיעון של אורבך כלל.
--------
אני חייב להודות שאני נדהם לאור אי-הדיוקים שבדבריו של אורבך על החוק השני של התרמודינמיקה. זהו טיעון-בגרוש שהייתי מצפה מבריאתן מצוי, לא מכימאי מקצועי. אז אני אמשיך באטיות, כדי לטהר את ההשחתה המדעית שהוא מחולל.
אורבך מגדיר את החוק השני של התרמודינמיקה כחוק הקובע כי "התגובות הספונטניות בטבע הן אלו המביאות לאי סדר". לאחר מכן הוא מזהה במובלע סדר עם מורכבות של המולקולות המשתתפות בתגובה הכימית, ולמשל טוען ש"פרוק מולקולות מורכבות לגורמים... הוא מהלך ספונטני". “ספונטני" כאן מוגדר למעשה כמידה של אי הסדר הנוצר, כשאי-סדר גדול מביא לכך שהתגובה היא יותר מסתברת ו”ספונטנית”. אני מאמין ומקווה שאילו סטודנט שלו היה כותב דברים אלו בבחינה היה אורבך מכשיל אותו. זהו לא רק פישוט, זה ממש עיוות.
החוק השני של התרמודינמיקה קובע כי האנטרופיה בכל תהליך בטבע עולה [או לפחות לא יורדת, אבל בואו לא נסתבך עם זה]. מה זה אנטרופיה? הכי טוב לחשוב על האנטרופיה כמידה של פיזור האנרגיה בחומר. החוק השני אומר שאנרגיה, בכל תהליך בטבע, תתפזר. אעיר שההגדרה של אנטרופיה כאי-סדר סבירה הרבה פעמים, אבל האנלוגיה כושלת לעתים ובעיקר היא לא עוזרת להבין את הקשר בין החוק השני לאנרגיה, שכפי שנראה עוד רגע הוא הנקודה העיקרית פה.
שימו לב – זה לא שתגובות "ספונטניות" מביאות לגידול באנטרופיה, אלא שכל התגובות מביאות לכך. הגידול באנטרופיה הוא לא בהכרח בחומרים שאנו מסתכלים עליהם כשאנו מתארים את התגובה הכימית (כגון יצירת אותן מולקולות מורכבות) – יכול להיות למשל שהמולקולות האלו ירדו באנטרופיה, אם האנטרופיה של משהו אחר (כגון מולקולות אחרות בסביבה) תעלה כך שסה"כ האנטרופיה תעלה בתהליך. האנטרופיה של מולקולה גם לא זהה למורכבות שלה, אלא לכמה האנרגיה יכולה להתפזר בתוכה (ואיזה מולקולה יכולה לפזר יותר אנרגיה גם תלוי בטמפרטורה). החישוב של איזה תהליכים מבין אלו המותרים על פי החוק השני יתרחשו ובאיזה קצב הוא סבוך וקשור בתחום הנקרא קינטיקה ובמנגנונים של התגובה, ובנסיבות שונות יתרחשו תגובות אלו בקצבים שונים; בשום פנים ואופן לא נכון שגדילת אנטרופיה גדולה יותר אומרת שהתהליך סביר יותר.
ניקח אחת מהדוגמאות של אורבך עצמו – סוכרים. הסוכר החשוב ביותר בביוכימיה הוא הגלוקוז, שמיוצר בתהליכי פוטוסינתזה כדי לאגור אנרגיה מהשמש ומפורק בתהליכי נשימה כדי לנצל את האנרגיה הזו. שקול את הראקציה הכימית הבאה, של פירוק גלוקוז לרכיביו האטומיים:
כדי לראות מה החוק השני באמת אומר, נחשב תחילה את הגידול באנטרופיה בהתייחס לחומרים הכתובים בלבד. ניתן למצוא בקלות את האנטרופיה של החומרים הללו בתנאים כימיים סטנדרטיים בטבלאות תרמוכימיות, וחישוב זריז יראה שבתגובה זו חל גידול באנטרופיה של כ-3,000 [ג'אול למול לקלווין]. נראה בניתוח זה שהאנטרופיה גדלה ולכן שפירוק הגלוקוז למרכיביו הוא אכן הכיוון שעליו מצביעה התרמודינמיקה ככיוון היחיד האפשרי. אורבך צודק, החוק השני אומר שהמולקולה המורכבת תתפרק לגורמים!
רגע, רגע. ברור הרי שסוכר לא מתפרק ככה סתם לחלקים, ובטח שלא לאטומים. אז מה קורה כאן? מה שלא התחשבנו בו היה השינוי באנטרופיה (פיזור האנרגיה) של הסביבה, בשל מעבר אנרגיה מהסביבה לחומר-המגיב או להפך. יש לחשב את האנרגיה שהתפזרה בכלל התהליך, כולל בסביבה של החומרים שבנוסחה. מסיבות היסטוריות הכימאים מחשבים דווקא את מינוס כמות האנרגיה שהתפזרה, וקוראים לזה “השינוי באנרגיה החופשית של גיבס”. כך יוצא שתגובה שיש לה הפרש אנרגיית גיבס שלילי היא תגובה בכיוון שמתאים לחוק השני את התרמודינמיקה, וכמות זו של אנרגיה תתפזר בתגובה זו. השינוי באנרגיית גיבס בפירוק הגלוקוז לאטומים שלו הוא דווקא חיובי, בערך 8,700 [קילו-ג'אול למול]. זה אומר שהאנרגיה מתרכזת בתהליך זה במקום להתפזר, והוא עומד בניגוד לחוק השני של התרמודינמיקה. ולכן לא רואים אותו – הגלוקוז לא סתם מתפרק לאטומים.
ראינו, אם כך, ש"פירוק מולקולות מורכבות לגורמים" לא מתחייב מהחוק השני של התרמודינמיקה. השאלה אם המולקולות המורכבות יתפרקו או לא מסובכת יותר, ותלויה בתגובה. שרפת הגלוקוז על ידי חמצן (שאורבך מעלה כדוגמה) כן מתאימה לחוק השני, אך התפרקותו לאטומים לא. כמו כן, החוק השני לא מדבר על "תגובות ספונטניות" אלא על כל התגובות כולן – בכל תהליך טבעי כלשהו, האנטרופיה תעלה.
האם זה אומר שתגובות עם הפרש אנרגיית גיבס חיובי לא יכולות להתרחש כלל? לא בדיוק. כל מה שזה אומר זה שכדי שתגובה כזו תתרחש, היא צריכה להיות חלק ממהלך רחב יותר, כך שסה"כ האנרגיה תתפזר בתהליך. חלק מאותו תהליך יכול להיות לא כימי, אלא פיזיקלי – למשל, שינוי בשדה הקרינה (ולכן באנטרופיה שלו). נסתכל למשל על יצירת סוכר, ובפרט יצירת גלוקוז ממים ודו-תחמוצת-הפחמן:
שינוי האנרגיה החופשית של גיבס בתהליך זה הוא 2880 [קילוג'אול למול], כלומר זהו תהליך שבו האנרגיה "מתרכזת" במקום להתפזר והוא עומד בניגוד לחוק השני של התרמודינמיקה. אבל רגע – זוהי בעצם הפוטוסינתזה, והרי הפוטוסינתזה מתרחשת! אז מה, יש מלאך קטן שעומד ליד כל עלה ומפר את חוקי הטבע? לא. שוב לא התחשבנו בכל מה שיש להתחשב בו. הפוטוסינתזה דורשת גם את קרינת השמש. שדה הקרינה הנכנס שונה מזה היוצא, והשינוי יותר ממספיק כדי שסה"כ האנרגיה תתפזר.
עד כה נמנעתי מלהשתמש במילה "ספונטני" שאורבך משתמש בה. מבחינה כימית, תהליך "ספונטני" הוא תהליך עם הפרש אנרגיית גיבס שלילית, ואז מספיק [מבחינה תרמודינמית; לא ניכנס למעבר לזה] לשים את החומרים המגיבים ביחד והתגובה תתרחש בכיוון הרצוי. למשל, התהליך ההפוך ליצירת הגלוקוז הוא תהליך שרפתו באמצעות חמצן,
בתהליך זה הפרש האנרגיה החופשית של גיבס הוא 2880- (פשוט סימן שלילי מהתהליך של יצירת הגלוקוז), ולכן הוא “ספונטני”. זוהי הדוגמה שאורבך מביא לכך ש"פרוק מולקלות מורכבות לגורמים... הוא מהלך ספונטני". ניתן לראות שהוא צודק רק לפעמים (פירוק לאטומים, למשל, אינו ספונטני), אבל חשוב מכך שהוא יוצר בלבול בין המונח המדעי למונח היומיומי. כן, פירוק הגלוקוז לגורמים בשרפה הוא "ספונטני" במובן הכימי, אבל זה לא אומר שיצירת הגלוקוז אינה "ספונטנית" במובן היומיומי, כלומר שהיא תהליך טבעי שמתרחש מעצמו (בתנאים מסוימים) ללא התערבות חיצונית. יש גם תהליכים "ספונטניים" מבחינה כימית שבכלל לא מתרחשים "מעצמם", באופן "ספונטני" במובן היומיומי, ללא התערבות חיצונית. חשוב מאוד לא לבלבל בין המושג הכימי למושג היומיומי.
תהליך "לא ספונטני" מבחינה כימית הוא תהליך עם הפרש חיובי. ראינו הרגע שמה שהחוק השני אומר זה שתהליכים "לא ספונטניים" (במובן הכימי) דורשים מקור אנרגיה חיצוני כדי שהם יתרחשו – איזו אנרגיה מרוכזת, שתוכל להתפזר בתהליך כך שסה"כ האנרגיה עדיין תתפזר. החוק השני בפירוש לא אומר ש"תגובות ספונטניות הן אלו [שמגדילות את האנטרופיה]”, אלא שהן אלו שלא דורשות מקור אנרגיה חיצוני כדי להתרחש. כל תהליך מגדיל את האנטרופיה. יש תהליכים לא ספונטניים שאינם קשורים בשום מנגנון מסובך או מולקולות מסובכות. (צריך כן מנגנון כלשהו שיקשר בין השינוי במקור החיצוני לבין השינוי הכימי, אבל החוק השני לא אומר שום דבר על המורכבות של המנגנון הזה.) יש תהליכים לא ספונטניים שמתרחשים מעצמם, באופן "ספונטני" במובן היומיומי, בנסיבות טבעיות (לא-מלאכותיות) רגילות ונפוצות.
לב הטיעון של אורבך הוא הרעיון שרק מבנים מסובכים כגון חיים-מודרניים או מבנים שהאדם מתכנן יכולים ליצור תגובות לא ספונטניות, כגון יצירת "חומרי הבניין המסובכים של החיים". כדי לשכנע בכך, הוא מעלה שלל חצאי אמיתות ועיוותים.
זה מטעה מאוד. כפי שראינו, החוק השני של התרמודינמיקה מסתכל על החומרים הראשונים שמגיבים בתגובה ועל החומרים הסופיים, התוצרים של התגובה, ולפי זה קובע אם התגובה היא "ספונטנית" או שהיא צריכה מקור אנרגיה חיצוני. הוא לא קובע איזה מנגנון (מכניזם כימי-פיזיקלי) צריך כדי לקיים את התגובה. זה נושא אחר, שלא תלוי בתרמודינמיקה.
בפועל, מתרחשות בטבע תגובות כימיות לא "ספונטניות" (כמובן הכימי) רבות בלי קשר לחיים, כולל תגובות שיוצרות את "חומרי הבניין" של החיים כגון יצירת חומצות אמינו בחלל. אין שום דבר בחוק השני שמגביל את מידת הסיבוכיות של המולקולות שנוצרות בתהליכים כאלו, או את האפשרות שמולקולות מורכבות כאלו ימשיכו להתרכב הלאה בדרכים שונות ומשונות שאנו קוראים להן "חיים". כל מה שהחוק השני אומר הוא שבמידה שמעורבים בכך תהליכים כימיים לא ספונטניים, יידרש מקור אנרגיה חיצוני.
אבל למה שראשית החיים תדרוש בכלל תהליכים לא ספונטניים? תהליכים לא-ספונטניים הם חלק מהחיים המודרניים, אבל לא בהכרח מהחיים הראשונים. ייתכן, למשל, שהחיים הראשונים היו מבוססים על ניצול מולקולות עתירות-אנרגיה שהיו נפוצות בסביבה מקומית, ורק לאחר מכן התפתחו דרכים לא-ספונטניות לייצור אותן המולקולות באופן "מלאכותי" על-ידי החיים. או שראשית החיים הייתה מבוססת על מפלי-ריכוזים ששימשו כמקור אנרגיה.
החיים כן דורשים מולקולות מורכבות, אבל לאו-דווקא את היצירה שלהן בתהליכים לא-ספונטניים. אורבך רומז שמולקולות מסובכות לא יכולות להיווצר ממולקולות פשוטות בשל החוק השני של התרמודינמיקה, אבל אפילו אם נגביל את עצמנו לתגובות ספונטניות זה לא נכון. המולקולה ATP למשל היא מולקולה פשוטה יחסית (אך עתירה באנרגיה), שמשתתפת בתגובות המרכיבות מולקולות מורכבות מאוד (ממרכיבים פשוטים יותר) בתהליכים ביוכימיים שונים. באופן כללי יותר, המורכבות של המולקולה (שהיא תכונה די איכותית ושרירותית בכלל) לא זהה לתכולה האנרגטית שלה ופיזור האנרגיה בתוכה, שהן מה שחשוב בשביל החוק השני של התרמודינמיקה. בקיצור, מבחינה תרמודינמית אין שום בעיה עקרונית עם יצור מולקולות מורכבות ממולקולות מורכבות פחות.
לסיכום, החוק השני של התרמודינמיקה בכלל לא מגביל את היווצרות החיים מחומר דומם. לכל היותר הוא אומר שצריך לשם כך מקור אנרגיה חיצוני, וגם זה בספק. אורבך יכול לנסות לטעון שאין מקור אנרגיה שכזה – אבל הוא לא עושה זאת. אורבך יכול לנסות לטעון שבלי קשר לחוק השני, כדי ליצור דבר חי צריך מנגנון מסובך שלא סביר שהיה קיים בכדור הארץ לפני החיים – אבל הוא לא עושה זאת. במקום זאת, הוא מבלבל את הקורא המסכן לחשוב שהחוק השני אומר דברים שהוא לא אומר.
נעיר גם שאילו הייתה ההבנה המדעית שלנו את חוקי התרמודינמיקה אומרת שראשית החיים לא אפשרית, לא היה בכך כדי לרמוז שהמקור שלהם הוא על טבעי ובטח לא שזהו אלוהים היהודי האורתודוקסי דווקא. כבר היו בתולדות המדע פעמים רבות שבהן לא הבנו איך משהו נכון, או מסתדר עם שאר חוקי והבנות הטבע. תמיד בסופו של דבר הסתבר שההסבר הוא טבעי, ולא על טבעי. אם המצב היה שחוקי התרמודינמיקה היו סותרים את ראשית החיים, הרי שההיסטוריה מלמדת שהמשמעות היא שאיננו מבינים כראוי את חוקי התרמודינמיקה, או את הנסיבות, או – מה שהכי סביר – שהזנחנו משהו מהתיאור שלנו שאסור היה להזניח. זה שאנחנו לא יודעים איך משהו מסתדר עם חוקי הטבע כפי שהם ידועים לנו לא אומר שזה קסם.
-----
מאחר שהוא לא יכול לתת הסבר נכון למדוע חוקי התרמודינמיקה סותרים את ראשית החיים, לא נותר לאורבך אלא לבלבל את הקורא בשלל שיקולים שאינם מן העניין. כך הוא מדגיש את העובדה שהחיים בימנו מאופיינים ע"י העתקה מדויקת של קוד גנטי מדור לדור, ואומר שלכן
מה עניין שמיטה להר סיני? בפעם האלף - החוק השני של התרמודינמיקה מדבר על פיזור אנרגיה. המנגנון הכימי שמייצר תגובה מסוימת הוא המנגנון (המכניזם) של התגובה. אין למורכבות המנגנון שום קשר למבנה התרמודינמי של התגובה, שאורבך מעלה באוב. התרמודינמיקה קובעת מה אפשרי, לא את המנגנונים והקצבים (קינטיקה) של יישום זה או אחר של התגובה. היא לא מדברת על כמה המנגנון מתוזמן, מה רמת הארגון שבחומר המיישם אותו, וכן הלאה. זה פשוט לא רלוונטי.
תופעת החיים אמנם קשורה בתהליכים מאורגנים ומתוזמנים שמיישמים מנגנונים מסוימים, אבל אין בכך ניגוד לתרמודינמיקה אלא להפך – מנגנונים אלו תואמים לתרמודינמיקה, ומקיימים את חוקיה. להתלונן על זה שיש "ניגוד" בין הדברים הללו זה כמו להתנגד לזה שיש ניגוד בין האחידות והפשטות של הפיזיקה היסודית למגוון ולעושר של הכימיה – אין שום קשר בין שני הדברים, מדובר בתופעה ברמת תיאור גבוהה (כימיה לעומת פיזיקה, חיים לעומת כימיה) שלא משמרת את כל התכונות ש"מאפיינות" את הרמה הנמוכה יותר באינטואיציה האנושית.
אין טענה ש"מתוך ים של תגובות כימיות אקראיות בכל קונסטלציה, יכולות לצמוח פתאום מערכות המעבירות אינפורמציה מסודרת על בסיס אפס ליקויים". יש טענה שבראשית החיים, מתוך ים של תגובות כימיות בתנאים מאוד מסוימים התהוו מערכות כימיות ששרדו ועם הזמן אפילו התרבו תחת ברירה טבעית, ובכך "העבירו אינפורמציה" עם ליקויים. שום דבר בחוק השני של התרמודינמיקה לא סותר את הטענה הזו. כל מה שאורבך הצליח להצביע עליו זה שמאפיינים מסוימים של חיים מודרניים, כמו יצור סוכרים, דורשים מקור אנרגיה חיצוני. זהו. אם אורבך רוצה לטעון שמקור אנרגיה זה לא מספיק, שצריך עוד משהו כדי ליצור מנגנונים תורשתיים – טוב ויפה, אבל שלא יבלבל אותנו עם החוק השני של התרמודינמיקה, שלא מדבר על שום דבר מעבר לצורך במקור האנרגיה. אם הוא רוצה להעלות טיעון רציני לכך שהתנאים הכימיים בכדור הארץ הקדום לא התאימו ליצירת מבנים מורכבים מספיק כדי לשכפל את עצמם – בבקשה. אבל שלא יבלבל אותנו עם החוקי השני, שלא מדבר בכלל על התנאים הכימיים הדרושים לקיום התגובה הכימית, אלא על התנאים האנרגטיים. אין בחוק השני שום דבר הסותר יצירה טבעית של מולקולות מורכבות, ארגון, תורשה, וכן הלאה. הוא פשוט לא מדבר על זה.
בסופו של דבר אורבך לא מעלה שום טיעון התומך באמונה שלו באבסורדיות של ראשית-חיים טבעית. כל מה שהוא עושה זה לבלבל אותנו עם החוק השני. הרעיון שזה אבסורד נשאר רק זה – רעיון בלתי מבוסס. ספקולציה. מה שמזכיר לי...
-----
מאחר שיש קבוצות כימאים העוסקות בראשית החיים, אורבך מתפנה לחבוט בהן.
אילו אורבך וקבוצתו היו מפרסמים מאמרים אקדמיים על התרמודינמיקה ברמה כזו של עיוותים כמו המאמר שאנו דנים בו, הוא עצמו היה נזרק מהמערכת האקדמית. טוב, אולי לא מבר-אילן.
אורבך, כאמור, לא עוסק במדע טהור. הוא וקבוצתו עוסקים בכימיה אפרורית של תכונות אלקטרוכימיות של חומרים, כימיה של אפיון חומרים יותר מאשר של פיתוח תאוריות מדעיות חדשות. יש בהחלט מקום לכך במדע, אבל זוהי לא התמחות המכילה את המתודה המדעית באמת. הספקולציה שנדרשת כאשר עוסקים בתחום פתוח - כמו ראשית החיים, או על-מוליכות בטמפרטורה גבוהה, או אלף ואחד תחומים אחרים בחזית המדע - היא גדולה יותר. וודאי שהמאמרים על ראשית החיים הם ספקולטיביים – זהו אופיו של התחום. זהו חלק מהמתודה המדעית, חלק שאורבך כנראה לא ממש הפנים מעולם – העלאת וניתוח היפותזות. קריירות שלמות נבנו על "ספקולציות" שכאלו, וגם פרסי נובל – למשל, פרס הנובל על פענוח מנגנון ייצור המולקולה נשאית האנרגיה (ATP), כימואוסמוסיס. תאוריות האביוגנזה של היום מתקדמות יותר מאלו שבעבר, וגם הניסויים הקשורים בהם. התפתחות זו תמשיך. אולי זה יוביל לפענוח ראשית החיים, אולי זה יוביל להבנה טובה יותר של המגבלות והאפשרויות של ראשית החיים – בכל אופן זהו חלק מהמתודה המדעית.
אגב, בחלק מאותם מאמרים כן תמצאו נימוקים כנגד תרחיש זה או אחר, ואפילו מעט נימוקים נגד אביוגנזה טבעית בכלל. אבל אלו לא יהיו הנימוק שאורבך מעלה. אלו יהיו נימוקים שגם אם הם מוטעים, הם לפחות לא מוטעים באופן כל כך בסיסי וברור.
מה שלא תמצאו במאמרים שכאלו זה אמירות חסרות בסיס, כמו ההכללה המעוותת שפירוק של מולקולות מורכבות הוא תהליך ספונטני, או שהחוק השני אינו מאפשר היווצרות של מבנים מורכבים. גם לא תמצאו הרבה טענות שמשהו סותר את חוקי הטבע כשהוא בבירור לא, או טיעונים כושלים עד-כדי-כך לטענה אחרת כלשהי. זה בגלל שמומחים-עמיתים יפסלו כל טעות מדעית שכזו מלהיכנס למאמר. וזו הסיבה שגם לא תמצאו מאמר של אורבך שאומר את הדברים האלו בעיתונות המדעית – כי מה שהוא אומר זו שטות מדעית, שלא תעבור ביקורת-עמיתים.
הבה ניקח צעד לאחור – מהן בעצם אותן הספקולציות אורבך קוטל? הספקולציה של מאמר שכזה על ראשית החיים היא שראשית החיים היא בתהליך מסוים, שאינו סותר את חוקי הטבע ואת התנאים כפי שאנו מכירים אותם. אין לכותביו ראיות של ממש לתרחיש הזה, אבל גם אין ראיות של ממש שהתרחיש אינו נכון. המאמר עוסק בניסיון לצבור ידע באשר לסבירות התהליך לאור חוקי הטבע ו\או הממצאים האמפיריים. יכול להיות שכל התרחישים שחשבנו עליהם עד כה לא נכונים, או אפילו לא אפשריים פיזיקלית, כפי שאורבך אומר – אם כן, אלו יהיו בדיוק מאמרים שכאלו שיראו זאת, לא הטיעונים הכושלים שאורבך מעלה. גם יכול להיות שהתרחיש שהתרחש בפועל הוא דווקא תרחיש לא-סביר כימית.
אורבך, בעצם, מציע ספקולציה אחרת: החיים נוצרו בתהליך מסוים אחר, שכן מפר את חוקי הטבע - אלוהים יצר אותם. מראש, ספקולציה זו היא פחות סבירה – היא סותרת את חוקי הטבע, שבהגדרה הם הדברים האמינים ביותר שבניסיוננו. אורבך מעדיף את הספקולציה שלו מסיבות לא מדעיות, דתיות; אין לו סיבות מדעיות, רציונליות, לעדיפותה – רק “סיבות” לא נכונות, כגון הטיעון הכושל שלו מהחוק השני, או קבלה לא-רציונלית של מסורת. אם אתה לא מרגיש נוח עם חוסר ידיעה וחייב לאמץ תאוריה כלשהי, הספקולציות שאורבך כל-כך מזלזל בהן מהוות ניחוש הרבה יותר מושכל ורציונלי מהספקולציה הדתית. הספקולציה האהובה עלי היא מטאבוליזם-תחילה.
----
לסיכום – אורבך פשוט מטעה. הוא מתיימר להציג טיעון כנגד היווצרות טבעית של החיים מתוך החוק השני של התרמודינמיקה (בעצם, הטיעון הסטנדרטי CF001.3), אבל כל מה שהוא יכול לבסס למעשה מחוק זה הוא שתהליכים לא-ספונטניים (במובן הכימי) דורשים מקור אנרגיה חיצוני. מה שבעצם הוא ההגדרה שלהם. הוא לא מספק שום טיעון שמצדיק את טענותיו שהיווצרות "ספונטנית" (ולו במובן רחב) של חיים או של חומרים מורכבים אינה אפשרית. במקום זאת, הוא מבלבל את הקורא על ידי שיוך מושגים כגון "מורכבות" ו-”ספונטניות" לחוקי התרמודינמיקה באופן לא ברור ורשלני, ואף חוטא בטעויות מביכות כגון הטענה שמולקולות מורכבות לעולם יתפרקו "ספונטנית" או שתהליכים לא ספונטניים מתרחשים רק בפוטוסינתזה.
איך מדען רציני יכול לעשות טעויות כה בסיסיות? אני לא יודע. אולי אורבך לוקה בעוורון אינטלקטואלי סלקטיבי בשל האמונה שלו. אולי הוא מאמץ את דעת הרב אליהו דקסלר, שמותר לשקר לשם תורה. אולי הוא פשוט מראש לא מבין בתחום. אני יכול רק לקוות שהקוראים ישכילו לחשוב על הדברים בבהירות, בלי להיסתנוור מה"סמכות" של אורבך (או שלי). אני סמוך ובטוח שאפילו התעמקות מועטה תראה לכל בר-שכל את מה שהרוב המוחץ של המומחים מסכימים עליו – שאין שום דבר בחוק השני של התרמודינמיקה או בכל עקרון מדעי מקובל אחר שמונע אביוגנזה טבעית.
כל זה אינו מהווה הוכחה חיובית לכך שהאביוגנזה אכן הייתה טבעית. זה רק אומר אין שום סיבה (בניגוד לדברי אורבך) להאמין שההסבר הוא על-טבעי. מנגד, אין לנו (עדיין?) מספיק ידע על העבר, ומספיק יכולת טכנית להבין את התופעות במגוון הסביבות הכימיות וסקלות הזמנים והכמויות הרלוונטיות, כדי להראות מפורשות שתחילת חיים טבעית הייתה אירוע כימי רגיל וטבעי, או אפילו שהיא אפשרית או (כפי שאורבך מאמין) לא אפשרית. אנחנו פשוט לא חכמים מספיק ולא יודעים מספיק עדיין. במקום זה, האמונה שהחיים נוצרו בדרך טבעית נובעת בעיקר מכך שזהו סוג ההסברים שעובדים – כל תופעת טבע שאי פעם הצלחנו להסביר, הסברנו באופן טבעי. לכך יש להוסיף את ההתאמה של העדויות המועטות שכן יש לנו על החיים המוקדמים לראשית פשוטה בכדור הארץ, ואת השיקולים הפילוסופיים – וכך מגיעים כמעט כל אנשי הרוח המשכילים (כולל דתיים רבים) למסקנה שלא, אלוהים לא יצר יום בהיר אחד את החיים באופן קסום. ממש כמו שהוא לא יצר בנפנוף מטה קסם את הברק שהיכה בטימי או זעזע את עמודי הארץ כדי ליצור את רעידת האדמה האחרונה. אמונה באל כזה היא פשוט ילדותית.
זה היה אולי יכול להיות טיעון מעניין, אילו אורבך היה מספק לו הצדקות של ממש. אבל במקום לדבר על מנגנונים בתגובות כימיות, אורבך מדבר על התרמודינמיקה שלהן. אורבך טוען ש"ההתסברות שדומם יהפוך לחי במקרה היא אפס", בגלל שזה מפר את החוק השני של התרמודינמיקה. כפי שנראה, זה פשוט לא נכון. החוק השני מדבר על שיקולי אנרגיה, לא על מנגנונים (מורכבים או לא) שדרושים כדי ליצור חומר (מורכב או פשוט). החוק השני פשוט לא רלוונטי לטיעון של אורבך, ולא תורם במאומה לקידום טיעונו.
בכך בעצם יכולתי לסיים. אורבך לא באמת מספק שום הצדקה לדחייה של ראשית חיים טבעית, ואמונה זו שלו נשארת בגדר אמונה דתית אישית שכל קשר בינה לבין אמונה מבוססת מדעית מקרי בהחלט. אבל כפיזיקאי שמתעסק בתרמודינמיקה העיוות שלה קצת מרתיח אותי, אז שארית הרשומה מוקדשת להבהרת הנושא – מה בדיוק אומר אורבך, מה אומר החוק השני באמת, ולמה הוא לא מקדם את הטיעון של אורבך כלל.
--------
אני חייב להודות שאני נדהם לאור אי-הדיוקים שבדבריו של אורבך על החוק השני של התרמודינמיקה. זהו טיעון-בגרוש שהייתי מצפה מבריאתן מצוי, לא מכימאי מקצועי. אז אני אמשיך באטיות, כדי לטהר את ההשחתה המדעית שהוא מחולל.
אורבך מגדיר את החוק השני של התרמודינמיקה כחוק הקובע כי "התגובות הספונטניות בטבע הן אלו המביאות לאי סדר". לאחר מכן הוא מזהה במובלע סדר עם מורכבות של המולקולות המשתתפות בתגובה הכימית, ולמשל טוען ש"פרוק מולקולות מורכבות לגורמים... הוא מהלך ספונטני". “ספונטני" כאן מוגדר למעשה כמידה של אי הסדר הנוצר, כשאי-סדר גדול מביא לכך שהתגובה היא יותר מסתברת ו”ספונטנית”. אני מאמין ומקווה שאילו סטודנט שלו היה כותב דברים אלו בבחינה היה אורבך מכשיל אותו. זהו לא רק פישוט, זה ממש עיוות.
החוק השני של התרמודינמיקה קובע כי האנטרופיה בכל תהליך בטבע עולה [או לפחות לא יורדת, אבל בואו לא נסתבך עם זה]. מה זה אנטרופיה? הכי טוב לחשוב על האנטרופיה כמידה של פיזור האנרגיה בחומר. החוק השני אומר שאנרגיה, בכל תהליך בטבע, תתפזר. אעיר שההגדרה של אנטרופיה כאי-סדר סבירה הרבה פעמים, אבל האנלוגיה כושלת לעתים ובעיקר היא לא עוזרת להבין את הקשר בין החוק השני לאנרגיה, שכפי שנראה עוד רגע הוא הנקודה העיקרית פה.
שימו לב – זה לא שתגובות "ספונטניות" מביאות לגידול באנטרופיה, אלא שכל התגובות מביאות לכך. הגידול באנטרופיה הוא לא בהכרח בחומרים שאנו מסתכלים עליהם כשאנו מתארים את התגובה הכימית (כגון יצירת אותן מולקולות מורכבות) – יכול להיות למשל שהמולקולות האלו ירדו באנטרופיה, אם האנטרופיה של משהו אחר (כגון מולקולות אחרות בסביבה) תעלה כך שסה"כ האנטרופיה תעלה בתהליך. האנטרופיה של מולקולה גם לא זהה למורכבות שלה, אלא לכמה האנרגיה יכולה להתפזר בתוכה (ואיזה מולקולה יכולה לפזר יותר אנרגיה גם תלוי בטמפרטורה). החישוב של איזה תהליכים מבין אלו המותרים על פי החוק השני יתרחשו ובאיזה קצב הוא סבוך וקשור בתחום הנקרא קינטיקה ובמנגנונים של התגובה, ובנסיבות שונות יתרחשו תגובות אלו בקצבים שונים; בשום פנים ואופן לא נכון שגדילת אנטרופיה גדולה יותר אומרת שהתהליך סביר יותר.
ניקח אחת מהדוגמאות של אורבך עצמו – סוכרים. הסוכר החשוב ביותר בביוכימיה הוא הגלוקוז, שמיוצר בתהליכי פוטוסינתזה כדי לאגור אנרגיה מהשמש ומפורק בתהליכי נשימה כדי לנצל את האנרגיה הזו. שקול את הראקציה הכימית הבאה, של פירוק גלוקוז לרכיביו האטומיים:
C6H12O6 → 6 C + 12 H + 6 O
כדי לראות מה החוק השני באמת אומר, נחשב תחילה את הגידול באנטרופיה בהתייחס לחומרים הכתובים בלבד. ניתן למצוא בקלות את האנטרופיה של החומרים הללו בתנאים כימיים סטנדרטיים בטבלאות תרמוכימיות, וחישוב זריז יראה שבתגובה זו חל גידול באנטרופיה של כ-3,000 [ג'אול למול לקלווין]. נראה בניתוח זה שהאנטרופיה גדלה ולכן שפירוק הגלוקוז למרכיביו הוא אכן הכיוון שעליו מצביעה התרמודינמיקה ככיוון היחיד האפשרי. אורבך צודק, החוק השני אומר שהמולקולה המורכבת תתפרק לגורמים!
רגע, רגע. ברור הרי שסוכר לא מתפרק ככה סתם לחלקים, ובטח שלא לאטומים. אז מה קורה כאן? מה שלא התחשבנו בו היה השינוי באנטרופיה (פיזור האנרגיה) של הסביבה, בשל מעבר אנרגיה מהסביבה לחומר-המגיב או להפך. יש לחשב את האנרגיה שהתפזרה בכלל התהליך, כולל בסביבה של החומרים שבנוסחה. מסיבות היסטוריות הכימאים מחשבים דווקא את מינוס כמות האנרגיה שהתפזרה, וקוראים לזה “השינוי באנרגיה החופשית של גיבס”. כך יוצא שתגובה שיש לה הפרש אנרגיית גיבס שלילי היא תגובה בכיוון שמתאים לחוק השני את התרמודינמיקה, וכמות זו של אנרגיה תתפזר בתגובה זו. השינוי באנרגיית גיבס בפירוק הגלוקוז לאטומים שלו הוא דווקא חיובי, בערך 8,700 [קילו-ג'אול למול]. זה אומר שהאנרגיה מתרכזת בתהליך זה במקום להתפזר, והוא עומד בניגוד לחוק השני של התרמודינמיקה. ולכן לא רואים אותו – הגלוקוז לא סתם מתפרק לאטומים.
ראינו, אם כך, ש"פירוק מולקולות מורכבות לגורמים" לא מתחייב מהחוק השני של התרמודינמיקה. השאלה אם המולקולות המורכבות יתפרקו או לא מסובכת יותר, ותלויה בתגובה. שרפת הגלוקוז על ידי חמצן (שאורבך מעלה כדוגמה) כן מתאימה לחוק השני, אך התפרקותו לאטומים לא. כמו כן, החוק השני לא מדבר על "תגובות ספונטניות" אלא על כל התגובות כולן – בכל תהליך טבעי כלשהו, האנטרופיה תעלה.
האם זה אומר שתגובות עם הפרש אנרגיית גיבס חיובי לא יכולות להתרחש כלל? לא בדיוק. כל מה שזה אומר זה שכדי שתגובה כזו תתרחש, היא צריכה להיות חלק ממהלך רחב יותר, כך שסה"כ האנרגיה תתפזר בתהליך. חלק מאותו תהליך יכול להיות לא כימי, אלא פיזיקלי – למשל, שינוי בשדה הקרינה (ולכן באנטרופיה שלו). נסתכל למשל על יצירת סוכר, ובפרט יצירת גלוקוז ממים ודו-תחמוצת-הפחמן:
6 CO2+6 H20 → C6H12O6 +6 O2
שינוי האנרגיה החופשית של גיבס בתהליך זה הוא 2880 [קילוג'אול למול], כלומר זהו תהליך שבו האנרגיה "מתרכזת" במקום להתפזר והוא עומד בניגוד לחוק השני של התרמודינמיקה. אבל רגע – זוהי בעצם הפוטוסינתזה, והרי הפוטוסינתזה מתרחשת! אז מה, יש מלאך קטן שעומד ליד כל עלה ומפר את חוקי הטבע? לא. שוב לא התחשבנו בכל מה שיש להתחשב בו. הפוטוסינתזה דורשת גם את קרינת השמש. שדה הקרינה הנכנס שונה מזה היוצא, והשינוי יותר ממספיק כדי שסה"כ האנרגיה תתפזר.
עד כה נמנעתי מלהשתמש במילה "ספונטני" שאורבך משתמש בה. מבחינה כימית, תהליך "ספונטני" הוא תהליך עם הפרש אנרגיית גיבס שלילית, ואז מספיק [מבחינה תרמודינמית; לא ניכנס למעבר לזה] לשים את החומרים המגיבים ביחד והתגובה תתרחש בכיוון הרצוי. למשל, התהליך ההפוך ליצירת הגלוקוז הוא תהליך שרפתו באמצעות חמצן,
C6H12O6 +6 O2 → 6 CO2+6 H20
בתהליך זה הפרש האנרגיה החופשית של גיבס הוא 2880- (פשוט סימן שלילי מהתהליך של יצירת הגלוקוז), ולכן הוא “ספונטני”. זוהי הדוגמה שאורבך מביא לכך ש"פרוק מולקלות מורכבות לגורמים... הוא מהלך ספונטני". ניתן לראות שהוא צודק רק לפעמים (פירוק לאטומים, למשל, אינו ספונטני), אבל חשוב מכך שהוא יוצר בלבול בין המונח המדעי למונח היומיומי. כן, פירוק הגלוקוז לגורמים בשרפה הוא "ספונטני" במובן הכימי, אבל זה לא אומר שיצירת הגלוקוז אינה "ספונטנית" במובן היומיומי, כלומר שהיא תהליך טבעי שמתרחש מעצמו (בתנאים מסוימים) ללא התערבות חיצונית. יש גם תהליכים "ספונטניים" מבחינה כימית שבכלל לא מתרחשים "מעצמם", באופן "ספונטני" במובן היומיומי, ללא התערבות חיצונית. חשוב מאוד לא לבלבל בין המושג הכימי למושג היומיומי.
תהליך "לא ספונטני" מבחינה כימית הוא תהליך עם הפרש חיובי. ראינו הרגע שמה שהחוק השני אומר זה שתהליכים "לא ספונטניים" (במובן הכימי) דורשים מקור אנרגיה חיצוני כדי שהם יתרחשו – איזו אנרגיה מרוכזת, שתוכל להתפזר בתהליך כך שסה"כ האנרגיה עדיין תתפזר. החוק השני בפירוש לא אומר ש"תגובות ספונטניות הן אלו [שמגדילות את האנטרופיה]”, אלא שהן אלו שלא דורשות מקור אנרגיה חיצוני כדי להתרחש. כל תהליך מגדיל את האנטרופיה. יש תהליכים לא ספונטניים שאינם קשורים בשום מנגנון מסובך או מולקולות מסובכות. (צריך כן מנגנון כלשהו שיקשר בין השינוי במקור החיצוני לבין השינוי הכימי, אבל החוק השני לא אומר שום דבר על המורכבות של המנגנון הזה.) יש תהליכים לא ספונטניים שמתרחשים מעצמם, באופן "ספונטני" במובן היומיומי, בנסיבות טבעיות (לא-מלאכותיות) רגילות ונפוצות.
לב הטיעון של אורבך הוא הרעיון שרק מבנים מסובכים כגון חיים-מודרניים או מבנים שהאדם מתכנן יכולים ליצור תגובות לא ספונטניות, כגון יצירת "חומרי הבניין המסובכים של החיים". כדי לשכנע בכך, הוא מעלה שלל חצאי אמיתות ועיוותים.
בטבע מיוצרים דרך קבע כל חומרי הבניין המסובכים של החיים (סוכרים, שומנים, חלבונים, החומר הגנטי) ממולקולות פשוטות כמו מים, דו תחמוצת הפחמן, חנקן ותרכובות גפרית, זרחן, ברזל ומלחי נתרן, אשלגן, מגנזיום, כלור וכו' בתהליכים הנקראים פוטוסינתזה, ע"י עולם הצומח.
תהליכים אלה כשלעצמם אינם ספונטנים ע"פ חוקי הטבע, ויכולים להתרחש אך ורק עקב קיומן של מערכות הקולטות את קרינת השמש ובכך יוצרות מערכות כימיות שמאזן האנטרופיה שלהם בכל זאת חיובי.
זה מטעה מאוד. כפי שראינו, החוק השני של התרמודינמיקה מסתכל על החומרים הראשונים שמגיבים בתגובה ועל החומרים הסופיים, התוצרים של התגובה, ולפי זה קובע אם התגובה היא "ספונטנית" או שהיא צריכה מקור אנרגיה חיצוני. הוא לא קובע איזה מנגנון (מכניזם כימי-פיזיקלי) צריך כדי לקיים את התגובה. זה נושא אחר, שלא תלוי בתרמודינמיקה.
בפועל, מתרחשות בטבע תגובות כימיות לא "ספונטניות" (כמובן הכימי) רבות בלי קשר לחיים, כולל תגובות שיוצרות את "חומרי הבניין" של החיים כגון יצירת חומצות אמינו בחלל. אין שום דבר בחוק השני שמגביל את מידת הסיבוכיות של המולקולות שנוצרות בתהליכים כאלו, או את האפשרות שמולקולות מורכבות כאלו ימשיכו להתרכב הלאה בדרכים שונות ומשונות שאנו קוראים להן "חיים". כל מה שהחוק השני אומר הוא שבמידה שמעורבים בכך תהליכים כימיים לא ספונטניים, יידרש מקור אנרגיה חיצוני.
אבל למה שראשית החיים תדרוש בכלל תהליכים לא ספונטניים? תהליכים לא-ספונטניים הם חלק מהחיים המודרניים, אבל לא בהכרח מהחיים הראשונים. ייתכן, למשל, שהחיים הראשונים היו מבוססים על ניצול מולקולות עתירות-אנרגיה שהיו נפוצות בסביבה מקומית, ורק לאחר מכן התפתחו דרכים לא-ספונטניות לייצור אותן המולקולות באופן "מלאכותי" על-ידי החיים. או שראשית החיים הייתה מבוססת על מפלי-ריכוזים ששימשו כמקור אנרגיה.
החיים כן דורשים מולקולות מורכבות, אבל לאו-דווקא את היצירה שלהן בתהליכים לא-ספונטניים. אורבך רומז שמולקולות מסובכות לא יכולות להיווצר ממולקולות פשוטות בשל החוק השני של התרמודינמיקה, אבל אפילו אם נגביל את עצמנו לתגובות ספונטניות זה לא נכון. המולקולה ATP למשל היא מולקולה פשוטה יחסית (אך עתירה באנרגיה), שמשתתפת בתגובות המרכיבות מולקולות מורכבות מאוד (ממרכיבים פשוטים יותר) בתהליכים ביוכימיים שונים. באופן כללי יותר, המורכבות של המולקולה (שהיא תכונה די איכותית ושרירותית בכלל) לא זהה לתכולה האנרגטית שלה ופיזור האנרגיה בתוכה, שהן מה שחשוב בשביל החוק השני של התרמודינמיקה. בקיצור, מבחינה תרמודינמית אין שום בעיה עקרונית עם יצור מולקולות מורכבות ממולקולות מורכבות פחות.
לסיכום, החוק השני של התרמודינמיקה בכלל לא מגביל את היווצרות החיים מחומר דומם. לכל היותר הוא אומר שצריך לשם כך מקור אנרגיה חיצוני, וגם זה בספק. אורבך יכול לנסות לטעון שאין מקור אנרגיה שכזה – אבל הוא לא עושה זאת. אורבך יכול לנסות לטעון שבלי קשר לחוק השני, כדי ליצור דבר חי צריך מנגנון מסובך שלא סביר שהיה קיים בכדור הארץ לפני החיים – אבל הוא לא עושה זאת. במקום זאת, הוא מבלבל את הקורא המסכן לחשוב שהחוק השני אומר דברים שהוא לא אומר.
נעיר גם שאילו הייתה ההבנה המדעית שלנו את חוקי התרמודינמיקה אומרת שראשית החיים לא אפשרית, לא היה בכך כדי לרמוז שהמקור שלהם הוא על טבעי ובטח לא שזהו אלוהים היהודי האורתודוקסי דווקא. כבר היו בתולדות המדע פעמים רבות שבהן לא הבנו איך משהו נכון, או מסתדר עם שאר חוקי והבנות הטבע. תמיד בסופו של דבר הסתבר שההסבר הוא טבעי, ולא על טבעי. אם המצב היה שחוקי התרמודינמיקה היו סותרים את ראשית החיים, הרי שההיסטוריה מלמדת שהמשמעות היא שאיננו מבינים כראוי את חוקי התרמודינמיקה, או את הנסיבות, או – מה שהכי סביר – שהזנחנו משהו מהתיאור שלנו שאסור היה להזניח. זה שאנחנו לא יודעים איך משהו מסתדר עם חוקי הטבע כפי שהם ידועים לנו לא אומר שזה קסם.
-----
מאחר שהוא לא יכול לתת הסבר נכון למדוע חוקי התרמודינמיקה סותרים את ראשית החיים, לא נותר לאורבך אלא לבלבל את הקורא בשלל שיקולים שאינם מן העניין. כך הוא מדגיש את העובדה שהחיים בימנו מאופיינים ע"י העתקה מדויקת של קוד גנטי מדור לדור, ואומר שלכן
יוצא איפה שיש נגוד מדהים בין העובדה שתגובות כימיות מעצם טבען הן אקראיות ונפעלות ע"פ חוקים סטטיסטים (זו אחת מהתוצאות של החוק היסודי שהוזכר לעיל, החוק השני של התרומודינמיקה) ובין תופעת החיים שכל כולה מבוססת על ארגון, תזמון, סדר ותכנון מראש.
מה עניין שמיטה להר סיני? בפעם האלף - החוק השני של התרמודינמיקה מדבר על פיזור אנרגיה. המנגנון הכימי שמייצר תגובה מסוימת הוא המנגנון (המכניזם) של התגובה. אין למורכבות המנגנון שום קשר למבנה התרמודינמי של התגובה, שאורבך מעלה באוב. התרמודינמיקה קובעת מה אפשרי, לא את המנגנונים והקצבים (קינטיקה) של יישום זה או אחר של התגובה. היא לא מדברת על כמה המנגנון מתוזמן, מה רמת הארגון שבחומר המיישם אותו, וכן הלאה. זה פשוט לא רלוונטי.
תופעת החיים אמנם קשורה בתהליכים מאורגנים ומתוזמנים שמיישמים מנגנונים מסוימים, אבל אין בכך ניגוד לתרמודינמיקה אלא להפך – מנגנונים אלו תואמים לתרמודינמיקה, ומקיימים את חוקיה. להתלונן על זה שיש "ניגוד" בין הדברים הללו זה כמו להתנגד לזה שיש ניגוד בין האחידות והפשטות של הפיזיקה היסודית למגוון ולעושר של הכימיה – אין שום קשר בין שני הדברים, מדובר בתופעה ברמת תיאור גבוהה (כימיה לעומת פיזיקה, חיים לעומת כימיה) שלא משמרת את כל התכונות ש"מאפיינות" את הרמה הנמוכה יותר באינטואיציה האנושית.
...הטענה שמתוך ים של תגובות כימיות אקראיות בכל קונסטלציה, יכולות לצמוח פתאום מערכות המעבירות אינפורמציה מסודרת על בסיס אפס ליקויים היא לא פחות אבסורדית מהטענה שסופת טורנדו המשתוללת במגרש שברי מכוניות יכולה ליצר במקרה מכונית שלמה, מוכנה לנסיעה.
אין טענה ש"מתוך ים של תגובות כימיות אקראיות בכל קונסטלציה, יכולות לצמוח פתאום מערכות המעבירות אינפורמציה מסודרת על בסיס אפס ליקויים". יש טענה שבראשית החיים, מתוך ים של תגובות כימיות בתנאים מאוד מסוימים התהוו מערכות כימיות ששרדו ועם הזמן אפילו התרבו תחת ברירה טבעית, ובכך "העבירו אינפורמציה" עם ליקויים. שום דבר בחוק השני של התרמודינמיקה לא סותר את הטענה הזו. כל מה שאורבך הצליח להצביע עליו זה שמאפיינים מסוימים של חיים מודרניים, כמו יצור סוכרים, דורשים מקור אנרגיה חיצוני. זהו. אם אורבך רוצה לטעון שמקור אנרגיה זה לא מספיק, שצריך עוד משהו כדי ליצור מנגנונים תורשתיים – טוב ויפה, אבל שלא יבלבל אותנו עם החוק השני של התרמודינמיקה, שלא מדבר על שום דבר מעבר לצורך במקור האנרגיה. אם הוא רוצה להעלות טיעון רציני לכך שהתנאים הכימיים בכדור הארץ הקדום לא התאימו ליצירת מבנים מורכבים מספיק כדי לשכפל את עצמם – בבקשה. אבל שלא יבלבל אותנו עם החוקי השני, שלא מדבר בכלל על התנאים הכימיים הדרושים לקיום התגובה הכימית, אלא על התנאים האנרגטיים. אין בחוק השני שום דבר הסותר יצירה טבעית של מולקולות מורכבות, ארגון, תורשה, וכן הלאה. הוא פשוט לא מדבר על זה.
בסופו של דבר אורבך לא מעלה שום טיעון התומך באמונה שלו באבסורדיות של ראשית-חיים טבעית. כל מה שהוא עושה זה לבלבל אותנו עם החוק השני. הרעיון שזה אבסורד נשאר רק זה – רעיון בלתי מבוסס. ספקולציה. מה שמזכיר לי...
-----
מאחר שיש קבוצות כימאים העוסקות בראשית החיים, אורבך מתפנה לחבוט בהן.
בין הכימאים ברחבי העולם, ישנן אכן קבוצות העוסקות בנושא "מוצא החיים" (Origin of Life) שמטרתן היא לנסות להסביר כיצד יכלו חיים להתפתח מהדומם.
אני מחזיק במשרדי דרך קבע מאמרים נבחרים מיצגים, שפורסמו ע"י קבוצות אלו. מדובר באוסף ספקולציות שאין לו שום אחיזה במתודה המדעית. אם אני וקבוצתי היינו מפרסמים מאמרים ברמה כזו של ספקולציות, הייתי נזרק מזמן מהמערכת האקדמית.
אילו אורבך וקבוצתו היו מפרסמים מאמרים אקדמיים על התרמודינמיקה ברמה כזו של עיוותים כמו המאמר שאנו דנים בו, הוא עצמו היה נזרק מהמערכת האקדמית. טוב, אולי לא מבר-אילן.
אורבך, כאמור, לא עוסק במדע טהור. הוא וקבוצתו עוסקים בכימיה אפרורית של תכונות אלקטרוכימיות של חומרים, כימיה של אפיון חומרים יותר מאשר של פיתוח תאוריות מדעיות חדשות. יש בהחלט מקום לכך במדע, אבל זוהי לא התמחות המכילה את המתודה המדעית באמת. הספקולציה שנדרשת כאשר עוסקים בתחום פתוח - כמו ראשית החיים, או על-מוליכות בטמפרטורה גבוהה, או אלף ואחד תחומים אחרים בחזית המדע - היא גדולה יותר. וודאי שהמאמרים על ראשית החיים הם ספקולטיביים – זהו אופיו של התחום. זהו חלק מהמתודה המדעית, חלק שאורבך כנראה לא ממש הפנים מעולם – העלאת וניתוח היפותזות. קריירות שלמות נבנו על "ספקולציות" שכאלו, וגם פרסי נובל – למשל, פרס הנובל על פענוח מנגנון ייצור המולקולה נשאית האנרגיה (ATP), כימואוסמוסיס. תאוריות האביוגנזה של היום מתקדמות יותר מאלו שבעבר, וגם הניסויים הקשורים בהם. התפתחות זו תמשיך. אולי זה יוביל לפענוח ראשית החיים, אולי זה יוביל להבנה טובה יותר של המגבלות והאפשרויות של ראשית החיים – בכל אופן זהו חלק מהמתודה המדעית.
אגב, בחלק מאותם מאמרים כן תמצאו נימוקים כנגד תרחיש זה או אחר, ואפילו מעט נימוקים נגד אביוגנזה טבעית בכלל. אבל אלו לא יהיו הנימוק שאורבך מעלה. אלו יהיו נימוקים שגם אם הם מוטעים, הם לפחות לא מוטעים באופן כל כך בסיסי וברור.
מה שלא תמצאו במאמרים שכאלו זה אמירות חסרות בסיס, כמו ההכללה המעוותת שפירוק של מולקולות מורכבות הוא תהליך ספונטני, או שהחוק השני אינו מאפשר היווצרות של מבנים מורכבים. גם לא תמצאו הרבה טענות שמשהו סותר את חוקי הטבע כשהוא בבירור לא, או טיעונים כושלים עד-כדי-כך לטענה אחרת כלשהי. זה בגלל שמומחים-עמיתים יפסלו כל טעות מדעית שכזו מלהיכנס למאמר. וזו הסיבה שגם לא תמצאו מאמר של אורבך שאומר את הדברים האלו בעיתונות המדעית – כי מה שהוא אומר זו שטות מדעית, שלא תעבור ביקורת-עמיתים.
הבה ניקח צעד לאחור – מהן בעצם אותן הספקולציות אורבך קוטל? הספקולציה של מאמר שכזה על ראשית החיים היא שראשית החיים היא בתהליך מסוים, שאינו סותר את חוקי הטבע ואת התנאים כפי שאנו מכירים אותם. אין לכותביו ראיות של ממש לתרחיש הזה, אבל גם אין ראיות של ממש שהתרחיש אינו נכון. המאמר עוסק בניסיון לצבור ידע באשר לסבירות התהליך לאור חוקי הטבע ו\או הממצאים האמפיריים. יכול להיות שכל התרחישים שחשבנו עליהם עד כה לא נכונים, או אפילו לא אפשריים פיזיקלית, כפי שאורבך אומר – אם כן, אלו יהיו בדיוק מאמרים שכאלו שיראו זאת, לא הטיעונים הכושלים שאורבך מעלה. גם יכול להיות שהתרחיש שהתרחש בפועל הוא דווקא תרחיש לא-סביר כימית.
אורבך, בעצם, מציע ספקולציה אחרת: החיים נוצרו בתהליך מסוים אחר, שכן מפר את חוקי הטבע - אלוהים יצר אותם. מראש, ספקולציה זו היא פחות סבירה – היא סותרת את חוקי הטבע, שבהגדרה הם הדברים האמינים ביותר שבניסיוננו. אורבך מעדיף את הספקולציה שלו מסיבות לא מדעיות, דתיות; אין לו סיבות מדעיות, רציונליות, לעדיפותה – רק “סיבות” לא נכונות, כגון הטיעון הכושל שלו מהחוק השני, או קבלה לא-רציונלית של מסורת. אם אתה לא מרגיש נוח עם חוסר ידיעה וחייב לאמץ תאוריה כלשהי, הספקולציות שאורבך כל-כך מזלזל בהן מהוות ניחוש הרבה יותר מושכל ורציונלי מהספקולציה הדתית. הספקולציה האהובה עלי היא מטאבוליזם-תחילה.
----
לסיכום – אורבך פשוט מטעה. הוא מתיימר להציג טיעון כנגד היווצרות טבעית של החיים מתוך החוק השני של התרמודינמיקה (בעצם, הטיעון הסטנדרטי CF001.3), אבל כל מה שהוא יכול לבסס למעשה מחוק זה הוא שתהליכים לא-ספונטניים (במובן הכימי) דורשים מקור אנרגיה חיצוני. מה שבעצם הוא ההגדרה שלהם. הוא לא מספק שום טיעון שמצדיק את טענותיו שהיווצרות "ספונטנית" (ולו במובן רחב) של חיים או של חומרים מורכבים אינה אפשרית. במקום זאת, הוא מבלבל את הקורא על ידי שיוך מושגים כגון "מורכבות" ו-”ספונטניות" לחוקי התרמודינמיקה באופן לא ברור ורשלני, ואף חוטא בטעויות מביכות כגון הטענה שמולקולות מורכבות לעולם יתפרקו "ספונטנית" או שתהליכים לא ספונטניים מתרחשים רק בפוטוסינתזה.
איך מדען רציני יכול לעשות טעויות כה בסיסיות? אני לא יודע. אולי אורבך לוקה בעוורון אינטלקטואלי סלקטיבי בשל האמונה שלו. אולי הוא מאמץ את דעת הרב אליהו דקסלר, שמותר לשקר לשם תורה. אולי הוא פשוט מראש לא מבין בתחום. אני יכול רק לקוות שהקוראים ישכילו לחשוב על הדברים בבהירות, בלי להיסתנוור מה"סמכות" של אורבך (או שלי). אני סמוך ובטוח שאפילו התעמקות מועטה תראה לכל בר-שכל את מה שהרוב המוחץ של המומחים מסכימים עליו – שאין שום דבר בחוק השני של התרמודינמיקה או בכל עקרון מדעי מקובל אחר שמונע אביוגנזה טבעית.
כל זה אינו מהווה הוכחה חיובית לכך שהאביוגנזה אכן הייתה טבעית. זה רק אומר אין שום סיבה (בניגוד לדברי אורבך) להאמין שההסבר הוא על-טבעי. מנגד, אין לנו (עדיין?) מספיק ידע על העבר, ומספיק יכולת טכנית להבין את התופעות במגוון הסביבות הכימיות וסקלות הזמנים והכמויות הרלוונטיות, כדי להראות מפורשות שתחילת חיים טבעית הייתה אירוע כימי רגיל וטבעי, או אפילו שהיא אפשרית או (כפי שאורבך מאמין) לא אפשרית. אנחנו פשוט לא חכמים מספיק ולא יודעים מספיק עדיין. במקום זה, האמונה שהחיים נוצרו בדרך טבעית נובעת בעיקר מכך שזהו סוג ההסברים שעובדים – כל תופעת טבע שאי פעם הצלחנו להסביר, הסברנו באופן טבעי. לכך יש להוסיף את ההתאמה של העדויות המועטות שכן יש לנו על החיים המוקדמים לראשית פשוטה בכדור הארץ, ואת השיקולים הפילוסופיים – וכך מגיעים כמעט כל אנשי הרוח המשכילים (כולל דתיים רבים) למסקנה שלא, אלוהים לא יצר יום בהיר אחד את החיים באופן קסום. ממש כמו שהוא לא יצר בנפנוף מטה קסם את הברק שהיכה בטימי או זעזע את עמודי הארץ כדי ליצור את רעידת האדמה האחרונה. אמונה באל כזה היא פשוט ילדותית.
