ארכיון קטגוריה: מדע בדיוני ועתידים

בלי הארי פוטר – גלימת היעלמות טכנולוגית

מאגדות של ימי קדם ועד ימינו אלה מלווה אותנו החלום "לראות ולא להיראות", או לגרום לחפצים להיעלם מעיני המתבונן. בסיפורי פנטסיה החלום ממומש באמצעות קסם או כישוף – ראה "גלימת ההיעלמות" של הארי פוטר. משום מה אנחנו נהנים כשקוסמים-בדרנים מדהימים אותנו בלהטוטים מתוחכמים של העלמת ארנבים או קרונות רכבת. האם זה מבטא שאיפה כמוסה שלנו להעלים או להעלם?

יש כמובן יתרונות בהיעלמות – למשל אם תוקפת אותך חבורת בריונים, או אם סתם בא לך להימצא בסביבה בלי שנוכחותך תתגלה, או אם יש לך עניין בהגנה בשדה הקרב בתוך מבנה או כלי רכב בלתי נראים.

ביצירות מדע בדיוני מנסים להעניק לקורא או לצופה לפחות אשליה שההעלמה מבוססת על הישג מדעי אשר מומש ביכולת טכנולוגית. כשחלליות הצי הרומולאני ב"מסע בין כוכבים" הופכות לפתע לבלתי נראות, ברור לנו שהדבר מושג הודות לטכנולוגיה המתקדמת של הרומולאנים, תהא אשר תהא, ולא באמצעות שרביט קסמים.

ויש גם, איך לא, אגדות אורבניות או תאוריות קונספירציה (תלוי בהשקפה) בדבר ניסויים צבאיים סודיים שנערכו כביכול בשנת 1943 על-ידי הצי האמריקני ובהם "הועלמה" המשחתת "אלדריג' " לחלוטין והפכה לבלתי נראית לפרק זמן קצר. כיצד? באמצעות טכנולוגיה מסתורית שאמורה להיות קשורה איכשהו ל"תורת השדה המאוחד" בפיסיקה. על פי השמועה היא לא רק הועלמה, אגב, אלא גם עברה "טלפורטציה" למקום מרוחק. אם אתם חושדים שהניסוי הזה, שהיה או לא היה, קשור גם לסיפורי העב"מים שפרצו ופרחו באותה תקופה, וכך גם לסיפורי "משולש ברמודה" הידועים, אתם לא טועים.

אם נלך אל המקורות נגיע, כרגיל, אל הרברט ג'ורג' וולס. בספרו הקלאסי "האיש הבלתי נראה" (1897), מספר וולס את סיפורו המדהים של מדען בשם גריפין אשר באמצעות ידע באופטיקה ושימוש בחומרים כימיים מתאימים משנה את מקדם שבירת האור של תאי גופו ומשווה אותו למקדם השבירה של אוויר (יש בספר הסבר מפורט). עקב כך, נמנעת כביכול כל בליעה או החזרה של קרני האור וגריפין הופך את עצמו לבלתי נראה. ההסבר נשמע הגיוני, לפחות ברמה התאורטית, למעט פרט קטן אך משמעותי שעליו הצביע לראשונה הסופר היהודי-רוסי יעקב פרלמן, בספרו "פיסיקה יכולה להיות כיף" (1913) – בשיטה שמתאר וולס, גריפין הבלתי נראה לא יוכל לראות בעצמו. הוא חייב להיות עיוור לחלוטין, שהרי העין פועלת על בסיס מיקוד ובליעה של קרני אור, והיא לא תתפקד אם האור יעבור דרכה כמו דרך חלל ריק, בלי להתמקד דרך העדשה ולהיקלט ברשתית. למעשה, לא רק הראיה אלא מנגנונים ביולוגיים נוספים, שיהיה לנו קשה עד בלתי אפשרי לחיות בלעדיהם, קשורים באינטראקציות בין מולקולות ביולוגיות וקרני אור.

עטיפה של אחת מאינספור המהדורות של הספר "האיש הבלתי נראה" מאת ה. ג'. וולס

אבל גם אם שינוי כימי של התכונות האופטיות של תאי הגוף הוא מסובך או בלתי אפשרי, האם בכל זאת אפשר לחשוב על חפצים בלתי נראים, או על העלמת חפצים בעזרת משהו שיכול להיקרא "גלימת היעלמות" טכנולוגית? עד כמה שזה מפתיע, התשובה היא כנראה שכן.
החלליות הבדיונית הבלתי נראות של הרומולאנים ודומיהן מבוססות, כך נרמז, על "שדה כוח" שמסיט את קרני האור כך שהחללית נעלמת מעין. יש לזה לכאורה אחיזה תאורטית במציאות הפיסיקלית של תורת היחסות הכללית: שדה כבידה חזק דיו מעקם את המרחב שבקרבתו ועקב כך גם את קרני האור – מה שפותח פתח לאפשרויות מעניינות. שאלה אחרת היא איך יוצרים שדה כבידה כזה, איך "מדליקים" או "מכבים" אותו, וכיצד תופק האנרגיה (העצומה) הנדרשת לשם כך. לרומולאנים יש בוודאי תשובות. אחרי הכל, עיקומי-חלל הם דבר שגרתי במדע הבדיוני.

אבל מתברר שלא צריך להרחיק לכת עד כדי כך כדי להעלים חפצים. בשנים האחרונות מתרבים המחקרים המראים שניתן לעשות זאת על-ידי בניית חומרים מיוחדים במינם, בעלי מקדם שבירה שלילי. חומרים כאלה נקראים "על-חומרים" או "מטה-חומרים" (Metamaterials), והם עומדים במוקד מחקרים הולכים ומתרבים במעבדות ברחבי העולם. מסיבות מובנות העלמת חפצים היא משאת נפש של גופי פיתוח צבאיים – הרי מדובר בהסוואה אולטימטיבית. אם אכן יש ממש בטכנולוגיה שכזאת, אפשר יהיה ליצור טנקים או מטוסים בלתי נראים או לפחות להסתיר מבנים, מחסנים, משגרים, וכן הלאה.

ההסוואה המושלמת של החייזר בסרט הבדיוני "הטורף", העוטה מעין שריון שיכול להפוך ל"שקוף" ולהתמזג עם הרקע, התבססה על רעיונות שהועלו בנוגע להסוואת חיילים בשדה הקרב, וממשיכה גם לשמש השראה לרעיונות חדשים בתחום זה. אבל העניין ב"מטה-חומרים" הוא רב לא רק בשל אי-נראותם אלא גם בשל יישומים אפשריים נוספים שלהם בתחומים כמו עדשות ייחודיות למיקרוסקופים מיוחדים, רכיבים אלקטרו-אופטיים חדישים, אנטנות מיוחדות, לייזרים וגם דורות חדשים של תקליטורי DVD ועוד. סביב הנושא מתפתח בזמן האחרון תחום מחקרי חדש שנקרא "פלסמוניקה", שזכה למאמר מיוחד בגליון אפריל 2007 של "סיינטיפיק אמריקן" (נוסח עברי שלו כלול בגליון אוגוסט-ספטמבר של המהדורה העברית).

החייזר הבלתי נראה בסרט "הטורף". האם אנחנו מתקרבים ליכולת טכנולוגית מעין זאת?

יש מספר שיטות "להנדס" חומר בעל מקדם שבירה שלילי, והן מבוססות בדרך כלל על הגברת התגובה של החומר לשדה האלקטרו-מגנטי באמצעות מניפולציה של מבנה החומר בסקאלה של אורך הגל של האור, או על-ידי שילוב חומרים אלקטרואופטיים ושליטה על תכונותיהם בעזרת מעגלים חשמליים נלווים (הסבר קצר בעברית נמצא באתר "צעירים במדע" של מכון וייצמן).

נשמע מסובך? כן, זה אכן מסובך, אבל שינוי תכונות של חומר כדי לשנות שדות מגנטיים הוא דבר הרבה יותר מעשי משינויי שדות כבידה ועיקומי חלל. הדבר אפילו הודגם במעבדה בנובמבר 2006 על-ידי צוות מחקר בראשות פרופ' דיוויד ר. סמית באוניברסיטת דיוק בארה"ב, שהתבססו על חישובים תיאורטיים של מדען בשם ג'ון פנדרי מ"אימפריאל קולג' " בלונדון. החוקרים השתמשו במין מערך של טבעות חד-מרכזיות של מעגלים אלקטרוניים מודפסים, שמתנהג כמו "גלימת היעלמות": אם שמים במרכזו משהו, נניח גליל מתכת, ומקרינים על הכול קרינה אלקטרומגנטית, הקרינה מתנהגת כאילו אין בפנים שום דבר. הקרניים "עוקפות" את גליל המתכת ומתחברות בחזרה, כך שהתוצאה הסופית (מבחינתו של צופה מבחוץ) היא כאילו הן עברו דרך חלל ריק.

העלמת חללית בתוך "קליפה" של "על-חומר" בעל מקדם שבירה שלילי (איור מתוך כתבת שער בגליון אפריל 2007 של "סיינטיפיק אמריקן")

הדרך מכאן ועד לחללית העטופה בגלימה שכזאת והופכת לבלתי נראית עדיין ארוכה מאוד, אך יש הרואים בהישג של פרופ' סמית וחבריו פריצת דרך מבטיחה.
הבעיה היא שהדגמת ה"היעלמות" של סמית עובדת (לפחות בשלב זה) באורכי גל ספציפיים בתחום המיקרוגלים ולא בתחום האור הנראה. באור נראה הפיתרון יותר מסובך, מכיוון שכדי לטפל באורכי הגל הקצרים של האור הנראה יש צורך באבני בניין בגדלים של 10 – 20 ננומטרים (ננומטר הוא אלפית המיקרון, ומיקרון הוא אלפית המילימטר). טכניקות של ננו-טכנולוגיה יכולות ככל הנראה להתמודד עם זה וקבוצות מחקר אחדות עובדות בכיוון זה במרץ.

בעיה לא פחות מסובכת היא לגרום לכך שהאובייקט יהיה בלתי נראה לכל רוחב הספקטרום של האור הנראה, ולא רק לאורך גל מסוים, שהרי אין תועלת רבה בלהיות בלתי נראה רק באור אדום, למשל. ההסוואה של החייזר בסרט "הטורף" לא הייתה מוצלחת כל כך אילו הוגבלה לאורך גל אחד ויחיד.

ייתכן שיש דרכים נוספות להשיג הסוואה מושלמת או שקיפות כמו זו של "הטורף". אפשר להדגים זאת בניסוי פשוט, בעזרת מחשב נייד ומצלמת וידאו באיכות גבוהה. שימו מצלמה כזו מאחורי מסך המחשב, הפנו אותה אחורה, והפעילו. מי שיסתכל על המסך יחשוב שהוא שקוף, כי המסך יציג את הרקע שמצלמת המצלמה. אם מישהו יעמוד בין המצלמה למחשב, הוא (או חלק מגופו) ייראה שקוף למי שיביט במסך, שהרי המצלמה מצלמת את מה שמאחורי אותו מישהו. מכאן והלאה לא קשה לדמיין, למשל, בניין שכל חזיתו מסך שעליו מוקרנת תמונה של הנוף שמאחורי הבניין. יש כמובן בעיות כמו רזולוציה ואיך תיראה התמונה מזוויות שונות – אבל אלה ניתנות לפיתרון. יותר מסובך יהיה ליצור מעטה או בגד שיתפקד כמו מסך, ועוד יותר קשה יהיה לפתח מערכת שתצלם כל הזמן את הסביבה, גם תוך כדי תנועה, ותקרין אותה במדויק "החוצה" כך שמי שילבש את הבגד המופלא הזה יהיה מוסווה או "שקוף" לחלוטין. קשה ויקר, אך כנראה לא בלתי אפשרי. כבר לפני שנים הועלו רעיונות שונים בכיוון זה, כמו שימוש במערך עצום של יחידות אופטיות בגודל ננומטרי שישולבו בבגד, אשר יצלמו ויקרינו, כשהעיבוד הממוחשב (נדרש עיבוד בזמן אמת, עניין לא פשוט) נעשה במחשב לביש, אולי אפילו בננו-מעבדים המשולבים באותן יחידות. בהתחשב במגבלות המזעור וכושר העיבוד של הזמן שבו הועלו רעיונות אלה לראשונה, הם נראו דמיוניים לחלוטין. אך כידוע יכולות אלה מתקדמות בקצב מעריכי ומה שנראה פעם דמיוני או מופרך נראה היום כמעט בר-ביצוע.

גרסה פשוטה יחסית של "מעיל היעלמות" שכזה אפילו הודגמה בפועל לפני שנים אחדות על-ידי חוקרים וסטודנטים במעבדתו של ססומו טאצ'י באוניברסיטת טוקיו. הם השתמשו במערכת פשוטה של מצלמת וידאו ומקרן שהקרין את הוידאו על מעיל מיוחד שלבש "האיש הבלתי נראה" (או, מוטב לומר, "האיש שחלקו נראה שקוף"). התוצאה הייתה מוגבלת אך משעשעת, והמחישה את האפשרויות הגלומות בשכלול הטכנולוגיה.

"מעיל השקיפות" של סוסומו טאצ'י: מצלמה מקרינה את תמונת הרקע על המעיל.

חלפו 110 שנים מאז פרסום "האיש הבלתי נראה" של ה. ג'. וולס. אם קצב ההתקדמות הטכנולוגית ימשיך כפי שהורגלנו בשנים האחרונות, נראה שלא נמתין עוד 110 שנים עד שטכנולוגיה כזאת או אחרת של "גלימת היעלמות" תהפוך למציאות. בלי צורך בחוכמת הקסמים של "הוגוורטס".

המאמר פורסם (בשינויים קלילים) בגליון מס' 32 של "המימד העשירי", כתב העת שלהאגודה הישראלית למדע בדיוני ופנטסיה.

 

מודעות פרסומת

דינוזאור ברשת

במאמרי הקודם ("חפיצים במרשתת") תואר פיתוח עתידי משוער של "ננו-מפעלים" שהם בעצם ה"רפליקטורים" המוכרים לקוראי מדע בדיוני: מכונות ננוטכנולוגיות מופלאות היוצרות כמעט כל דבר מכל דבר על ידי פרוק חומרים (כמו אשפה) למולקולות ואטומים, והרכבתם מחדש כמוצרים מועילים כמו שבב אלקטרוני או מחשב נייד משוכלל. תוארה גם בנית חפיצים (גאדג'טים) בדרך פרימיטיבית יותר, על ידי הדפסה תלת-ממדית בשכבות, הדומה לפעולת מדפסת הזרקת-דיו. העליתי בין השאר את האפשרות של שיתוף קבצים של מוצרים שאפשר יהיה להוריד מהאינטרנט ולבנות אותם בבית, כפי שמורידים היום קבצי מוזיקה וסרטים. השאלה שנשאלה בסוף המאמר היתה האם בעתיד ניתן יהיה באופן דומה להוריד מהרשת מוצרים שאינם דוממים – צמח אקזוטי, אבר להשתלה, חידק, או ביצה של דינוזאור.

זה כבר מוגזם, אתם אומרים? דמיון פרוע של סופרי מדע בדיוני שלא בדיוק מבינים במדע עובדתי?
כלל וכלל לא. אם מסתכלים על מה שמתחיל להתבשל כיום במעבדות של מספר מוסדות מחקר מובילים בעולם, הדברים בהחלט לא נראים מופרכים. ברוכים הבאים לעולמה החדש והנועז של "הביולוגיה הסינתטית". במילים עדינות הביולוגיה הסינתטית היא שדרוג של מה שעד היום נקרא הנדסה גנטית. במילים פחות עדינות היא הרבה יותר מזה, כי ההנדסה הגנטית עד היום לא היתה הנדסה אמיתית. לפחות לא במשמעות שהמהנדסים מייחסים למילה "הנדסה" – היכולת לתכנן מוצר חדש על מרכיביו, להשיג את המרכיבים או לבנותם, ולבנות את המוצר. נחליף את המילה "מוצר" ב"תא חי" (או, מדוע לא, "יצור חי"?) וקבלנו ביולוגיה סינתטית.

 

בשביל מה זה טוב?
המושג "ביולוגיה סינתטית" עבר כמה גלגולים בשנים האחרונות. לפי הגדרה השגורה בפי מדענים הפועלים במעבדות שבחזית המחקר בתחום זה (כמו במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, MIT, או באוניברסיטת ברקלי), מדובר על פיתוח ובנייה של רכיבים ביולוגיים בסיסיים שמהם ניתן להרכיב "התקנים מתפקדים גדולים יותר" כדי להשיג יעדים מוגדרים. ובשביל מה זה טוב? על פי מדענים בברקלי, שימוש בהתקנים כאלה יביא תועלת רבה בטיפול רפואי, בהבטחת סביבה נקיה מזיהומים, ובאספקת אנרגיה מתחדשת ובלתי מזהמת. בשפתם של מהנדסים אלה המונח "התקנים מתפקדים" מתייחס לתאים ביולוגיים ואפילו לאורגניזמים חיים שלמים. בהגדרה של MIT הנושא כולל גם "תכנון מחדש של מערכות ביולוגיות טבעיות קיימות, לצורך השגת מטרות שימושיות".

הלוגו של כנס מדעי על ביולוגיה סינתטית שהתקיים באוניברסיטת ברקליי

ואכן, אף על פי שמדובר בביולוגיה הגישה היא הנדסית – ובכך החידוש הגדול. המהנדסים ה"פולשים" לתחום הביולוגיה רואים בעיני רוחם "ארגז כלים" של רכיבים ביולוגיים שמהם בונים דנ"א, חלבונים, גֵנים, תאים, רקמות, וירוסים וכו' – בדרך שבה מהנדסי אלקטרוניקה משתמשים ברכיבים מיקרואלקטרוניים כמו טרנזיסטורים לבנית שבבי זכרון ומחשבים.
באנלוגיה להתפתחות המיקרואלקטרוניקה, ייתכן שהביולוגיה הסינתטית נמצאת היום בשלב התפתחות ראשוני הדומה לזה של האלקטרוניקה בסוף שנות השישים של המאה הקודמת, כאשר גורדון מור, מייסד חברת "אינטל", ניסח את "חוק מור" המפורסם שלו. חוק זה ניבא שעוצמת המחשוב, הנמדדת במספר הטרנזיסטורים המצטופפים על שבב אלקטרוני, תוכפל בערך כל שנה וחצי. גידול מעריכי זה באמת מתרחש מאז ועד היום. קרוב לודאי שימשיך כך גם בשנים הקרובות, עד שנגיע לטרנזיסטורים בגודל של מולקולה. הגרפים שאותם מציירים אנשי הביולוגיה הסינתטית כיום, המתארים את יכולת הסינתזה של רצפי הבסיסים בחומר התורשתי דנ"א, דומים לחוק מור. לפי "חוק קרלסון" (מעין מקבילה ביולוגית לחוק מור), המזוהה עם ד"ר רוב קרלסון מאוניברסיטת וושינגטון, יכולת זו תגיע בסוף העשור לסינתזה של שרשרת דנ"א בגודל של הגנום האנושי.

 

"לגו" ביולוגי?
בעיני אנשי החזון של הביולוגיה הסינתטית, ההנדסה הגנטית הקיימת כיום היא פרימיטיבית ואיננה הנדסה של ממש. השתלה של גן מסוים בחידק כדי שזה ייצר תרופה או השתלה של גן זר בצמח כדי שיהיה עמיד או צבעוני יותר הם דברים נהדרים, אבל הנדסה של ממש היא מורכבת הרבה יותר. הרכבת גנים שונים כדי ליצור תא חי מסוג חדש או כדי לשכתב את הצופן הגנטי וליצור יצורים חדשים לגמרי – זוהי הנדסה ראויה לשמה.
במכון הטכנולוגי MIT מתנהל מזה כשנתיים פרויקט בשם Bio-Bricks שהתפתח בהשראת אבני המשחק "לגו". סוד הצלחת ה"לגו" הם המחברים האחידים, האוניברסליים, שמאפשרים לחבר כל דבר לכל דבר. "לבנה ביולוגית", biobrick, היא משהו דומה: גדיל של דנ"א שבקצותיו מחברים אוניברסליים. כך אפשר יהיה לדעת מדעני MIT להכין "ארגז כלים" או "ארגז חלקים" ובו ערכה של רכיבים ביולוגיים סטנדרטיים, שידמה ל"ארגז" של רכיבים אלקטרוניים סטנדרטיים העומד לרשותם של מהנדסי האלקטרוניקה. מולקולות הדנ"א שב"לבנים הביולוגיות" מכילות צרוף מסוים של גנים שעושה פעולות סטנדרטיות, כמו להכתיב לתא איזה חלבון לייצר או לתפקד כ"מתג" ששולט בתהליכים ביולוגיים כמו יצירת גנים אחרים. אם תיכנסו לאתר הפרויקט Bio-Bricks באינטרנט, תוכלו לעיין בקטלוגים של רכיבים ביולוגיים שלכל אחד מהם מספר קטלוגי – ממש כמו קטלוגים של חלקי מכונות או מעגלים אלקטרוניים. תוכלו אפילו לקבל הנחיות איך ליצור אבני לגו ביולוגיות חדשות ולצרפן לקטלוג.
פרופ' דרו אנדי, הרוח החיה מאחורי פרויקט ה- Bio-Bricks, נלהב מאוד מהאפשרויות שעשויות להתפתח מההרפתקה הזאת שנקראת ביולוגיה סינתטית. הוא אף הגדיל עשות, וצירף למאמר חשוב על הנושא שהתפרסם בכתב העת היוקרתי "נייצ'ר" קומיקס מקורי שכותרתו היא, איך לא, "הרפתקאות בביולוגיה סינתטית". (כתב העת המכובד טרח לציין שזו הפעם הראשונה בתולדותיו שהוא מפרסם קומיקס!)

 

ביולוגיה להמונים?
בנוסף לכל אלה, יש גם אפשרויות מעניינות ליצור ישויות כלאיים של רכיבים ביולוגיים ולא-ביולוגיים, אפשרויות שנפתחות הודות למחקר בננוטכנולוגיה וביוטכנולוגיה. למשל, שילוב של מעגלים אלקטרוניים ותאי עצב ליצירת אורגניזם קיברנטי, המכונה "קיבורג" במדע הבדיוני.
אך משחק בתהליכים ביולוגיים, בניית תאים חיים מלאכותיים ויצירת חיידקים ויצורים אחרים, אינם דבר של מה בכך. מהנדסי הביולוגיה הסינתטית מדברים על פיתוח מהיר של תרופות חדשות, טיפול רפואי, גידול אברים להשתלה, טיפול בזיהום הסביבה, ועוד כל מיני דברים טובים, אבל באותה עת הם אינם מתעלמים מסכנות העלולות להיות גלומות בביולוגיה הסינטתית. וירוסים קטלניים, טרור ביולוגי, אורגניזמים שבורחים ממעבדות ומתרבים ללא שליטה ו"ביו-האקרים" הם רק דוגמאות מעטות. סכנות אלה, וההתייחסות של המדענים אליהם, ראויות למאמר משלהן.

בצד האופטימי של הביולוגיה הסינתטית, שאותו הוא מכנה "ביות הביולוגיה", דן מזה שנים אחדות הפיזיקאי הנודע פרימן דייסון. דייסון הוא אדם מרתק שהמאמרים הספקולטיביים שכתב במשך השנים על עתיד המדע והטכנולוגיה יכולים בקלות לשמש בסיס לסיפורי מדע בדיוני, ואכן שמשו השראה כזו. אולי הידוע שבספרים אלה הוא "עולם טבעת" של לארי ניבן המתבסס על רעיון של דייסון משנת 1960 – "כדורי דייסון".

 

ביו-האקרים ומשחקי-ביו
דייסון צופה שהביולוגיה תתפתח בדרכם של האלקטרוניקה והמחשוב. אחת הסיבות לכך שהמחשבים הפכו ממפלצות ענק שהן נחלתם הבלעדית של מכוני מחקר למכשירים הזמינים לכל ילד הם משחקי המחשב, ודבר דומה יקרה לביולוגיה. כבר כיום ניתן לרכוש בחנויות לחיות מחמד דגים טרופיים שהונדסו גנטית כדי להעניק להם צבעים זוהרים מיוחדים, וזו כנראה רק ההתחלה. תארו לכם, אומר דייסון, מה יקרה כאשר ארגזי הכלים של הביולוגיה הסינתטית יהיו זמינים ונגישים לחובבי גינון וחיות מחמד שמקדישים את מירב זמנם להכלאת פרחים או לזיווג של דגי נוי או זוחלים למיניהם? יהיו ערכות "עשה זאת בעצמך" של ביולוגיה סינתטית לכל דורש ליצירת מינים חדשים של פרחים ואפילו של חיות. בחזונו של דייסון אנשים יבטאו את היצירתיות שלהם ואת כשרונותיהם האמנותיים ביצירת צורות חיים חדשות. "עיצוב גנטי יהיה דבר אישי, צורת אומנות חדשה כמו ציור או פיסול. וכמו באומנות, רק מעטות מבין ה'יצירות הביולוגיות' הללו יהיו יצירות מופת. אבל כולן יסבו הנאה ושמחה ליוצריהן וגם יגרמו לגיוון של עולם החי והצומח שלנו." המגוון החדש יחדש ויתקן את מה שנפגע ע"י התעשיה והחקלאות המתועשת, ולא יהיה תלוי עוד בהעדפות של התאגידים הגדולים.
ובחזונו של דייסון השלב המתקדם בתהליך ביות הביולוגיה יהיה… משחקים. משחקים ביולוגיים. ילדים קטנים ישחקו בזרעים, ביצים ויצורים אמיתיים, לא וירטואליים, כפי שהם משחקים כיום במשחקי מחשב.
דייסון אינו מתעלם מהסכנות, ואומר שיהיה צורך לפתח חוקים ואמצעים למניעתן. הוא צופה את תופעת הביו-האקרים, הגרסה הביולוגית של פורצי המחשבים, אך גם את תרומתם של ביו-האקרים צעירים ומוכשרים לאיתור פעילויות מסוכנות של יחידים ושל חברות, כמו שקרה לא אחת בתחום המחשוב. בטווח הארוך, טוען דייסון, "הסיכוי הטוב ביותר שלנו למנוע טרור ביולוגי בקנה מידה גדול הוא לחלוק את התועלות של הביוטכנולוגיה באופן הרחב והפתוח ככל האפשר".

האם דייסון תמים? אולי. יש לקוות שלא. אני לא ממהר, מצדי שזה יהיה עוד חמישים שנה, אבל אשמח לקנות יום אחד לנכדיי ערכה לגידול דינוזאורוני מחמד בלתי מזיקים, שיודעים לשיר, לעוף ולהחליף צבעים זוהרים לפי פקודה. אם המתנה לא תמצא חן בעיניהם, הם תמיד יוכלו להחליף אותם עם חברים תמורת קבצים אחרים.

 

מאמר זה פורסם (עם שינויים קלים) בגליון 31 של "המימד העשירי", כתב העת של האגודה הישראלית למד"ב ופנטסיה.

אל המאדים בשלוש שעות, ואיך לנוע יותר מהר מהאור בלי לעבור על המהירות המותרת

המכון האמריקני לאווירונאוטיקה ואסטרונאואיקה (AIAA) הוא ארגון בינלאומי מכובד (קיים כ-70 שנה) שחברים בו כ-35 אלף מהנדסי תעופה וחלל, והוא עוסק מטבע הדברים בכל הטכנולוגיות הקשורות לטיסה באוויר ובחלל. אין שום דבר מפליא בכך שארגון זה מציין לשבח מאמר אשר דן, למשל, במודל של "מכניקת זרימה חישובית לחקירת זרימה דרך רוטור במדחס עבר-קולי עם מרווחי קצה גדולים" או "שיפור בזיהוי קונפליקטים לצורך צמצום שגיאות תפעוליות בבקרת תנועה אווירית". למי שאינו מהנדס תעופה נושאים אלה נשמעים מן הסתם מעוררי פיהוק אדיר (למרות שבזכותם אנחנו מעיזים להיכנס לתוך מיכל משונה ורועש עם כנפיים ולהמריא אל מעבר לים).
אבל כאשר AIAA מעניק פרס מיוחד למאמר העוסק באפשרות לבנות חלליות שמהירותן עולה על מהירות האור, זה כבר משהו שלא צריך להיות דווקא חובב מדע בדיוני כדי להתרגש ממנו. ואם הדבר נעשה בעזרת שימוש ב"על-חלל רב-ממדי", אז חובבי מד"ב בהחלט רשאים להתלהב.
זה אכן מה שקרה לפני חודשים אחדים. AIAA מעניק בסוף כל שנה פרסים למאמרים הטובים ביותר בקטגוריות שונות. אחת הקטגוריות היא "המאמר הטוב ביותר בנושא טיסה עתידית וגרעינית". הפרס הראשון בקטגוריה זאת לשנת 2005 ניתן למאמר בשם: "קווים מנחים להנעת חלל על בסיס תאוריית הקוואנטום של היים", מאת וולטר דרושר (מדען מאוניברסיטת אינסברוק באוסטריה) ויוכם האוזר (מהאוניברסיטה למדע שימושי בזלצגיטר, גרמניה). מאחורי השם התמים וה"יבש" הזה מסתתרת תקווה עתיקה וגדולה –  תקווה להגיע אל כוכבים רחוקים, ורצוי מהר. לא רק תקוה, אלא אולי גם דרך נועזת להגשים אותה – בזמן קצר ובלי צורך במשאבי אנרגיה אדירים. זהו אתגר גדול, שהרי כולנו יודעים שבמהירויות של החלליות הקיימות היום מסע אל המאדים דורש כ-8 חודשים (לכיוון אחד), ועל מסע מאויש אל כוכבים מחוץ למערכת השמש אין מה לדבר. אמנם יש על הנייר רעיונות מלהיבים לבנות חלליות מהירות בהרבה, למשל בעזרת "מפרש שמש" (הנדחף על ידי חלקיקי האור, הפוטונים), אך גם אלה אינם מספיקים לנוכח המרחקים האדירים, המייאשים, של הגלקסיה ומעבר לה (שהרי נדרש זמן של שנים כדי להאיץ חללית לא גדולה במיוחד ולו לעשירית ממהירות האור).
 
אז איך אפשר אולי להתגבר על הבעיה? אולי בעזרת פיסיקה חדשה של על-מרחב עם שמונה ממדים. אולי אפילו "רק" שישה.
המושג "על-מרחב" או "על-חלל" (hyperspace) נולד ככל הנראה בספרות המדע הבדיוני. "האנציקלופדיה של מדע בדיוני" (בעריכת פיטר ניקולס) מייחסת את המצאת המושג הזה לג'ון קמפבל, עורכו האגדי של המגזין "אסטאונדינג סיינס פיקשן", שם דבר ב"תור הזהב" של המד"ב.  קמפבל טבע את המונח לראשונה בסיפור קצר שפרסם בשנת 1934. מאז רבים וטובים עשו בו שימוש שגרתי – סופרים ופיסיקאים כאחד. בסיפורי מד"ב רבים משמש מונח ה"על-חלל" כתעלול נפוץ לעקוף את חסם מהירות האור: החללית עוברת ל"חלל-על" המשמש כעין קיצור דרך אל קצוות הגלקסיה (או אל גלקסיות אחרות). בפיסיקה המודרנית משמש המושג לעתים כאמצעי במסגרת הנסיונות התאורטיים, הכושלים לפי שעה, להגיע אל "התאוריה של הכל": איחוד תורת היחסות הכללית עם פיסיקת הקוונטים, ומתן הסבר לכל הכוחות הפועלים בטבע בעזרת גיאומטריה של ממדים גבוהים. למרות שהשאיפה הזאת די ברורה, העניין לא פשוט כלל וכלל, בלשון המעטה. מי שמעוניין ללמוד על זה משהו מספר מדע פופולרי מעולה ומרתק, מוזמן לעיין בספר "על-מרחב" של הפיסיקאי מיצ'יו קאקו (כותרת משנה: "אודיסיאה מדעית ביקומים מקבילים, בעיוותי זמן ובממד העשירי", תרגם עמנואל לוטם, הוצאת הד ארצי, 1998).
למעשה, מדובר על הליכה בצעד גדול ונועז קדימה בעקבות תורת היחסות הכללית של איינשטיין. בתורתו זו נתן איינשטיין פרוש גיאומטרי למה שאנחנו תופשים כ"כוח הכובד". לפי תורת היחסות הכללית, כוח הכובד (הגרביטציה)אינו אלא תוצאה של עיקום במרחב הארבע-ממדי (מרחב-זמן). מיצי'ו קאקו מסביר זאת כך: נניח שאתה יצור דו-ממדי שחי על מישור, למשל על דף נייר ישר, כלומר בעולם דו-ממדי. אין לך מושג שקיים גם "גובה", הווה אומר ממד שלישי. ונניח שהמישור (דף הנייר) מתקפל או מתכופף מטה. אתה מגיע  אל קו הקיפול וכדי להמשיך הלאה אתה נאלץ לנוע כלפי מטה, על הנייר המכופף. כלומר, אתה חש כאילו פעל עליך כוח שאילץ אותך לשנות כיוון, אך בעצם מה שאילץ אותך לעשות זאת היתה הגיאומטריה של העולם הדו-ממדי שלך, כפי שהיא נראית "מלמעלה", בעולם תלת-ממדי. מה המסקנה? נוסיף עוד ממדים "גבוהים" לעולם הארבע-ממדי של איינשטיין, ואז גם יתר הכוחות הפיסיקליים (הכוח האלקטרומגנטי והכוחות הגרעיניים) יתגלו כתולדה מעין-גיאומטרית של עיקומים במרחב רב-ממדי –   "על-מרחב".

 

איור של האמן לס בוסינאס מאתר "פריצות דרך בהנעה" של נאסא, המתאר חללית היפותטית הנעה במהירות קרובה למהירות האור תוך שימוש בעיקום המרחב.

אחד האנשים שחשבו בכיוון זה עוד בשנות ה-50, תוך נסיון לאחד את תורת היחסות הכללית עם מכניקת הקואנטים (נסיון בו נכשל שאיינשטיין עצמו) היה פיסיקאי גרמני אלמוני למדי בשם בורקהרד היים. בהתחלה הוסיף היים במודל התאורטי שלו ארבע מממדים ליקום הארבע-ממדי של איינשטיין, ואחר כך הסתפק בהוספת שני ממדים בלבד. בעולם ששת הממדים של היים יש "צימוד" בין כוח הכובד והכוח האלקטרומגנטי, ולפי התאוריה שפיתח יש אפשרות להמיר אנרגיה אלקטרומגנטית לאנרגיית כבידה ולהפך. אפשרות זאת העלתה במוחו מייד את הרעיון שאפשר לנצל זאת להנעת חלליות. איך? ע"י ניטרול כוח הכובד באמצעות שדה מגנטי מסתובב ורב-עוצמה. הרעיון נראה כגירסה מתוחכמת לרעיון ה"אנטי-כבידה" הישן, המוכר לקוראי מד"ב עוד מימי ה. ג'. וולס. היים הציג את הרעיון שלו בשנת 1957, ועורר התעניינות רבה אצל אנשים כמו וורנר פון בראון (שהיה אז מעורב בפרויקט טילי "סאטורן" האמריקאי). היו אף כאלה שהציעו את מועמדותו לפרס נובל – אם רק יצליח לבצע ניסוי שיאשש את התאוריה. את זה היים לא הצליח לעשות. הוא גם לא שש לפרסם יותר מדי את הגיגיו (כנראה בין השאר עקב נסיבות אישיות קשות שהיו קשורות לנכות פיסית: הוא חלם להיות מדען רקטות מגיל 6 ואיבד את שתי ידיו ואת רוב כושר ראייתו ושמיעתו כאשר התעסק עם חומרי נפץ בגיל 19). הוא המשיך לפתח את התיאוריה שלו בכיוון קצת אחר – לחיזוי מדויק של מסות חלקיקים תת-אטומיים. כך נשכח כמעט הרעיון של היים בדבר הנעת על-חלל, עד שהוא התגלה מחדש בשנות ה-80 ע"י הצמד דרושר והאוזר. דרושר שיחזר למעשה את המודל הישן של היים, זה עם שמונת הממדים, ופיתח אותו הלאה. לפי התאוריה החדשה, מהשפעות גומלין שונות של  שמונת הממדים נובעים שני כוחות חדשים: האחד הוא כוח כבידה שלילי (דחייה), הקשור מן הסתם למה שנקרא בפי האסטרופיסיקאים "אנרגיה אפלה" (המסבירה את האצת קצב ההתפשטות של היקום). השני הוא אותו צימוד של כבידה ואלקטרומגנטיות, שלטענת האוזר ודרושר יוצר צמדים של חלקיקים בשם "גרביטופוטונים". חלקיקים אלה, לדעת צמד המדענים, "מתווכים" בתהליך ההמרה בין אנרגיית כבידה לאנרגיה אלקטרומגנטית. נשמע לכם מעורפל ומסובך? אתם בחברה טובה. גם פיסיקאים ידועי שם סבורים שהתאוריה אינה ברורה די צרכה, ובוודאי טעונה אישוש נסיוני. אך זה לא גורע מההתעניינות הרבה לה זכה המאמר של השניים, עד כדי זכייתם כאמור בפרס של AIAA. כי אם יש ממש בתאוריה, אז הדרך אל הכוכבים הולכת להתקצר באופן דרסטי.

כיצד?
הדבר יחייב  טבעת מסתובבת גדולת ממדים, שתמוקם מעל סליל מוליך-על כדי ליצור שדה מגנטי חזק. אם הסיבוב יהיה מהיר דיו והשדה המגנטי יהיה  חזק דיו (ונתעלם כרגע מהשאלה אם יצור אנוש יכול לעמוד בעוצמת שדה של 25 טסלה), תיווצר אינטראקציה בין הגרביפוטונים לבין כוח הכבידה הרגיל, והתוצאה תהיה כוח דחייה או אנטי-כבידה.
אם חשבתם שבכך נגמר הסיפור, טעות בידכם. כאן נכנסים דרושר והאוזר עוד יותר עמוק לאזור הדמדומים של ספקולציות פרועות, שירגשו כל חובב מד"ב. לדבריהם, החללית עם השדה המגנטי המסוחרר תוכל "להחליק" אל העל-חלל הרב-ממדי שבו הקבועים הפיסיקליים שונים מאלה המוכרים לנו. ביניהם גם מהירות האור, שתהיה גבוהה בהרבה מזו שבעולמנו. כך תוכל החללית של דרושר והאוזר לטוס במהירת העולה על מהירות האור "שלנו", בלי להפר את תורת היחסות. לפי המאמר של השניים, תוכל החללית להגיע אל כוכב הנמצא במרחק 11 שנות אור מכדור הארץ, תוך 80 יום בלבד! ומסע אל המאדים יהיה דבר של מה בכך: לא יותר משלוש שעות!

הקהילה המדעית הגיבה בשלב זה למאמר של דרושר והאוזר בהתעניינות אך בספקנות רבה, כצפוי. ההתייחסות הרצינית, כמו גם הפרס של AIAA, קשורים במידה רבה למוניטין של התאוריה של היים, שעליה התבססו דרושר והאוזר, בתחום החיזוי המדויק של תכונות חלקיקים אלמנטריים. העיתון הבריטי "ניו סיינטיסט" דיווח על הנושא בהרחבה בכתבת שער מיוחדת ב-7 לינואר 2006,  ובה נאמר שגורמים של מערכת הבטחון האמריקנית מגלים עניין רב בהנעת העל-חלל. מעבדת סנדיה (של משרד האנרגיה האמריקני) בניו-מקסיקו, המתמחה בין השאר ביצירת שדות מגנטיים רבי-עוצמה, אף הציעה לתכנן ניסוי מתאים. יוכם האוזר עצמו מעריך שניתן יהיה לבנות מתקן נסיוני תוך כחמש שנים – אם יימצא המימון המתאים, כמובן. 

אחד האנשים שהגיבו לאחרונה בזהירות על המאמר הוא מארק מיליס, לשעבר ראש הפרויקט "פריצת דרך בפיסיקת הנעה" של נאס"א. הוא הצביע על דברים מעורפלים בתאוריה, ועל כך שגם אם היים הצליח בניבוי מסות של חלקיקים תת-אטומיים, זה לא מבטיח הצלחה בשטחי יישום אחרים, במיוחד אחר הוספת ממדים נוספים למודל של היים. הוא גם מתייחס לעלויות הגבוהות של הניסוי הנדרש לאישוש התאוריה, ומביע ספק אם זה באמת הכיוון שצריך להשקיע בו כספים, במיוחד בתקופה שבה הופסק המימון של פרויקט "פריצות הדרך בהנעה" של נאסא, ולאור העובדה שבשטח מסתובבים רעיונות רבים אחרים, טובים לא פחות ואולי מעשיים יותר.
הפיסיקאי לורנס קראוס (מחבר "הפיסיקה של סטאר-טרק") היה בוטה יותר. באחד הבלוגים באינטרנט הוא צוטט כמי שאמר על המאמר ב"היו סיינטיסט" שזה "טרוף מוחלט", והאשים את העיתון ב"חוסר אחריות קיצוני" בכך שניפחו רעיון תאורטי לגמרי מעבר לכל פרופורציה, וזאת בלי לטרוח אפילו לשמוע חוות דעת של פיסיקאי חלקיקים על המאמר של דרושר והאוזר. הוא טען גם שאין במודל של דרושר והאוזר שום "תאוריית שדה קואנטית אמיתית".
אבל יגידו מה שיגידו, כותב שורות אלה (שלא התיימר לרדת לעומק הנוסחאות של דרושר והאוזר) מוצא קסם מיוחד במשפט הבא המופיע בסיכום של מאמרם,  אשר התפרסם לא במגזין מד"ב אלא בכתב-עת מדעי: "חללית עשויה להשיג מהירות על-אורית על ידי כניסה לחלל מקביל".

 

פורסם (בשינויים קלים) בגליון 28 של "המימד העשירי", כתב העת של האגודה הישראלית למדע בדיוני ולפנטסיה. 
 

 
 

בואו ניפגש לפני מאה שנים

"לאמיתו של דבר יש ארבעה מימדים, שלושה מהם אנו מכנים שלושה מישורי מרחב, והרביעי הוא זמן. אך יש לנו נטייה לעשות הבחנה לא-מציאותית בין שלושת הראשונים לבין זה האחרון, כי ההכרה שלנו נעה ללא הפסק בכיוון אחד לאורך אותו מימד רביעי, מראשית חיינו ועד סופם."
"אין כל הבדל בין הזמן לבין כל אחד משלושת מימדי המרחב, למעט העובדה שההכרה שלנו נעה לאורכו."
"… מזה זמן מה אני עובד על הגיאומטריה הזאת של ארבעה מימדים. חלק מהתוצאות שלי מעוררות סקרנות…"
                                                       מדברי הנוסע בזמן, "מכונת הזמן", ה. ג'. וולס, 1895
 
הרברט ג'ורג' וולס, שזכאי אולי יותר מכל סופר אחר לתואר האב המכונן של המדע הבדיוני המודרני, הקדים בעשור את אלברט איינשטיין, שהשנה אנו חוגגים מאה שנים ל"שנת הפלא" שלו, אשר התניעה את המהפכה הגדולה של הפיסיקה במאה ה-20. האם בפיתוח תורת היחסות הפרטית הושפע  איינשטיין מרעיונותיו של וולס על הזמן? ייתכן מאוד שכן. על כל פנים, תורת היחסות (הפרטית והכללית בעקבותיה) אכן איחדה את מושגי המרחב והזמן ליישות אחת, "זמן-מרחב", ושינתה ללא הכר את תפישתנו את הזמן. לפני וולס ולפני איינשטיין התייחס המדע לזמן כאל נתון שאינו מחייב התעמקות מיוחדת במהותו,  משהו שפשוט קיים וזהו זה. הפיסיקה שלפני המהפכה של "שנת הפלא" עסקה בהתנהגות של חומר ואנרגיה בתוך המרחב ובשינוייהם עם הזמן. איש לא חלם על ביצוע פעולות על הזמן עצמו, על שינוי הזמן, על כך שקצב חלוף הזמן יכול להיות שונה במקומות שונים. תורת היחסות הראתה לפתע פתאום שכל אלה אפשריים. ומעל לכל, היא פתחה פתח לתקווה שאולי נוכל אי פעם לפתח מכונת זמן אשר תוכל לנסוע קדימה ואחורה בזמן, כפי שפיתחנו מכונות הנעות בכל כיווני המרחב.

ה.ג'. וולס בשער הזמן, 1926

 

 

וגם אינשטיין בשער, 1946

תקווה זו יצרה כמובן קרקע  פוריה לשפע של סיפורי מדע בדיוני. בחלקם שימשה מכונת הזמן כאמצעי בלבד, כתרוץ להעביר את גיבורי הסיפור לתקופה אחרת בעתיד או בעבר, ולהעביר לקוראים מסר או חומר למחשבה בנוגע לקורות העבר או לצפוי בעתיד. ה. ג'. וולס עצמו, אף כי כאמור ביסס את רעיון מכונת הזמן שלו על הנחה מדעית (או טרום-מדעית), התמקד בהמשך ספרו לא בהיבטים המדעיים או הטכניים של מסע בזמן, אלא בתיאור מעורר פלצות של השינוי העובר על האנושות בעתיד הרחוק. מטרתו, כמו מטרתם של כותבים רבים אחרים, היתה כמובן להתריע על המגמות החברתיות השליליות בהווה תוך שימוש בסיפור הבדיוני. סופרים אחרים התמקדו בעצם המסע בזמן, בהשלכותיו ובפרדוקסים המפורסמים הכרוכים בו. ואכן, הפרדוקסים הללו מהווים אתגר ומקור בלתי נדלה רעיונות יצירתיים.
הפרדוקס הפשוט ביותר, "פרדוקס התאומים", הקשור במסע בזמן אל העתיד, בעצם אינו ממש פרדוקס. לפי תורת היחסות, בכלי טיס המואץ למהירות גבוהה מאוד, או המושפע משדה כבידה חזק ביותר (למשל בקרבת חור שחור) מהלך הזמן מואט ביחס למקום שנותר במנוחה. אם אחד משני אחים תאומים יטוס בחללית במסע שמבחינתו יימשך מספר ימים  או או חודשים, כשיחזור לכדור הארץ ימצא שאחיו התאום זקן ממנו בהרבה, או שיפגוש את ניני ניניו. ייתכן אפילו שבשובו ימצא שעל כדור הארץ חלפו מיליוני שנים – אם מהירות טיסתו הייתה מספיק קרובה למהירות האור. זה לא מדע בדיוני, אלא מדע עובדתי לחלוטין, שתקפותו הוכחה בניסויים ואין עליה עוררין. אבל פרדוקס של ממש אין כאן בעצם,  כפי שאין זה פרדוקס מיוחד אם אחד התאומים יוקפא בחייו ויופשר כעבור 10 או 100 שנים. כלומר, אין קושי מדעי-תאורטי או לוגי (להבדיל מטכנולוגי) ב"תנועה" קדימה לנקודת זמן בעתיד, שתארך משכי זמן שונים מבחינתם של אנשים שונים. למעשה, כל מי שטס לחו"ל יוכל עקרונית לגלות עם נחיתתו שהוא הזדקן קצת פחות ממי שנשאר על האדמה – אם רק יהיה ברשותו שעון מדויק דיו. אף שאין ממש פרדוקס במסע "פשוט" כזה אל העתיד, השלכות מעניינות יש, ואלה מזמינות רעיונות ספרותיים יצירתיים. למשל, תאמינו או לא, השלכות משפטיות; אני נזכר בסיפור של אייזאק אסימוב בשם "יום הבחירות", שבו ילד שב ממסע קצרצר (מבחינתו) בחלל, והנה לפי תאריך לידתו הוא זכאי להשתתף בבחירות לנשיאות ארה"ב…
 
מסע בזמן אל העבר, לעומת זאת, הוא סיפור אחר לחלוטין. כל חובבי המד"ב מכירים בוודאי את "פרדוקס הסבא" (או הסבתא) על גרסאותיו המגוונות: את חוזרת בזמן ומונעת מסבך לפגוש את סבתך (הנוסח המוכר של הפרדוקס כולל הריגה של סבא/סבתא, אבל מדוע לא לעשות זאת בדרכי נועם?). אין פגישה, אביך או אמך אינם נולדים, כלומר גם את לא קיימת, ואין מי שיחזור בזמן למנוע מסבך לפגוש את סבתך, כלומר יש פגישה, את כן קיימת, כלומר… תסבוכת של ממש. מאות סיפורי מד"ב נכתבו סביב פרדוקס אמיתי זה, ובהם נסיונות שונים ומשונים ליישבו. אחת הדרכים הנפוצות להיחלץ מהתסבוכת היא תאור סידרת ארועים "מעגלית" בה הנוסע אחורה בזמן הוא זה שגורם לארוע שאכן קרה, והכל מסתדר. בעזרת כמה קפיצות מתוחכמות בזמן (ובתוספת ניתוח קטן לשינוי מין), אתה יכול להיות אפילו הסבתא של עצמך! (משהו כזה קורה בסיפור "אתם המתים החיים" של רוברט היינליין.) האם פתרון כזה באמת מיישב את הפרדוקס? לא בטוח, כי הוא מעורר שאלות נכבדות בדבר סיבתיות, דטרמיניזם ורצון חופשי. כי אם ארוע בעבר נגרם עקב פעולה של נוסע בזמן שהגיע מן העתיד, מופר עקרון הסיבתיות: התוצאה התרחשה לפני סיבתה!
 
כאן נפתחת תיבת פנדורה של שאלות פילוסופיות. אולי עקרון הסיבתיות אינו עקרון מדעי כלל? אולי הוא אשליה של התודעה המוגבלת שלנו? אבל זה לא הכל. בסיפורים מסוימים מישהו נוסע קדימה בזמן, לומד על טכנולוגיה עתידית שהוא עצמו ימציא (נניח, קורא מאמר של עצמו שנכתב אחרי יציאתו למסע), חוזר לעבר ומפתח את ההמצאה. מבחינה לוגית, לכאורה הכל תקין. אבל מאין הגיע הידע על ההמצאה? אין מנוס אלא להניח שהוא פשוט "היה שם". האם כל הידע, ממש הכל, כל הארועים, כל ההיסטוריה , פשוט "ישנם שם", ואנחנו רק כלי משחק ברצף של ארועים קבוע מראש ובלתי ניתן לשינוי?
 
פתרון אחר הוא זה של התפצלויות זמן ועולמות מקבילים. לפי פתרון זה, אפשר לחזור בזמן, אך כל שינוי ולו הקל שבקלים בארועי העבר גורם להתפצלות של היקום: בענף אחד הסבתא נפגשה עם הסבא, ובענף אחר לא. שני הענפים קיימים במקביל. אם מקבלים את הפתרון הזה, אין מנוס אלא להניח את קיומם (לפחות בכוח) של אינסוף יקומים מקבילים (שבחלקם מאמר זה שלפניכם לא נכתב מעולם) – הנחה שקצת קשה לעיכול, לפחות עבור כותב שורות אלה. 
אפשר כמובן לפתור בקלות את כל התסבוכת הזאת על-ידי קביעה שמסע בזמן אל העבר פשוט בלתי אפשרי. שסופרי המדע הבדיוני יתפרעו להם כאוות נפשם בפנטסיות על מסעות אחורה בזמן, להנאתם ולהנאתנו — הטבע, מה לעשות, אוסר על מימוש הפנטסיות, כפי שהוא אוסר (לפי מיטב ידיעתנו נכון להיום) על תנועה מהירה מן האור או על הקטנת האנטרופיה הכוללת (מידת "אי-הסדר") במערכת סגורה.
 
אולם מדהים להיווכח כי דווקא אנשי מדע שוללים "איסור" שכזה. מדענים מכובדים עסקו ועוסקים בסוגיית המסע בזמן – ורובם עושים זאת ללא ספק בהשפעת המדע הבדיוני ובהשראתו. קיומם של "יקומים מקבילים" או "ריבוי עולמות" הינו אחת הפרשנויות המקובלות (אך השנויות במחלוקת) של מכניקת הקואנטים. את המושג "מכונת זמן" ניתן למצוא כיום בכותרות של מאמרים בכתבי עת מדעיי
ם וגם בספרי מדע, לא פחות מאשר ביצירות מד"ב. פיסיקאים יסבירו לכם שתורת היחסות הכללית של אינשטיין אינה שוללת מסע אחורה בזמן. להיפך, היא רומזת על היתכנותו. (הם יוסיפו להסבר מן הסתם הסתייגות שלפיה הבנתנו את חוקי הטבע רחוקה משלמות, ועדיין לא נמצאה הדרך לגשר בין תורת היחסות ותורת הקואנטים. כשהגישור המיוחל הזה יושג, ככל הנראה תשתנה תפישתנו את מושג הזמן – ועימה יכולתנו ליישב את הפרדוקסים הכרוכים במסע אל העבר).
לדוגמא, האסטרופיסיקאי ריצ'רד גוט מאוניברסיטת פרינסטון פרסם בשנת 2001 ספר בשם "מסע בזמן ביקום של איינשטיין", הכולל התייחסויות רבות לסיפורי מד"ב. הוא מתאר את המסע בזמן אל העבר כדבר אפשרי מבחינה פיסיקלית, אך קשה מאוד לביצוע מבחינה טכנולוגית. עוד לפני גוט העלו מדענים כמו קיפ ת'ורן מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה את אפשרות קיומם של "חורי תולעת" – קיצורי דרך משוערים בין מקומות שונים במרחב-זמן. (ת'ורן ותלמידיו פיתחו את התאוריה לפי בקשתו של האסטרונום קארל סייגן, שהיה זקוק לה בכתיבת ספרו הבדיוני "קונטקט"). ריצ'רד גוט עצמו הציע בשנת 1991 מכונת זמן המבוססת על שני "מיתרים קוסמיים" – מעין חוטים של חומר צפוף ביותר, שריד מחומר הדחוס עד אימה מימיו הראשונים של היקום. לפי התאוריה של גוט, אם מיתרים קוסמיים כאלה יחלפו זה על פני זה במהירות מספיק גדולה, חללית שתנוע סביבם תועבר אחורה בזמן.  "מכונות זמן" כאלה (יש גרסאות אחרות שהציעו מדענים אחרים) כרוכות במניפולציות של מסות אדירות של חומר, או בשימוש בחורים שחורים, או שיטות אחרות, אקזוטיות להפליא. למשל, שימוש בחומר אקזוטי שצפיפותו שלילית – מצב צבירה תאורטי שקיומו המציאותי אינו מוכר.  אין לדעת כיום אם וכיצד ניתן לממש שיטות אקזוטיות שכאלה באופן מעשי. לשם דוגמא – כדי לחזור שנה אחת אחורה במכונת זמן המבוססת על רעיון המיתרים הקוסמיים של גוט, תידרש מסה אדירה, כמחצית המסה של הגלקסיה שלנו!
תורת היחסות הכללית מטפלת בתופעת הכבידה (גרביטציה) כעיקום של המרחב הארבע-ממדי, מרחב-זמן. היא מעלה אפשרויות תאורטיות של קיום אזורים שבהם המרחב-זמן "מתקפל על עצמו", ויוצר מעין "לולאה" – אם באופן טבעי ואם מלאכותי (אם תפותח הטכנולוגיה המתאימה). תנועה ב"לולאה" כזאת כוללת תנועה בזמן אל העבר.
רעיון חדש ומקורי בדבר לולאות זמן-מרחב שכאלה, המעורר לאחרונה עניין רב בעולם המדעי, הועלה לפני חודשים אחדים ע"י פרופ' עמוס אורי מהפקולטה לפיסיקה בטכניון בחיפה, במאמר שכותרתו "סוג של פתרונות למכונות-זמן עם ליבת ריק קומפקטית" (Physical Review Letters, 7.7.2005).

 

שיט אבובים בזמן (איור מ"פופולר סיינס")

  החידוש העיקרי ברעיון של אורי הוא שבמודל מכונת הזמן שלו אין צורך בחומר אקזוטי. בראיון לבטאון "הטכניון" אומר עמוס אורי: "בתהליך שאנו מדברים עליו שדה הכבידה מתחזק בהדרגה. כתוצאה מכך הולכים 'קווי הזמן' ומתכופפים, עד שבשלב מסוים נוצרות לולאות הזמן הסגורות. התוצאה היא שדה כבידה טבעתי – מעין אבוב או 'מעגל עם נפח' – שבתוכו נוצרות לולאות הזמן הסגורות שהן התנאי למסע אל העבר. האזור המרכזי הפעיל, שבו נוצרות לולאות הזמן הסגורות, הוא אזור של ריק, ואקום, ובאזור המקיף אותו ישנו חומר 'נורמלי', כלומר חומר שאינו אקזוטי." (ראיון עם פרופ' אורי מופיע גם בעיתון "פופולר סיינס")
אף כי המודל של אורי אינו מצריך "חומר אקזוטי", הוא עדיין מחייב שימוש במסות גדולות מאוד שבלעדיהן אין מה לדבר על כיפוף משמעותי של המרחב-זמן. "ייתכן שציביליזציה יותר מתקדמת תוכל לעשות זאת,"  אומר אורי. בכל מקרה, גם אם הטכנולוגיה המתאימה תפותח, וגם אם חללית תשרוד את המסע בלולאת הזמן, היא תוכל להגיע לעבר אך לא אל זמן שלפני בניית מכונת הזמן. כך שגם אם המסע אחורה בזמן הינו אפשרי, בכל זאת יש לו גבולות. עם זאת, פרופ' אורי מעלה השערה מעניינת שייתכן שתהליכים אסטרו-פיזיקליים טבעיים עשויים ליצור את "לולאות הזמן". אם "לולאות זמן" שכאלה אכן קיימות בטבע מזה מיליארדי שנים –  אין מניעה עקרונית לנסוע גם אל העבר הרחוק. ולא נותר אלא לחפש את לולאות הזמן הטבעיות, שאולי ממתינות לנו אי שם ביקום…
 
  

הנוסע בזמן ומכונתו הויקטוריאנית בסרט "מכונת הזמן" מ-1956, על פי ספרו של וולס מ-1895

המאמר פורסם (בשינויים קלים) בגליון מס' 27 של "המימד העשירי", כתב העת של האגודה הישראלית למדע בדיוני ולפנטסיה.
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 

מפגינים בעירום בשיקגו

לפני שנה בערך התארח המשנה לראש הממשלה שמעון פרס בכינוס מיוחד של ועדת המדע של הכנסת שהוקדש לננוטכנולוגיה, ונשא נאום חוצב להבות על נפלאות הננוטכנולוגיה והצורך להשקיע בתחום חדשני זה לתועלת החברה, הכלכלה והבטחון. "לא מזמן קיבלתי אישית מכנסי-ננו", בישר פרס בהתלהבות נעורים למאזינים המשתאים. לחלקם כנראה לא היה כל מושג על מה מדובר. אחרים, שאולי קראו משהו על ננוטכנולוגיה, חשבו מן הסתם שמדובר על מכנסיים זעירים (לננו-רובוטים?), או מכנסיים שמיוצרים ע"י ננו-רובוטים, או אולי מכנסיים שננו-רובוטים מושתלים בהם ומתאימים אותם למידתו וטעמו של הלובש…

האמת היתה הרבה יותר פרוזאית: פרס לא טרח להסביר שחוטי הבד של המכנסיים שקיבל הכילו ננו-חלקיקים מיוחדים (חלקיקים זעירים מאוד, בגודל של מספר מיליוניות המילימטר), הדוחים לכלוך ורטיבות. כלומר, מכנסיים שנראים רגילים לגמרי, אך אינם יכולים להתלכלך, וגם אינם נרטבים בגשם. דבר נחמד ומועיל, תודו, אך אפילו לא חולם להתקרב למה שמוכר כחזון הננוטכנולוגיה האולטימטיבי – "ננובוטים" שמפרקים אשפה למולקולות ומרכיבים אותן מחדש – אולי לסטייק עסיסי, או לטלפון סלולרי של הדור העשירי. זה גם רחוק מאוד מאותם מיכלי תרופות ננוסקופיים חזויים, המשוגרים כטיל מונחה מדויק אל יעד מתאים בגופנו ומספקים בדיוק כמה שצריך ולאן שצריך – נושא המעסיק את המחקר והפיתוח הרפואי. הננוטכנולוגיה המעשית של היום, זו שמקימה חברות הזנק ומושכת השקעות, עוסקת בדברים שקשה להלהיב בהם חובבי מדע בדיוני: חומרים חדשים עם תכונות ייחודיות, דורות חדשים של שבבים ננו-אלקטרוניים, חיישנים לגילוי זיהומים, דברים כאלה. איפה הננו-רובוטים האינטליגנטיים המשכפלים את עצמם ופותרים את כל בעיות העולם או, לחילופין, ממיטים עליו קטסטרופה גלובלית? בוא יבואו. אולי…

אבל יש אנשים שמכנסי הננו של פרס מטילים עליהם פחד מוות. עד כדי כך שהם מוכנים להתפשט ולהפגין ערומים מול חנויות שמוכרות מכנסיים כאלה. לא מאמינים? מחזה מוזר זה התרחש לא מזמן ליד חנות בגדים בשיקגו! (על הארוע דיווח בין השאר העיתון USA Today ב-21 ליוני 2005).

       (פרטים נוספים על ההפגנה אפשר למצוא כאן ומידע נוסף כאן).

 

המפגינים הערומים משוכנעים באמת ובתמים שהננוטכנולוגיה מסוכנת מאוד לאנושות. מדוע? חלקם בוודאי חוששים מהנזק הבריאותי העלול להיגרם מ"ננו-חלקיקים" מסוימים (חשש לגיטימי, שמעסיק גם חוקרים רבים הבודקים כיום את הנושא לעומק, וכלל לא בטוח שיש לו קשר למכנסי הננו). וחלקם חרדים אולי בגלל שקראו את הספר "טרף" של מייקל קרייטון (גרסתו העברית יצאה לאור ב-2004 בספריית מעריב, בתרגומו של עמנואל לוטם. פרק מהספר אפשר לקרוא כאן).

 

"טרף" נכתב מן הסתם בהשראת מאמרו המפורסם של ביל ג'וי (לשעבר המדען הראשי של חברת "סאן מייקרוסיסטמס") שפורסם לפני שנים אחדות בכתב העת Wired תחת הכותרת "העתיד לא צריך אותנו". במאמר טען ג'וי שהננוטכנולגיה (בשילוב עם טכנולוגיות אחרות ) עלולה להביא כליה על האנושות, מכיוון שהיא תוביל ליצירת ננו-רובוטים עם יכולת שכפול עצמי ואבולוציה מעין-ביולוגית, אשר כמובן יקומו על יוצריהם לכלותם. ג'וי, שהזכיר במאמרו אי-אלו סיפורי מד"ב, ביסס את תרחיש האימים שלו על דברים שכתבו אנשים כמו ריי קורצווייל ("עידן המכונות החושבות") ו"נביא" הננוטכנולוגיה הרדיקלית אריק דרקסלר. דרקסלר תאר בכתביו את המהפיכה התעשייתית הבאה, "הייצור המולקולרי" ("ננו-מאספים" שבונים כמעט כל דבר היישר ממולקולות כאבני "לגו") ואת התועלת האדירה שגלומה בננוטכנולוגיה העתידית. בו בזמן הוא גם הזהיר (עוד בשנות ה-80 של המאה הקודמת) מפני תרחיש שבו הננו-מאספים יוצאים משליטה, תרחיש אימים שאותו כינה משום מה "תרחיש העיסה האפורה" (gray goo).

מייקל קרייטון (יוצר "פארק היורה", "זרע אנדרומדה", "איש המסוף", "קומה" ורבים אחרים – וגם סידרת הטלוויזיה "אי-אר"), רקח מותחן מדע-בדיוני מעניין, שבמרכזו פיתוח ננו-רובוטים המתפקדים בצורה מתואמת בדומה לנחיל חרקים. הפיתוח (שנועד בעיקר למטרות צבאיות) נעשה במעבדה סודית אי שם במדבר נבאדה, וחיש מהר העניינים משתבשים. נחילי הננובוטים, שתוכנת הבינה המלאכותית המפעילה אותם מבוססת על יחסי טורף-נטרף, משתכללים, מתרבים, לובשים צורות שונות ומשונות, ומעוללים דברים מזוויעים. לא ניכנס כאן לפרטים, כדי לא לקלקל את ההנאה למי שטרם קרא (אף כי חלק מההפתעות נרמזות על הכריכה האחורית…).
ואכן, אפשר ליהנות מהספר (שספריית מעריב קיטלגה אותו כספר מתח), אם לא מפריעה לכם העלילה הנוסחתית משהו (מעבדה סודית, משפחה אמריקנית שהיחסים בין בני הזוג בה לא משהו, מתכנת מבריק אך מתוסכל, כמה סצנות אימה מרשימות ושלל פירוטכניקה. בקיצור, עוד סרט הוליוודי טיפוסי שובר קופות בדרך).
אבל אין לי עניין לדון כאן באיכויותיו הספרותיות של הספר, אלא באמינותו המדעית.

לפני כן ראוי לשאול: האם אמינות מדעית חיונית בספר מדע בדיוני? אני מתפתה להשיב שכן, אך התשובה אינה פשוטה כל כך. האם אין בנמצא ספרי מד"ב מעולים שהמדע אשר בהם מפוקפק או אף מופרך? בוודאי שיש. הרי למדנו כבר שמה שחשוב באמת בסיפורת המדע-בדיונית זה לאו דווקא האמינות המדעית, אלא התחושה (האשליה?) של האמינות. היא זו שמבטיחה את "השעיית אי האמון" מצד הקורא ונוטעת בו את תחושת הפליאה – עיקר העיקרים של יצירת מד"ב טובה. אז מדוע אני מתעקש לחפש את האמינות המדעית (והטכנולוגית) דווקא ב"טרף" של קרייטון? בעיקר בגלל היומרה של קרייטון עצמו.
חלום הבלהות של "טרף" מתרחש בעתיד הלא רחוק, ואמור להתבסס על טכנולוגיות שנמצאות בימים אלה בחיתוליהן, אך הן כבר חיות ובועטות. בסוף הספר יש ביבליוגרפיה של ספרים מדעיים ומאמרים שראו אור בשנים האחרונות, בכתבי עת לחלוטין לא בדיוניים. במבוא לספר יש ציטוטים מפרסומים מדעיים מכובדים המבשרים על פיתוח אורגניזמים מלאכותיים שיתרבו ויתפתחו בדומה לאבולוציה הטבעית. בפרקי הספר פזורים קטעים ובהם שורות של תוכנת מחשב (לא התעמקתי בהם, אך הם נראים כאמיתיים). קרייטון מכריז במבוא שהוא כתב את הספר כאזהרה מפני הצפוי לנו אם לא ניזהר מהסכנה הצפויה ולא נפתח "מנגנוני בקרה בינלאומיים לפיקוח על טכנולוגיות של שכפול עצמי". זה לגיטימי, כמובן. בכל טכנולוגיה מתקדמת יש פוטנציאל כזה או אחר של נזק, בצד התועלת, ומידה של זהירות ומודעות להשלכות היא בוודאי מבורכת. אבל מי שמתיימר להזהיר, תוך התבססות על ידע מדעי-טכנולוגי, חייב להיזהר בעצמו בעובדות הטכניות. וכאן יש ב"טרף" חולשות, טעויות והגזמות למכביר.

נתחיל בקטנות. בתאור המכשור המעבדתי טוען קרייטון שמיכלי זכוכית אינם מתאימים לאחזקת כימיקלים שונים, כי ברמה המולקולרית הזכוכית היא כמו גבינה שוויצרית, מלאה חורים, ואטומים יכולים לעבור דרכה בקלות. אילו זה היה נכון, לא היו לנו נורות חשמל או מנורות טלוויזיה. "כלי עבודה" בסיסיים בננוטכנולוגיה הם "מיקרוסקופי סריקה" (כמו "מיקרוסקופ מינהור סורק" – STM), המאפשרים הבחנה במולקולות או באטומים בודדים ומניפולציות בהם. אך קרייטון משתמש דווקא במיקרוסקופ אלקטרונים, שאינו דומה למיקרוסקופי סריקה ואין בו תועלת לייצור מולקולרי. מילא, בלבול בין מכשירים.

מה עוד? הוא מספר שגודלו של "ננובוט" הוא מיליארדית האינץ', כלומר כרבע ננומטר, שזה פחות או יותר גודלו של אטום אחד (יש כמובן הבדלים בין גדלי אטומים של יסודות שונים). הייתכן ננובוט בגודל אטום אחד, או אפילו שני אטומים? מוזר. מילא, טעות במספר.
והנה, בעמ' 155 (בגרסה העברית) הוא מתאר את "פס הייצור המולקולרי", שבו מרכיבים מולקולות (!), מ-10 בחזקת 25 חלקים שונים (10 ואחריו 24 אפסים!), ו"קטעי מולקולות שכוללים מיליארדי אטומים". לא ברור. קטעי מולקולות אלה, המכילים מיליארדי אטומים, משמשים לבניית ננובוטים שגודלם אטום אחד? אולי אני התבלבלתי, ואולי קרייטון.

מה זה בכלל משנה, אתם שואלים? העיקר הרעיון של נחילי הננובוטים המשתכפלים, לא?

אוקיי, נניח שאלה טעויות שוליות שיתוקנו במהדורות הבאות. אז הבה נבחן נקודה מהותית יותר ליצירת הנחילים הללו. הרעיון של דרקסלר ואחרים בדבר ה"ננו-מאספים" שבונים כל מיני דברים מאטומים, כולל העתקים של עצמם, קיים כבר שנים רבות, והוא שנוי מאוד במחלוקת בין מומחים. ריצ'רד סמולי, חתן פרס נובל וראש מרכז הננוטכנולוגיה באוניברסיטת רייס, טוען בתוקף שהדבר בלתי אפשרי בעליל. ויכוח מרתק בינו לבין דרקסלר בנושא זה התנהל בכתבי עת מדעיים. חברת "זייבקס" שנוסדה לפני מספר שנים שמה לה כמטרה, בתחילת דרכה, את בניית הננו-מאסף הראשון. עד עכשיו לא הצליחו אפילו להתקרב למטרה. גם אם הדבר אפשרי, לאיש אין היום מושג איך עושים את זה בפועל. זה לא אומר, כמובן, שאסור לכתוב סיפור מדע בדיוני שבו נמצא הפתרון הטכנולוגי. להיפך. אצל קרייטון מצליחה בכך חברת "זיימוס" (הדמיון ל"זייבקס" אינו מקרי, מן הסתם). כיצד? בשלב ראשון, חיידקים מהונדסים גנטית המפיקים רכיבים כימיים שמהם מורכב המאסף. המאספים מוצמדים לחיידקים אחרים, אלה מפיקים עוד חומרים שמשולבים ע"י המאספים לתוצר הסופי: ננו-רובוט מעופף ובתוכו מיחשוב, תאים סולריים ואמצעים חכמים אחרים. הנחילים מכילים מיליוני ננובוטים כאלה. קוראים חדי עין שמו לב שהחיידקים הם רק אמצעי-עזר בתהליך הייצור, כלומר הנחיל אינו מכיל כל חומר ביולוגי. כולו אלקטרו-מכאני. אבל, כשקורה מה שקורה בסיפור, מפעילים נגד הנחילים לוחמה ביולוגית: וירוסים (לא, לא וירוסי מחשב. וירוסים אמיתיים). מצד שני, אותם ננובוטים אלקטרו-מכניים מצליחים להתרבות להפליא בתוך גופם של בני אדם, ולפתח מעין סימביוזה עם הגוף האנושי. איך? לא ברור. הבנת ההתנהגות של הנחילם בהתאם לידע המצטבר על "התנהגות נובעת" דווקא מתוארת, לטעמי, בצורה מעניינת ומעוררת אמון. זהו תחום מחקר מרתק שמתפתח בשנים האחרונות (במידה רבה בהשראת חקר התנהגות בעלי חיים, לרבות נחילי חרקים), עם השלכות טכנולוגיות חשובות בתחום הרובוטיקה (כן, מדברים על תפעול מתואם של "להקות" או "נחילי" לוויינים רובוטיים או רובוטים אחרים). אבל מומחים מצאו עוד מיני טעויות והגזמות בסיפור, גם בנושא זה. למשל, הנחילים מתחברים לתולעים ועוברים איתם אבולוציה משותפת בפרק זמן קצר של ימים. עם כל מופלאותם, לא ברור איך הננו-בוטים יכולים להאיץ את האבולוציה של תולעים.

הפיסיקאי הנודע פרימן דייסון (אבי הרעיון של "כדורי דייסון" ששימש השראה לספר "עולם טבעת" של לארי ניבן) הצביע על עוד טעויות ב"טרף", במאמר שפרסם במוסף הספרות של ה"ניו-יורק טיימס". הוא התייחס, למשל, לכך שנחילי הננובוטים מצליחים במעופם לרדוף אחר אנשים. אבל מי שמבין באווירודימיקה של עצמים זעירים כמו הננובוטים יודע שעבורם תנועה באוויר דומה לשחיית אדם בתוך שמן צמיג, ולא ייתכן שהם ישיגו את המהירות המתאימה לרדיפה אחר בן אדם רץ. פרימן מסביר גם מדוע אנרגיית השמש הנקלטת בתא הסולרי הזערורי של הננובוט לא תספיק כלל לתפעולו. עם זאת, הוא דווקא מתייחס בסלחנות לפגמים אלה ונוטה לראות בצורה חיובית את טיפולו של קרייטון בדמויות האנושיות ובמסר ההתרעה שמספר. לדעתי, המסר היה עובר הרבה יותר טוב אילו קרייטון הקפיד יותר על אמינות הפרטים המדעיים והטכנולוגיים, ונטה פחות להגזמות. שהרי אם כה הרבה פרטים טכניים בסיפור אינם אמינים, אז למה שניקח ברצינות את האזהרה שלשמה נכתב? אולי נעדיף להניח שקרייטון רצה להפיק עוד שובר קופות ותו לאו? ואם כל הפרטים הטכניים אינם חשובים, אז בשביל מה להתקשט ברשימת מקורות מרשימה ולהתיימר להזהיר בפני סכנה ספציפית, לא מפני שימוש לא הולם בטכנולוגיה בכלל?

באחד המאמרים על הספר נטען שיש מדענים שסבורים שספרי "פארק היורה" של קרייטון גרמו לעיכוב המחקר המדעי בהנדסה גנטית עקב חרדות לא מוצדקות שעוררו הספרים בציבור. הם חוששים שבאופן דומה יגרום "טרף" לעיכוב המחקר בננוטכנולוגיה. אני מפקפק בטענה זאת. אינני מאמין שהמחקר יתעכב בשל הספר (וגם לא בשל הסרט שבוודאי יבוא), ואם אנשים יחשבו קצת יותר על ההשלכות – החיוביות והשליליות – של טכנולוגיות מפציעות, זה בוודאי יהיה מבורך.

אין צורך להפגין בעירום לשם כך מול חנויות של בגדי ננו. אפשר בהחלט ליהנות מסיפורים עתירי דמיון על נחילי ננורובוטים (מועילים או מזיקים). יש בהחלט טעם להיות מודעים לתועלת העצומה שגלומה בננוטכנולוגיה כמו גם לסכנות פוטנציאליות אמיתיות שלה, כמו הרעילות של ננו-חלקיקים שונים (די לזכור את מחדלי האזבסט שלפני שנות דור). ואכן יש כיום מחקרים שמטפלים בכך ברצינות, וטוב שכך!

 

מאמר זה יופיע בקרוב ב"המימד העשירי", כתב העת של האגודה הישראלית למדע בדיוני ופנטסיה.

טכנולוגיות העתיד: ממדע בדיוני למדע עובדתי, ולהפך

לפני שנים אחדות הזדמן לי לשמוע הרצאה של ד"ר בוב גלאס, שהיה אז מנהל פיתוח בחברת "סאן מיקרוסיסטמס". מול קהל של מאות אנשי טכנולוגיה וחינוך הוא פתח בשאלה: "מי מכם קורא בקביעות ספרי מדע בדיוני?". כמה עשרות ידיים הורמו. הוא לא הסתיר את אכזבתו, והפליג בחשיבות ספרות זו להבנת עולם העתיד. הוא סיפר על חברותו בצוות המייעץ לנאס"א בתכנון תחנות חלל עתידיות, והעיד שחלליות בדיוניות כמו ה"אנטרפרייז" מסידרת "מסע בין כוכבים" מהוות מקור לא אכזב של רעיונות. גישתו היתה עסקית לא פחות מטכנולוגית: מדוע להשקיע הון בתכנון, שאל, אחרי שהוליווד השקיעה כבר מיליונים ברעיונות דומים ואפילו נעזרה (לפעמים) באנשי מדע וטכנולוגיה?

נזכרתי בדברי גלאס כשנודע לי שסוכנות החלל האירופית ESA פונה לציבור בבקשה להציע רעיונות מספרי מד"ב העשויים לתרום לפיתוח טכנולוגיות חלל עתידיות. לשם כך הוקם באינטרנט אתר מיוחד בשם "טכנולוגיות חדשניות ממדע בדיוני ליישומי חלל". בהקדמה לפרויקט נכתב: "מדע בדיוני בספרות, בקולנוע ובאמנות הינו פרי הדמיון, אולם מכיל לעתים מרכיבי היתכנות הסובבים סביב עובדות מדעיות, אף שהם הינם מעבר ליכולת הטכנולוגית העכשווית. המד"ב אינו מנבא את העתיד, אך יש סופרים שצפו כיצד התפתחויות טכנולוגיות עשויות לשנות את חיינו, הרבה לפני התממשותן בפועל".
מסעות לחלל העסיקו את סופרי המד"ב מאז ומעולם. ז'ול וורן תאר אמנם (ב-1865) חללית הנורית אל הירח באמצעות תותח ענק (ודייק להפליא במיקום הגיאוגרפי של השיגור – קייפ קנוורל בפלורידה),

החללית מספרו של ז'ול וורן "מהארץ אל הירח"

אך הפרויקט של ESA מציין כמה טכנולוגיות שיושמו בפועל אחרי שתוארו לראשונה ביצירות מד"ב. ביניהן – אמצעי נחיתה של רכבי חלל (1928), ייצוב אוירודינמי של רקטות (1929), תחנות חלל במסלול סביב כדור הארץ עם אספקה בעזרת מעבורת חלל (1945), לווייני תקשורת גיאו-סטציונריים (1945) ועוד. כיום בודקת NASA את האפשרות להניע חלליות בעזרת "מפרשי רוח-שמש" – רעיון שהועלה לראשונה בסיפורי מד"ב עוד בשנות ה-50.
אין לדעת כמה מהרעיונות המד"ביים שיגיעו אל האתר של ESA אכן ימומשו בפועל. אבל לא תמיד חשוב יישומו של רעיון ספציפי כזה או אחר, אלא תרבות החשיבה של המדע הבדיוני: ההעזה להתנתק ממגבלות ההווה ולהפליג אל מחוזות דמיון שבהן כמעט כל דבר אפשרי – בתנאי שאינו סותר את חוקי הטבע.

האם באמת יכולה הספרות הבדיונית לתרום רעיונות למדענים, או שמא משתמשים סופרי המד"ב ברעיונות שנולדו במוחם של מדענים כדי לבסס עליהם עלילה ספרותית? זו שאלת הביצה והתרנגולת, – ולמעשה מתחוללת כאן הפריה הדדית מתמדת.
מדענים נודעים כמו סטיבן הוקינג, מרווין מינסקי, סטיבן ויינברג, קארל סייגן ואחרים העידו שהם נמשכו אל העיסוק המדעי בהשראת רעיונות שאליהם נחשפו בספרי מד"ב. ידיד טוב שלי, פרופ' בוריס רובינסקי מאוניברסיטת ברקליי, סיפר לפני שנים אחדות במפגש עם חברי האגודה הישראלית למד"ב, שקריאת ספרות זו מגיל צעיר היתה מניע חשוב למחקריו על שימור אברים (רקע מד"בי – חלום חיי אלמוות), או על בקרה אלקטרונית של תאים חיים (חלום "האדם הביוני" או ה"קיבורג").

הפיסיקאי ליאו שילרד היה הראשון שהגה את רעיון תגובת השרשרת הגרעינית בשנות ה-30, הבין את השלכותיה מרחיקות הלכת ועשה נפשות, בעזרת אלברט איינשטיין, למען "פרויקט מנהטן". לפי עדותו, הרעיון נולד במוחו בהשראת סיפור של ה. ג'. וולס משנת 1914, בו הוזכרה במפורש "פצצת אטום". המילה "רובוט" נולדה בסיפור של קארל צ'אפק משנת 1921, והמושג "רובוטיקה" היתה תרומתו של איזאק אסימוב למילון הטכנולוגי, לצד "שלושת חוקי הרובוטיקה" המפורסמים, שהעניקו השראה לחוקרים. חלוצי השיגורים אל החלל, כמו רוברט גודארד ואחרים, נחשפו בנעוריהם לספרים על מסעות דמיוניים לחלל. ארתור סי קלארק כתב בשנות ה-40 על לווייני תקשורת ובשנות ה-50 על עולם מתוקשב ברשת דמויית אינטרנט משודרג. וויליאם גיבסון החדיר לתודעתנו את מושג ה"סייברספייס", שבו ובנגזרותיו השונות אנו משתמשים כיום כלאחר יד.

מצד שני, עיון ברעיונות המד"ביים, שהחלו להצטבר באתר של ESA, מגלה נושאים (חלקם מוכרים היטב לחובבי מד"ב) המבוססים דווקא על רעיונות שהגו לראשונה אנשי מדע. דוגמאות אחדות: ניצול אסטרואידים לבניית מושבות חלל (לרבות סחרור האסטרואיד כדי לדמות תנאי כבידה נוחים); תעבורה חללית בעזרת "פיתולי חלל" או דרך "חורי תולעת" (השלכות אקזוטיות ושנויות במחלוקת של תורת היחסות הכללית של איינשטיין); הנעה ע"י תגובה בין חומר ל"אנטי-חומר" (נושא שנבדק כבר במחקר מעשי); או בניית מתקנים על כוכבי לכת אחרים ע"י רובוטים ננו-טכנולוגיים. אפילו רעיון נועז כמו התאמת בני אדם לחיים מחוץ לכדור-הארץ מושתת על הנדסה גנטית – תוצר מובהק של מחקר מדעי.
אכן, סופרים טובים מקושרים היטב לקהילה המדעית, ומפתחים רעיונות טכנולוגיים היוליים ליצירות ספרות. שתי דוגמאות קלאסיות: הפיסיקאי פרימן דייסון תאר ב-1960 כיצד ציוויליזציה מתקדמת מאוד (אנושית או אחרת) תנצל את מלוא משאבי האנרגיה של השמש שלה ע"י בניית "קליפה" כדורית ענקית סביב השמש והתיישבות על צידה הפנימי. הרעיון הגרנדיוזי שימש בסיס לספר "עולם טבעת" של לארי ניבן, שנוהג להיות בקשר הדוק עם מדענים כדי לשאוב רעיונות לספריו. מצד שני, דייסון עצמו הודה שהוא הושפע מיצירתו של הסופר אולף סטייפלדון, "בונה הכוכבים", משנות ה-30…

ומהנדס רוסי בשם יורי ארצוטנוב הציע לפני שנים רבות שיגור חלליות בשיטה מהפכנית: לא ע"י ההנעה הרקטית הבזבזנית וזוללת האנרגיה, אלא ע"י "מעלית חלל" או "רכבל חלל" – מערכת כבלים שיימתחו ביו כדור-הארץ לבין לוויין גיאו-סינכרוני (ה"עומד" בנקודה קבועה מעל כדור הארץ). ארתור סי קלארק פיתח את הרעיון בספריו "מזרקות גן העדן" ו"3001 – האודיסיאה הסופית". והנה מתחילת המאה מתגלגל הרעיון בחזרה אל המהנדסים: בספטמבר 2000 הכריזה NASA שלאור ההתקדמות הטכנולוגית (במיוחד בחומרים סופר-חזקים) הרעיון עשוי להיות בר-ביצוע ומדגישה שהמחקר "הנועז והחצוף" שהיא יוזמת בנושא נולד "בהשראת המדע הבדיוני".

איור (דמיוני, לפי שעה) של מעלית החלל. מקור: נאסא

זו דוגמא מובהקת להפריה ההדדית בין המחקר המדעי לבין היצירה המדע-בדיונית. מדענים מקבלים השראה מהספרות, וסופרים בונים עולמות עתידיים בהשראת רעיונות מדעיים. אך גדולתה של ספרות המד"ב, במיטבה, אינה בהמצאות טכנולוגיות או בניבוי העתיד – אלא בתאור יחסי הגומלין בין החברה האנושית לבין התפתחויות טכנולוגיות משוערות והשלכותיהן האפשריות. בנוסף להיותה תרגיל אינטלקטואלי מרתק, היא ממלאת בכך תפקיד חשוב, שעליו עמד העתידן אלווין טופלר: היא מחסנת אותנו בפני "הלם העתיד".

בקצב ההתפתחויות של ראשית המאה ה21, מותר לצפות שהיא תחסן אותנו גם בפני הלם ההווה.

 

מאמר זה (בגירסה שונה במקצת) פורסם די מזמן בעיתון "הארץ"