במלאת 125 שנה למגזין סיינס, החליטו עורכיו לפרסם את רשימת 125 השאלות המדע עדיין לא פתר: ממה עשוי היקום, למה אנחנו חולמים, מה מקור הפרחים ומה הקשר בין הגוף לנפש?
באוסף מיוחד של מאמרים שפורסמו בגליון ה-1 ביולי 2005 של כתב העת סיינס ובאתרי האינטרנט שלו חוגג המגזין 125 שנים לקיומו במבט קדימה - על החידות המאתגרות ביותר ושאלות העומדות בפני המדענים בימנו.
125 השאלות הללו יעמדו במרכז החקירה המדעית במשך רבע המאה הבאה בנושאים כמו העברת הידע הגנטי מול הסביבה תתן תשובה לכמה מהמאמרים המדעיים הקלאסיים שהשפיעו על חקר תחום אותות התא,. המדע של חקר ההזדקנות בוחן שיפורים בכמה מהשאלות שעמדו בפני חוקרי ההזדקנות. הגל הבא של השאלות המדעיות מצפה לדור המדענים הצעירים הבונים כיום את הקריירה שלהם בנסיון לענות על השאלות שהדורות הקודמים השאירו אחריהם.
מתוך 125 התעלומות שפורסמו, הצביעו העורכים על 25 תעלומות ש"יש סיכוי לפתור, או לפחות ידוע כיצד לגשת לפתרונן, ב-25 השנים הבאות". כשירות לציבור אנו מביאים את עשרת השאלות החשובות ביותר לפי דירוג עורכי המגזין סיינס:
ממה מורכב היקום
מדידות נפרדות של מגוון תופעות מעידות על כך שהחומר מרכיב רק 30% מהתכולה של היקום (כ-5% ממנו חומר נראה והשאר חומר אפל). שאר 70 האחוזים הם כוח מסתורי הנוגד את כוח המשיכה שאנו מכנים בשם "אנרגיה אפלה". טבעה של אותה אנרגיה אפלה נתון לויכוח והוא אחד הנושאים הפתוחים החשובים ביותר העומדים בפני המדע.
מהו הבסיס הביולוגי של ההכרה?
ההתעניינות המדעית בשאלה הותיקה והחמקמקה הזו נראית כצוברת תאוצה. עד כה, בכל אופן, למרות שפותחו תיאוריות רבות, עדיין אין די נתונים קשיחים כדי לענות על השאלה הזו.
עוד תעלומה שמדענים מקווים להתקדם בפתרונה בשנים הקרובות, לפי כתב העת, היא חלוקת התפקידים בין הגוף לנפש, בין הביולוגיה לתודעה. במאה ה-17 הכריז הוגה הדיעות הצרפתי, רנה דקארט, שהגוף והנפש נפרדים זה מזה לגמרי. ביולוגים בני ימינו החליפו את "הנפש" במושגים כמו שכל, מחשבה או תודעה, ולתפישתם, כל מה שקורה בתודעתנו נובע מתהליכים פיזיולוגיים, כימיים ומולקולריים המתרחשים במוח. זיהוי תהליכים אלה עומד במרכז המחקר בשטחי הנוירולוגיה והפסיכולוגיה.
מדוע לבני האדם יש כה מעט גנים
בסוף שנות ה-90, עם פענוח גנום האדם, הופתעו הביולוגים - שציפו לגילוי רצף של כ-100 אלף גנים - לגלות שגנום האדם מכיל כ-25 אלף גנים בלבד. התגלית שלבני האדם יש פחות גנים מאשר הוערך לפני השלמת פרויקט הגנום האנושי הביאה להכרה הולכת וגוברת כי הגנום שלנו ושל שאר היונקים הרבה יותר גמיש והקשרים בין הגנים מורכבים יותלר מאשר תיארנו לעצמנו עד כה.
עד לאיזו מידה השוני הגנטי קשור לבריאות האישית?
המגוון הגנטי קשור לסיכון המוגבר ללקות במחלות כמו אלצהיימר או סרטן השד, והדבר יוצר תקווה לפיה תרופות מותאמות אישית יוכלו להיות יעילות. ואולם נבירה ב-DNA האחראי לכך, אם אכן ה-DNA אחראי לכך - והפיכת הידדע הזה לניסוי גנטי שיוכל לתת לרופאים כלי שימושי לאבחון, תחום זה נשאר אתגר למדעני העתיד.
האם חוקי הפיסיקה יאוחדו?
אף אחד לא הצליח למצוא דרך משכנעת לבנות תיאוריה יחידה הכוללת את כל החלקיקים, הכוח החזק והכוח האלקטרומגנטי, כמו גם הכבידה לחבילה אחת גדולה. ואולם הפיסיקאים הצליחו להשיג כמה רמזים, אולי המבטיחה ביותר היא תאורית מיתרי העל.
עד כמה ניתן להאריך תוחלת החיים של בני האדם?
תוחלת החיים של יצורים משמרים ועד עכברים והשלכות ממגמות תוחלת החיים בבני האדם שיכנעו מדענים רבים כי בני אדם יוכלו באורח שגרתי לחיות עד גיל 100-110. אחרים סבורים שאנחנו עדיין רחוקים מהמגבלה.
מהו המנגנון המבקר התחדשות של אברים?
רפואה רגנרטיבית- בניה מחדש של איברים ורקמות יכולה להיות המקבילה של המאה ה-21 לגילוי האנטיביוטיקה במאה ה-20. לפני שזה יוכל לקרות, החוקרים חייבים להבין את האותות המבקרים את ההתחדשות.
כיצד יכול תא עור להפוך לתא עצב?
המדענים רק החלו להבין כיצד פעולות הדדיות ורמזים מנחים את התא לעבר יעדו הסופי. הבנה כיצד כ-25 אלף הגנים האנושיים פועלים ביחד כדי ליצור רקמות ו"לצבוט" את הנכונות כדי לכוון את התפתחות התא הלא מפותח - ימשיך להעסיק את החוקרים במשך דורות.
כיצד תא סומטי אחד יכול להפוך לצמח שלם?
כמה צמחים יכולים ליצור זרעים חדשים מתוך תא סומטי יחיד, אף כי מדענים המתמחים בצמחים מבינים מעט מאוד בגורמים השולטים בתהליך. החיפוש אחר התשובה עשוי לשפוך אור על השאלה כיצד תא מת מצליח להשתקם במהלך ההתפתחות וכיצד הצמחים מצליחים לשמור על הגמישות הזו.
כיצד פועל פנימו של כדור הארץ?
40 שנים של חקר פנימו של כדור הארץ בעזרת מכשירים סיסמיים מתוכחמים, הביאו לתמונה על מורכבות של המנוע הפנימי של כדור הארץ בלי לפתור את השאלה כיצד הוא פועל. יותר מאותו הדבר ומנה גדולה של סבלנות עשויה לסייע לנו לפרק את המכונה הפלנטרית המורכבת ולמצוא כיצד היא פועלת.
האם אנו לבד ביקום?
לבדנו, בכל החלל? לא סביר. השאלה הגדולה היא, האם יהיו לנו המשאבים והטכנולוגיה הדרושה לצאת ולפגוש את היצורים האינטלגנטיים. עם מעט מזל, זה עשוי להתרחש ב-25 השנים הבאות.
בין שאר השאלות כיצד התפתחו החיים על פני כדור הארץ? (שאלה, שבגלל שלמדע אין עליה תשובה בדוקה אלא כמה תיאוריות, הופכת לכלי הניגוח של מתנגדי האבולוציה) מדוע אנו ישנים? ולמה אנו חולמים? כיצד מתעצבת האישיות שלנו? האם היקום שלנו הוא היחיד או שקיימים יקומים מקבילים.
במאמר המערכת המתלווה לפרויקט מסבירים העורכים דונלד קנדי וקולין נורמן: "החלטנו לשאול את אנשי מועצת המערכת הבכירה של סיינס, הכוללת את כל העורכים המבצעים בדיקה של המאמרים המדעיים לפני פרסומם, וכן את כל הכותבים והעורכים במגזין כדי שיציעו את הנקודות שבהן עדיין קיים פער בידע האנושי. הכלל הבסיסי היה: המדענים צריכים לתת ניחוש טוב ולענות על השאלות שיפתרו ב-25 השנים הבאות, או לפחות צריכים לדעת כיצד לנסות לפתור אותן. התכוונו לקחת 25 מההצעות הללו ולהפוך אותם לסקר של השאלות הגדולות העומדות בפני המדע. ואולם כאשר קבוצת העורכים והכתבים התיישבה לבחור את השאלות הללו, הבננו ש-25 שאלות פשוט לא יעבירו את המגוון הרחב של המחקרים בתחומים אלה העומדים בחזית המדע, כך שלבסוף סיימנו עם 125 שאלות, כך שהדבר יתאים לחגיגת יום ההולדת ה-125. של המגזין.
השאלה שבמקום ה-25 היא שאלה חשובה בפני עצמה: האם מלתוס ימשיך לטעות. השאלה הדחופה ביותר, עונים אנשי המגזין היא האם נוכל לשמור על רמת החיים הנוכחית וגם להבטיח מזון לכל הנזקקים. כיצד יוכלו בני האדם לחיות בדו קיום על כוכב הלכת בדרך שתשמור על המגוון הגנטי?
בתחום אוכלוסיית כדור הארץ, מצוטט הכומר האנגלי תומאס מלתוס, שעוד בשלהי המאה ה-18 טען שאסונות כמו רעב, מלחמות ומחלות יגבילו ויווסתו את הגידול באוכלוסייה. שתי מאות אחרי מלתוס, מספר תושבי כדור הארץ גדול פי שישה. ועדיין, לפי המגזין, השאלות עומדות בעינן: איך תישמר המערכת האקולוגית נוכח הצריכה המוגברת של משאבי הטבע - מים, עצים ודלק? האם זיהום האוויר שיוצרת תרבות הצריכה יביא בסופו של דבר גם להכחדתה? ומה יעלה בגורל האנושות אם תתממש תחזית גידול האוכלוסייה - שצפויה להגיע לעשרה מיליארד איש בשנת 2100?
עורך החדשות של כתב העת, הד"ר קולין נורמן, הסביר: "בחרנו ב-25 מתוך 125 השאלות בהתבסס על מספר קריטריונים: כמה בסיסיות השאלות הללו, כמה הטווח שלהן רחב, והאם הפתרון שלהן ישפיע גם על דיסצפלינות מדעיות אחרות. לאחדות יש השלכות יישומיות - הרכב היקום למשל. באחרים בחרנו משום שהתשובות יהיו בעלות השלכה חברתית כמו למשל מציאת תרופה יעילה לאיידס, או עד כמה הפחמן שאנחנו מפמפמים לאטמוספירה יחמם את כוכב הלכת שלנו."
"שאלות אחדות כמו השאלה אודות הטבע של האנרגיה האפלה צפו רק לאחרונה. אחרות כמו המנגנון מאחורי התחדשות הגפיים אצל דו-חיים עוררו את המדענים במשך למעלה ממאה שנה. 25 השאלות העיקריות אינן מסודרות בסדר כל שהוא, ו-100 האחרות מסודרות באופן כללי לפי התחומים שהן מכסות."
לדבריו נורמן, לעתים נדמה שהמדע "הביא את קץ עידן הבורות", אך בעקיפין מלמד הפרויקט שהמדע אינו מספק תשובות מלאות, ושהחקירה המדעית עמוסת ויכוחים וחוסר ודאות.
"ייתכן שלעולם לא נמצא תשובה מלאה לחלק מהשאלות", הודה העורך הראשי של כתב העת, פרופ' דונלד קנדי, בהודעה שנלוותה לפרסום, "אבל בדרך לעשות זאת נקדם את הידע שלנו ואת החברה". לדבריו, "בחינת התעלומות הבולטות במדע משקפת גם את הישגיו העצומים". ואולם היא גם מזכירה שאלה רק השאלות שהמדענים יודעים איך לשאול.
לסיכום כותבים עורכי כתב העת: "השאלות הללו אינם סקר של הבעיות החברתיות שהמדע יכול לסייע לפתור, ולא תחזית של מה עשויים המדענים להשיג. חשבו עליה כעל סקר של הבורות המדעית שלנו, אלומה רחבה של שאלות שהמדענים עצמם שואלים. כפי שהעיר תום זיגפריד במאמר המבוא "אלו הזדמנויות שצריך לנצל".
ידען המדע והחברה
לדף הבית של רשימת השאלות באתר סיינס
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~203366507~~~127&SiteName=hayadan