דיון- האם אתם חושבים שאין למדע עוד מה לגלות?

[ב ן ח ו ר י ן]

דיון- האם אתם חושבים שאין למדע עוד מה לגלות?

בהקשר לאזכור הספר "קץ המדע" באחת ההודעות, חשבתי לפתוח דיון על העניין- מה דעתכם על ההנחה של הספר
שלמדע אין הרבה לחדש לנו יותר והכל רק התפתחויות רוחביות ולא פריצות דרך ממשיות?

 

[magal101]

לדעתי יש הרבה מקום להתפתח מרחבית

לפתח יישומים שקיימים היום לכלל פעולה וביצוע- כמו תחומי הננוטכנולוגיה, החלל ועוד. אני לא יודע מה יהיה עם פריצות דרך והאם עוד אפשר יהיה
לעשות אותם.

 

[BigBadWolf]

אני משוכנע שיש עוד הרבה מה לגלות

המחשבה שאין עוד הרבה מה לגלות מזכירה את המחשבה הרווחת בסוף המאה ה-19, מאז המדע עבר מהפכה. יש עוד כל כך הרבה תופעות שאנחנו לא מבינים כמו שצריך וכל כך הרבה דברים שאנחנו לא יודעים לחזות בכל תחומי המדע. בכימיה לדוגמה חפרנו עמוק עמוק וצר מאוד, אין שום סיבה להאמין שלפחמן תהיה כימיה כל כך הרבה יותר עשירה מלכל אטום אחר בטבלה.

 

[sivan120]

הסיבה שלפחמן יש כימיה כל כך עניפה

היא בגלל שהוא נוח להתרכב וקשור לחיים (כימיה אורגנית).
אני לא רואה איך ישנם יסודות אחרים שיכולים לפתח כזו כימיה.

 

[BigBadWolf]

קשור לחיים זו לא טענה לגיטימית

החיים ניצלו את הכימיה של הפחמן שאטום הפחמן מפגין, לא יצרו יש מן-אין. זה לא אומר שלאטומים אחרים לא יכולה להיות כימיה רחבה.
לגבי הנטייה של פחמן להקשר לעצמו, הוא לא היחיד. גם לבורון יש נטייה שכזו וגם לאחרים. ולמה שניצור תרכובות שמבוססות על שרשרת של סוג אחד של אטום? אני כרגע עובד על מולקולות שנקראות פוליאוקסומטלטים. אלו קומפלקסים גדולים (וספציפיים מאוד) של מתכות (במקרה שלי-טונגסטן) וחמצן עם אפשרות לשילוב של אטומים נוספים בכדי להעלות את המורכבות. לדוגמה, קיימות התרכובות PW12O40 ו-P2W18O62. מסתבר שזו סידרה רחבה מאוד של מולקולות עם אפשרות לפונקציונליזציות, הרחבות ואיזומריזציה. אין סיבה לחשוב שאין סדרות מולקולות נוספות שכאלו, הסיבה היחידה לשלטון הפחמן היא המחקר הרב שבוצע בנושא (אולי בהשפעת הביולוגיה והרפואה).
ומה עם ננו-חלקיקים, ננו-חוטים וננו-צינורות עם כל התכונות השונות והמוזרות שלהם? אמנם הם נמצאים בשימוש כבר 1000 שנים אבל מחקר רציני בנושא מבוצע רק בשנים האחרונות. גם במקרה זה ניתן למצוא כימיה ענפה שמאפשרת עיצוב, קביעת תכונות ופונקציונליזציה, ראי את הכמות העצומה של מחקר בנושא.

 

[פולספגן]

אין כזה דבר סתם -

"החיים ניצלו את הכימיה של הפחמן שאטום הפחמן מפגין", יש סיבה שכל החיים על כדור הארץ הם מבוססי פחמימנים וזאת בגלל שכפי שאמרת "חאטום הפחמן כימיה ענפה" ולכן גם רב המחקרים (האורגניים) מתמקדים בפחמימנים.
אז אתה חוקר קומפלקסים...סבבה לך , עוד הרבה קבוצות בעולם חוקרים קומפלקסים מתכתיים גם בהקשר של ננו טכנולוגיה שהזכרת. אז מה?
אז זה אומר שצריך לרדת מפחמימנים? לא! רב התרופות והפיתוחים הביוכימיים ימשיכו להיות מבוססי פחמן, כי אלו החומרים הפחות רעילים (אולי לא הכי פעילים) יש למשל את ציס פלטין כדוגמא לחומר מתכתי פעיל, אבל הוא לא החומר הכי כיפי בעולם וכו'
בשורה התחתונה, המשך במחקרך הטוב ושמח בחלקך, אבל אל נא תתימר לברוא את העולם מחדש מטונגסטן.
שא ברכה, שנה טובה וכו'

 

[BigBadWolf]

כמובן שכל החיים הידועים מבוססים על אותה כימיה

ומה אם כל החיים על כדור הארץ מבוססי פחמן מכיוון שהם באים מאותו מקור? ומכיוון שחיים אחרים יצרו מולקולות מורכבות מבוססות פחמן עליהן ניתן להתבסס להמשך? ובכלל, תתני לי בבקשה הגדרה של חיים שלא מחייבת את קיום הפחמן. כזו שאני לא יכול לתת דוגמה לדומם שמקיים אותה (אני מזכיר שידועים מינרלים שמשכפלים את עצמם וידועות הרבה מערכות שמקיימות את עצמן רחוק משיווי משקל).
לגבי רעל - נתחיל בזה שיש הרבה חומרים אורגניים רעילים. אבל בואי נקח צעד אחד אחורה, מהו רעל? רעל הוא חומר שמשבש את הפעילות התקינה של גופך. למה את טוענת שחומר שמשבש את המערכת האורגנית שלך חייב לשבש גם מערכת אחרת? אפילו בתוך החיים הקיימים, שסך הכל מאוד דומים מבחינה כימית, יש הבדלים גדולים בחומרים רעילים בין אורגניזם אחד לשני.
אני כמובן לא אומר שצריך לרדת מפחממנים, הידע שנצבר לגביהם הוא מדהים ואפשר לבנות עליו אבל אני כן אומר שצריך לבצע הרבה יותר מחקר אי-אורגני ולהביא את כל שאר הכימיות לאותה רמה. וכן, אני מאמין שקיימת רמה כזו.

 

[פולספגן]

תגיד, אתה בכלל יודע מה יש בשוק היום?

המשפט האחרון שלך מאוד תמוה, כי היום אף אחד לא רוצה להתעסק עם אורגני, אלא רק עם אי-אורגני ולראיה לכך, אתה יכול לראות שהאימפקט פקטור שלהם פי 10 יותר גבוה מאשר מחקרים על אורגני והגרנטים בהתאם.

אגב, כל הפתיח שלך בכלל לא התייחס למה שכתבתי.

 

[BigBadWolf]

חצי מהכימאים הם כימאים אורגניים

איך זה הגיוני שחצי מהכימאים מתעסקים עם אטום אחד מהטבלה המחזורית ועוד חלק גדול מהחצי השני מתעסקים גם הם בשילוב של כימיה אורגנית עם כימיות אחרות (דרך קומפלקסציה או כל קישור אחר). אם תעברי על רשימות של מדענים תגלי שקשה למצוא כימאי שלא מתעסק עם כימיה אורגנית בצורה כזו או אחרת. אפילו למחקר שלי תהיה נגיעה בעתיד עד כמה שאני מנסה להתחמק. וגם בכל הרוטציות שעשיתי, כמה שניסיתי למצוא תחומים אי-אורגניים תמיד היתה בפנים כימיה אורגנית. וזה ברור, הרי הכימיה האורגנית כל כך הרבה יותר מפותחת מכל שאר הכימיות שבעצם המחקר שלך יראה פרמיטיבי אם לא תכניס פנימה אלמנטים אורגניים.
לגבי האימפקט פאקטור, תביאי רשימה ונדבר. אני לא יכול לדבר באוויר על נתונים.

 

[פולספגן]

הסברתי לך כבר על כך בתגובתי הראשונה -

שאין כזה דבר סתם ו"יש סיבה שכל החיים על כדור הארץ הם מבוססי פחמימנים".

קרא אותה שוב, כי נראה לי שאתה לא מפוקס על עצמך.

 

[BigBadWolf]

אני לא מסכים עם ההצהרה הזו

למה שלא יהיה סתם? לכל דבר חייבת להיות סיבה חקוקה בסלע?
הרבה מהמחקר הכימי בוצע על כימיה אורגנית כנראה מכיוון שהביולוגיה מושתטת על כימיה אורגינת ומכח האינרציה. אבל למה הביולוגיה מושתטת על כימיה אורגנית? למה לא כי ככה זה קרה? למה חייבת להיות סיבה (ולא לדוגמה כי זה מה שנוצר ראשון) ואם יש סיבה, למה היא חייבת להיות שהכימיה של פחמן יותר עשירה (ולא לדוגמה כי היו על כדור הארץ את המולקולות המתאימות או את התנאים הנכונים לחיים מבוססי פחמן)?
והאם העובדה שהרבה מהמחקר עד היום היה בכימיה אורגנית אומר שרק את זה שווה לחקור? ושמחקרים בתחומים שאינם כימיה אורגנית לא יניבו כימיה ענפה באותה המידה או אולי אפילו יותר?

 

[רוקד עם שבלולים]

התשובה הטריוויאלית

היא שאטום הפחמן הוא הקונפיגורציה האטומית הפשוטה ביותר שיש לה ולנטיות של 4, ולכן יכולה ליצור שרשרות יציבות.

כיוון שזו הקונפיגורציה הפשוטה ביותר, יש הרבה יותר פחמן ביקום ובכדור הארץ מאשר כל סוג אטום אחר בעל ולנטיות 4*, ולכן, סטטיסטית, סביר הרבה יותר שדווקא פחמן יהווה את השלד ליצירת מערכות מולקולאריות מורכבות מהסוג שאנחנו קוראים להן "חיים".

ייתכנו תיאורטית חיים מבוססי צורן או יסודות אחרים, אבל מבחינה כימית, חיים מבוססי פחמן הם ברירת המחדל. תערו של אוקם עובד גם כאן, ולכן יש סיבה טובה להניח שאם נמצא חיים מחוץ לכדוה"א, הם יהיו בסבירות גבוהה מבוססי פחמן.

כיוון שהחיים שלנו ושל שאר צורות החיים בכדוה"א הם מבוססי פחמן ופחמימנים למניהם, הגיוני שהעניין שלנו בכימיה יופנה בחלקו הגדול לכימיה אורגנית - היישומים הפרקטיים בתחומי הביולוגיה והרפואה , כל מה שקשור לנפט גולמי (לשעבר חומר חי, כזכור) ותוצריו (דלקים, פלסטיקים וכן הלאה), וכן הלאה, כל זה מעניק אינטרס כלכלי עצום לעיסוק בכימיה אורגנית
. כמובן שיש עוד הרבה מאד פוטנציאל לכימיה אנאורגנית, ואני אישית מאמין שזה "תחום העתיד" בכימיה, אבל ההתמקדות בכימיה אורגנית היא לא מקרית.

http://en.wikipedia.org/wiki/Abundance_of_the_chemical_elements

 

[BigBadWolf]

למה אתה יוצא מנקודת הנחה שולנטיות של 4 הכרחית

למה שאטום עם ולנטיות 3 או 6 לא יצור שרשראות (ראה תמונה מצורפת, לקוח מקורס כימיה של האלמנטים שלקחתי)? ובנוסף, למה אנחנו מתמקדים בשרשראות ולא מערכות תלת מימדיות לדוגמה? (טוב, אני מודה שהסיבוכיות של מערכת שכזו עולה אבל מצד שני גם הביולוגיה משתמשת במערכות תלת מימדיות). וייתכנו גם שרשראות שמורכבות מחזרה של שני אטומים ולא אחד, בערך הזה יש כמה דוגמאות http://en.wikipedia.org/wiki/Inorganic_polymer.

דרך אגב, אתה מסתכל על ההתפלגות הלא נכונה. ההתפלגות שהבאת היא התפלגות האטומים בייקום, על פני כדור הארץ ההתפלגות קצת אחרת http://en.wikipedia.org/wiki/Abundance_of_elements_in_Earth's_crust להתפלגות הזו צריך גם להוסיף חנקן מהאטמוספרה שגם הוא נגיש מאוד ואת המינרלים הנפוצים באוקיינוסים, בעיקר מתכות אלקליות ואלקליות אפרוריות והלוגנים. בכל מקרה, ניתן לראות שיש הרבה יותר סיליקון נגיש מפחמן. הסיבה שלא התפתחו צורות חיים מסיליקון (או ליתר דיוק משרשראות Si-Si-Si) היא אחרת, סיליקון יוצר שרשראות קצרות בלבד.

בכל אופן, הנקודה שלי בשרשור הזה היא לא להוכיח שניתן לייצר מערכת דמויית חיים מכימיה אי-אורגנית (אם כי אני מאמין שניתן) אלא להדגיש שיש עוד הרבה כימיה שעוד לא התגלתה ושיש חשיבות בפיתוח כימיות שאינן מבוססות פחמן מכיוון שאני משוכנע שמסתתרות שם כימיות מורכבות ומעניינות מאוד שעוד לא התגלו.

 

[רוקד עם שבלולים]

ניתן וייתכן,

ולא חלקתי על זה שזה ניתן וייתכן, אבל הנקודה שלי היתה שהיווצרות חיים מבוססי פחמן היא הכי סבירה בהינתן הולנטיות והפשטות של פחמן.

אני שותף לכל מה שאתה אומר לגבי כימיה שאינה מבוססת פחמן, וכפי שאמרתי, לדעתי זה הכיוון הכי מעניין כרגע.

 

[רוקד עם שבלולים]

זה לא מה שהוא אמר.

הוא ציין שבנוסף למחקר הענף בפחמימנים, יש עוד הרבה מאד יסודות וריאקציות שטרם נחקרו, ושייתכן בהחלט שאי-שםם ב"מרחב" הבלתי-נחקר הזה מסתתרות פריצות-דרך ותובנות חדשות (שזו, כזכור, היתה השאלה המקורית) של השרשור.

 

[Practical Realist]

יש עדיין מה לגלות - רק ביצוע המחקר מסובך יותר

יש עדיין נושאים רבים במדע בהם רב הלא ידוע על הידוע, כמו חקר החלל והפיזיקה של החלקיקים היסודיים, ויש עוד טכנולוגיות שניתן לפתח, כמו בתחום המחשוב. העניין הוא, שבימינו קיום מחקר ופיתוח שמביאים לפריצת דרך דורש משאבים רבים יותר ומעורבות של גורמים רבים יותר בו זמנית מאשר בעבר. אם בתחילת העידן המדעי (בתקופת גלילאו וניוטון לדוגמה, או אפילו בתקופת מקסוול) יכול היה אדם אחד - אמנם מוכשר ומבריק, ושהשקיע בכך זמן רב מחייו - לנסח תיאוריה מדעית, לבצע ניסויים שיבדקו אותה, לנתח את הממצאים ולפרסמם בדו"ח או בספר, היום פרוייקט של פריצת דרך מדעית בסדר גודל של חוקי ניוטון או מקסוול (וגם הרבה פחות מזה) הוא הרבה יותר מורכב.
למשל: גילוי תגליות חדשות באסטרונומיה, כמו כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, דורש יצור טלסקופים בעלי רגישות גבוהה מאוד או שיגורם של לווינים נושאי טלסקופים לחלל, שזה פרויקט שדורש השקעה ומעורבות ברמה של מדינות (אפילו מעצמות). לעומת זאת - בעבר, כדי לגלות את הירחים הגדולים של צדק, גלילאו גלילי השתמש בטלסקופ שבנה לבדו. זה מכיוון שגילוי כזה מטיבו דרש אמצעים פשוטים וזולים יותר.
ידוע שהתחזית לגבי עתיד המדע בעייתית: גם בעבר, היו תקופות בהם הניחו מרבית המדענים והחוקרים שרוב הקיים בטבע כבר ידוע, וגם שלא ניתן לפתח עוד טכנולוגיות חדשות - בין היתר כך היה בסוף המאה ה - 19, שנים ספורות לפני שאיינשטיין נסח את תורת היחסות הפרטית, ולפני שרתרפורד ערך את הניסוי שהוביל לגילוי מבנה האטום, ולפני שהאחים רייט הוכיחו שניתן להטיס מכונות מעופפות כבדות מאוויר. כמובן שהיו גם תקופות של יתר אופטימיות: לדוגמה, קצת לאחר תכנית אפולו הציע ורנר פון-בראון לשדרג את טיל הסטורן 5 כך שיוכל לשגר אסטרונאוטים למאדים (הוא העריך שזה ניתן לביצוע עד תחילת שנות ה - 80 של המאה הקודמת), מה שהתברר כבלתי מעשי, בין היתר עקב השפעת המסע הארוך בחלל בתנאי חוסר כבידה על בריאות הצוות.
השאלה שצריך אולי לשאול היא לא האם פריצות דרך ממשיות, מדעיות וטכנולוגיות, שעדיין לא נעשו קיימות - כמו שכתבתי למעלה, לדעתי בהחלט יש כאלה - אלא עד כמה יכולת המחקר, והמשאבים שהאנושות מסוגלת להשקיע במחקר, מתקרבים לקצה גבול יכולתם, וזו שאלה שקשה לענות עליה. מה שכן ברור שעצם ההגעה לחידוש מדעי או טכנולוגי מורכבת ויקרה יותר מאשר בעבר, והיא תהיה יותר ויותר כזו עם התקדמות המדע והטכנולוגיה.

 

[ב ן ח ו ר י ן]

 

[uzi2]

מסכים ורוצה להוסיף

שאם תהיה פריצת דרך היא עשויה לשנות את חישובי העלויות ואת היכולות הטכניות, ולאפשר ביתר קלות פריצות דרך נוספות.

 

[magal101]

אתה מתכוון אם תהייה פריצת דרך מסוימת

כזו שתאפשר הוזלת משאבים. לא כל פריצת דרך יכולה להיות כזו...

 

[uzi2]

בגלל זה כתבתי "עשויה"