ജീവോല്‍പ്പത്തി സംബന്ധിച്ച തന്റെ നൂതന ആശയങ്ങള്‍കൊണ്ട് ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഇതിനകം തരംഗങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിച്ച യുവശാസ്ത്രജ്ഞാനാണ് ജെറേമി ഇംഗ്ലണ്ട്. 'പുതിയ ഡാര്‍വിന്‍' എന്നാണ് ആദ്ദേഹം വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്! 

Jeremy England
ജെറേമി ഇംഗ്ലണ്ട്. ചിത്രം കടപ്പാട്: Katherine Taylor/Quanta Magazine.

 

ഡാന്‍ ബ്രൗണ്‍ കഴിഞ്ഞ വര്‍ഷം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച 'ഒര്‍ജിന്‍' (Orgin) എന്ന ത്രില്ലറിന്റെ കേന്ദ്രപ്രമേയം ജീവന്റെ ഉത്ഭവവും മനുഷ്യവര്‍ഗത്തിന്റെ ഭാവിയുമാണ്. സ്വാഭാവികമായും നോവലിലെ കഥയ്ക്കനുസരിച്ച് ശാസ്ത്രത്തെ ഭാവന കലര്‍ത്തി നോവലിസ്റ്റ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. 

ജീവപരിണാമത്തിന് പ്രകൃതിയിലെ നിയമങ്ങള്‍ തന്നെ മതി, ദൈവികശക്തിയുടെ ആവശ്യമില്ല എന്നതാണ് 1858 ല്‍ ചാള്‍സ് ഡാര്‍വിനും ആല്‍ഫ്രഡ് റസ്സല്‍ വാലസും ചേര്‍ന്ന് അവതരിപ്പിച്ച 'പ്രകൃതിനിര്‍ധാരണം വഴിയുള്ള ജീവപരിണാമം' എന്ന ആശയം വ്യക്തമാക്കുന്നത്. 1859 ല്‍ 'ജീവജാതികളുടെ ഉത്ഭവം' ('The Origin of Species') എന്ന ഗ്രന്ഥത്തില്‍ പരിണാമസിദ്ധാന്തം ഡാര്‍വിന്‍ കൂടുതല്‍ വിശദീകരിച്ചു. 

ഡാര്‍വിന്റെ സിദ്ധാന്തം ജീവപരിണാമത്തെയാണ് പരിഗണിക്കുന്നതും വിശദീകരിക്കുന്നതും, ജീവന്റെ ഉല്‍പ്പത്തിയെയല്ല. ഭൂമിയില്‍ ഏതാണ്ട് 400 കോടി വര്‍ഷംമുമ്പ് ജീവന്റെ ആദ്യരൂപം പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു എന്നാണ് കരുതുന്നത്. അതെങ്ങനെ സംഭവിച്ചു എന്ന് കൃത്യമായി വിശദീകരിക്കാന്‍ ശാസ്ത്രത്തിന് ഇനിയും കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. 

ജീവപരിണാമം പോലെ ജീവന്റെ ഉത്ഭവത്തിനും ശാസ്ത്രനിയമങ്ങള്‍ തന്നെ മതി, ഒരു അതീതശക്തിയുടെയും ആവശ്യമില്ല എന്ന കണ്ടെത്തലാണ് ഡാന്‍ ബ്രൗണിന്റെ നോവലിലെ പ്രമേയം. നോവലിലെ മുഖ്യകഥാപാത്രമായ കമ്പ്യൂട്ടര്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ എഡ്മണ്ട് കീര്‍ഷ് ഇക്കാര്യം സ്ഥാപിക്കാനായി രണ്ട് സംഗതികളെ അവലംബമാക്കുന്നു. ഒന്ന്, ജീവന്റെ ഉത്ഭവം കണ്ടെത്താന്‍ 1953 ല്‍ നടന്ന പ്രസിദ്ധമായ 'മില്ലര്‍-യൂറി പരീക്ഷണം' (Miller–Urey experiment). രണ്ട്, യു.എസില്‍ മസാച്യൂസെറ്റ്‌സ് ഇന്‍സ്റ്റിട്ട്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ (എം.ഐ.ടി) ഫിസിക്‌സ് പ്രൊഫസറായ ജെറേമി ഇംഗ്ലണ്ടിന്റെ സിദ്ധാന്തം!

ശാസ്ത്രചരിത്രത്തില്‍ ഏറെ ആകാംക്ഷ സൃഷ്ടിച്ച ഒന്നായിരുന്നു, ജീവന്റെ ഉത്ഭവം സംബന്ധിച്ച് ഷിക്കാഗോ സര്‍വകലാശാലയില്‍ ഹരോള്‍ഡ് യൂറിയുടെ മേല്‍നോട്ടത്തില്‍ സ്റ്റാന്‍ലി മില്ലര്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണം. പ്രാചീനഭൂമിയിലെ പ്രക്ഷുബ്ധമായ അന്തരീക്ഷം പരീക്ഷണശാലയില്‍ പുനസൃഷ്ടിച്ച് നടത്തിയ ആ പരീക്ഷണം നോവലില്‍ പരാമര്‍ശിക്കുമ്പോള്‍ അത്ഭുതം തോന്നില്ല. എന്നാല്‍, ജെറേമി ഇംഗ്ലണ്ട് എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന്‍ ആരാണെന്ന ചോദ്യം വായനക്കാരന്റെ മനസിലുയരും. ആ കഥാപാത്രം ഒരു ഭാവനാസൃഷ്ടിയാണോ? 

Charles Darwin
ചാള്‍സ് ഡാര്‍വിന്‍. ചിത്രം കടപ്പാട്:
Julia Margaret Cameron/Wikimedia Commons. 

ഡാന്‍ ബ്രൗണിന്റെ ഭാവനാസൃഷ്ടിയല്ല ജെറേമി ഇംഗ്ലണ്ട് ('നോവലില്‍ പരാമര്‍ശിക്കുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞന് യഥാര്‍ഥ ജെറേമി ഇംഗ്ലണ്ടുമായി യാതൊരു ബന്ധവുമില്ല' എന്ന് എം.ഐ.ടി. പ്രസ്താവന ഇറക്കിയെങ്കിലും!). ജീവന്റെ ഉത്ഭവവും പരിണാമവും സംബന്ധിച്ച നൂതന ആശയങ്ങള്‍ അവതരിപ്പിക്കുക വഴി ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഇതിനകം തരംഗങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിച്ച യുവഗവേഷകനാണ് ജറേമി ഇംഗ്ലണ്ട്. ജീവന്റെ ഉത്ഭവത്തിനും പരിണാമത്തിനും ആധാരമായി 2013 ല്‍ ജെറേമി അവതരിപ്പിച്ച ഭൗതികശാസ്ത്ര സിദ്ധാന്തം ശാസ്ത്രലോകത്ത് വലിയ ആകാംക്ഷയുയര്‍ത്തി. അത് ശരിയാണെന്ന് തെളിഞ്ഞാല്‍, ജെറേമിയുടെ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗമായി ഡാര്‍വിന്റെ പരിണാമസിദ്ധാന്തം മാറും! എങ്കില്‍ ജറേമിയാകും 'പുതിയ ഡാര്‍വിന്‍' എന്ന് പുലിസ്റ്റര്‍ ജേതാവായ ശാസ്ത്രചരിത്രകാരന്‍ എഡ്വേര്‍ഡ് ജെ. ലാര്‍സന്‍ പറയുന്നു! 

'ജീവന്‍' എന്ന സങ്കല്‍പ്പത്തെ ബയോളജിയുടെ പരിമിതികളില്‍ നിന്ന് അടര്‍ത്തിമാറ്റി ഫിസിക്‌സിന്റെ സാധ്യതകളിലേക്ക് കുടിയിരുത്തുകയാണ് ജെറേമി ചെയ്തത്. ഫിസിക്‌സിലെ 'രണ്ടാം താപഗതിക നിയമം' ('second law of thermodynamics') ആണ് ജെറേമി അവതരിപ്പിച്ച ആശയത്തിന്റെ നട്ടെല്ല്. സയമം മുന്നോട്ട് പോകുന്തോറും പ്രപഞ്ചത്തിലെ ക്രമമില്ലായ്മ ('എന്‍ട്രോപ്പി' - entropy) വര്‍ധിക്കുമെന്ന് രണ്ടാം താപഗതിക നിയമം പറയുന്നു. ഒരു കപ്പ് ചൂടുകാപ്പിയുടെ കാര്യമെടുക്കുക. മുറിയിലെ താപനിലയിലേക്ക് എത്തും വരെ കാപ്പിയില്‍ നിന്ന് താപോര്‍ജം പുറത്തേക്ക് വ്യാപിക്കും, കാപ്പി തണുക്കും. എന്നാല്‍, എത്രകാലം കാത്തിരുന്നാലും പ്രസരിച്ചുപോയ താപോര്‍ജം തിരികെയെത്തി കാപ്പിയെ ചൂടാക്കില്ല! പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഇത്തരത്തില്‍ ഊര്‍ജം (താപം) വ്യാപിക്കുന്നത് ഒരു 'വണ്‍വേ ട്രാഫിക്' ആണെന്നര്‍ഥം! ഊര്‍ജം കൂടുതല്‍ വ്യാപിക്കുന്തോറും എന്‍ട്രോപ്പി വര്‍ധിക്കും. 

സമയം മുന്നോട്ടു നീങ്ങുമ്പോള്‍ പ്രപഞ്ചത്തിലെ എന്‍ട്രോപ്പി വര്‍ധിക്കുന്നു എന്നുവെച്ചാല്‍, രണ്ടാം താപഗതിക നിയമം പ്രകാരം, ഊര്‍ജം കൂടുതല്‍ ഫലപ്രദമായി വ്യാപിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയുന്ന സംവിധാനങ്ങളോട് പ്രപഞ്ചം ചായ്‌വ് കാട്ടും എന്നാണര്‍ഥം. അതിനാല്‍, ഒരു സംവിധാനത്തിലെ കണികകള്‍ ചലിക്കുന്നതിനൊപ്പം ആകസ്മികമായി കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജം (താപം) വിനിമയം ചെയ്യാന്‍ പാകത്തിലേക്ക് മാറാന്‍ സാധ്യതയുണ്ട്. അതുവഴി പരമാവധി എന്‍ട്രോപ്പിയിലേക്ക് ആ സംവിധാനം എത്തും. ഇതിന് 'താപഗതിക സന്തുലിതാവസ്ഥ' ('thermodynamic equilibrium') എന്നാണ് പേര്. 

മേല്‍സൂചിപ്പിച്ച ആശയമാണ് ജെറേമി ഉപയോഗിച്ചത്. പരസ്പരബന്ധമില്ലാത്ത ഒരുകൂട്ടം ആറ്റങ്ങള്‍ ശരിയായ സാഹചര്യത്തില്‍ ആരുമൊന്നും ചെയ്യാതെ തന്നെ, കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജം വ്യാപിപ്പിക്കാന്‍ സാധിക്കും വിധം സ്വയം ഒത്തുചേരും. കാലക്രമേണ, ശരിയായ തോതില്‍ സൂര്യപ്രകാശം (ഊര്‍ജം) കിട്ടുമ്പോള്‍ ഇത്തരം കൂട്ടങ്ങളില്‍ ആറ്റങ്ങള്‍ കൂടുതല്‍ അടുത്ത് താപഗതിക സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുകയും നമ്മള്‍ 'ജീവരൂപം' എന്ന് വിളിക്കുന്ന അവസ്ഥ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യും. കൂടുതല്‍ ഫലപ്രദമായി ഊര്‍ജം ഉപയോഗിക്കാനും വ്യാപിപ്പിക്കാനും പാകത്തില്‍ ആ ജീവരൂപങ്ങള്‍ കാലക്രമേണ പരിണമിക്കും.  

Origin Cover
ഡാന്‍ ബ്രൗണിന്റെ പുസ്തകത്തിന്റെ കവര്‍

ഫിസിക്‌സിന്റെ ഭാഷയില്‍, ജീവരൂപം എന്നത് ഒരു അചേതനസംവിധാനത്തെ അപേക്ഷിച്ച് ഏറെ ഫലപ്രദമായി പരിസ്ഥിതിയില്‍ നിന്ന് ഊര്‍ജം സ്വീകരിച്ച് ഉപയോഗിക്കാനും ഊര്‍ജം പുറത്തുവിട്ട് പ്രപഞ്ചത്തിലെ എന്‍ട്രോപ്പി വര്‍ധിപ്പിക്കാനും കഴിവുള്ള സംവിധാനമാണെന്ന് ജെറേമി പറയുന്നു. ഒരു ചെടിയെയും സോളാര്‍ പാനലിനെയും സങ്കല്‍പ്പിക്കുക, താരതമ്യം ചെയ്യുക. ഈ ആശയം വ്യക്തമാകും. 

'ഊര്‍ജവ്യാപനം വഴിയുള്ള അനുരൂപീകരണം' എന്നര്‍ഥമുള്ള 'dissipative adaptation' എന്നാണ് ജെറേമിയുടെ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പേര്. ലളിതമായ പദാര്‍ഥകണങ്ങള്‍ സ്വയംസമ്മേളിച്ച് എങ്ങനെ ജീവരൂപങ്ങള്‍ പോലുള്ള സങ്കീര്‍ണ സംവിധാനങ്ങള്‍ രൂപപ്പെടുന്നു എന്നാണിത് പറയുന്നത്. സ്വയം പകര്‍പ്പുണ്ടാക്കാന്‍ പാകത്തില്‍ ഒരു സംവിധാനത്തിന് മാറാന്‍ എത്ര ഊര്‍ജം ആവശ്യമാണെന്ന് നിര്‍ണയിക്കാനുള്ള ഗണിതസമവാക്യം 2013 ല്‍ ജെറേമി അവതരിപ്പിച്ചു! ഈ സിദ്ധാന്തം കമ്പ്യൂട്ടര്‍ മാതൃകകളില്‍ പരിശോധിച്ചപ്പോള്‍ ഇതുവരെ കിട്ടിയ ഫലങ്ങളെല്ലാം ജെറേമിയുടെ നിഗമനത്തെ സാധൂകരിക്കുന്നവയാണ്. 

Dissipative Adaptation
 ഒരു ദ്രാവകത്തിലെ തന്മാത്രകള്‍ക്ക് കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജം
തുടര്‍ച്ചയായി ലഭിക്കുമ്പോള്‍ അവ തമ്മില്‍ കൂടുതല്‍
ബോണ്ടുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നതിന്റെ ദൃശ്യം
-കമ്പ്യൂട്ടര്‍ മാതൃകാപഠനത്തില്‍ നിന്ന്.
ചിത്രം കടപ്പാട്: Jeremy England.

ജെറേമിയുടെ ഗ്രൂപ്പ് മാത്രമല്ല, വേറെയും ഗവേഷകര്‍ മേല്‍സൂചിപ്പിച്ച ആശയം പരിശോധിക്കാന്‍ രംഗത്തുണ്ട്. ഹാര്‍വാഡിലെ മാര പ്രെന്റിസ് ആണ് അതിലൊരാള്‍. വ്യത്യസ്ത മ്യൂട്ടേഷനുകള്‍ സംഭവിച്ച കോശങ്ങളെ പുതിയ രീതിയില്‍ താരതമ്യം ചെയ്യുക വഴി ജെറേമിയുടെ ആശയം പരിശോധിക്കാന്‍ കഴിയുമെന്ന് അവര്‍ വിശ്വസിക്കുന്നു.

'ജീവന്‍' അല്ലെങ്കില്‍ 'ജീവരൂപം' എന്നൊക്കെ നമ്മള്‍ വിളിക്കുന്ന സംഗതിയെ പുനര്‍നിര്‍വചിക്കാന്‍ പ്രേരിപ്പിക്കുകയാണ് ജെറേമി. 'ആളുകള്‍ ചിന്തിക്കുന്നത്, ജീവന്റെ ഉത്ഭവം എന്നത് വളരെ വളരെ അപൂര്‍വമായ സംഗതിയെന്നാണ്'-സ്റ്റാന്റഫഡ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയില്‍ ജെറേമിയുടെ പിഎച്ച്ഡി അധ്യാപകനായിരുന്ന വിജയ് എസ്. പാണ്ഡെ പറയുന്നു. 'എന്നാല്‍, ജെറേമിയുടെ ആശയം അനുസരിച്ച്, ജീവന്‍ എന്നത് ഭൗതികശാസ്ത്ര നിയമങ്ങളുടെ ഫലമായി രൂപപ്പെടുന്നതാണ്, അല്ലാതെ എന്തെങ്കിലും ആകസ്മികത കൊണ്ട് സംഭവിക്കുന്നതല്ല'. 

എന്‍ട്രോപ്പി എന്ന ഘടകം ജീവന്റെ ഉത്ഭവം മാത്രമല്ല, ജീവരൂപങ്ങളുടെ പരിണാമത്തിലും നിര്‍ണായക ഘടകമാകുന്നു എന്നതിന് വലിയ അര്‍ഥതലങ്ങളാണ് ബയോളജി ഗവേഷകര്‍ കാണുന്നത്. ഡാര്‍വിന്റെ 'പ്രകൃതിനിര്‍ധാരണം' എന്ന സങ്കല്‍പ്പത്തിന് വിശദീകരിക്കാനാകാത്ത സംഗതികള്‍ക്ക് കൂടുതല്‍ വ്യക്തത ലഭിക്കാന്‍ ജെറേമിയുടെ സിദ്ധാന്തം സഹായിക്കും!

യു.എസില്‍ ബോസ്റ്റണില്‍ ജനിച്ച ജെറേമിയുടെ അച്ഛന്‍ ന്യൂ ഹാംഷെയര്‍ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയില്‍ സാമ്പത്തികശാസ്ത്ര പ്രൊഫസറാണ്. ലൂഥറാന്‍ സഭയിലെ അംഗം. നാസി ക്രൂരതയ്ക്കിരയായ ഒരു പോളിഷ് ജൂതകുടുംബത്തിലാണ് ജെറേമിയുടെ അമ്മ ജനിച്ചത്. ബാല്യത്തില്‍ മറ്റ് കുട്ടികള്‍ മാര്‍വെല്‍ കോമിക്‌സുകള്‍ വായിക്കുമ്പോള്‍, ജെറേമിക്ക് താത്പര്യം 'കാര്‍ട്ടൂണ്‍ ഗൈഡ് ടു ജനറ്റിക്‌സ്' പോലുള്ളവയായിരുന്നു. ഒന്‍പത് വയസ്സുള്ളപ്പോള്‍ സ്റ്റീഫന്‍ ഹോക്കിങിന്റെ 'എ ബ്രീഫ് ഹിസ്റ്ററി ഓഫ് ടൈം' വായിച്ചു. പക്ഷേ, അന്ന് അവനത് മുഴുവന്‍ ഗ്രഹിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞില്ലെന്ന് പിതാവ് റിച്ചാര്‍ഡ് പറയുന്നു. ആ അടങ്ങാത്ത ജിജ്ഞാസ ജെറേമിയെ ഹാര്‍വാഡ്, ഓക്‌സ്ഫഡ്, സ്റ്റാന്‍ഫഡ്, പ്രിന്‍സ്റ്റണ്‍ എന്നിവിടങ്ങളിലെല്ലാം എത്തിച്ചു. ബയോകെമിസ്ട്രിയിലും ഫിസിക്‌സിലും പരിശീലനം നേടിയ ജെറേമി 2011 ല്‍ എം.ഐ.ടി.യില്‍ അസോയിയേറ്റ് പ്രൊഫസറായി നിയമിക്കപ്പെട്ടു. 

ജെറേമി കടുത്ത ജൂത മതവിശ്വാസിയാണ് എന്നതാണ് കൗതുകകരമായ കാര്യം. ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ശേഷം മതവിശ്വാസത്തിലേക്ക് ആകര്‍ഷിക്കപ്പെട്ട വ്യക്തിയാണ് അദ്ദേഹം! പക്ഷേ, തന്റെ ശാസ്ത്രനിഗമനങ്ങളും മതവിശ്വാസവും തമ്മില്‍ കാര്യമായ സംഘര്‍ഷമൊന്നുമില്ലെന്ന് ജെറേമി സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു. ഡാന്‍ ബ്രൗണിന്റെ നോവലുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് 2017 ഒക്ടോബറില്‍ 'വാള്‍സ്ട്രീറ്റ് ജേര്‍ണലി'ല്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച വിയോജന കുറിപ്പില്‍ ജെറേമി ശക്തമായ ഭാഷയില്‍ പറഞ്ഞു: 'ദൈവമില്ല എന്ന് തെളിയിക്കാന്‍ ഡാന്‍ ബ്രൗണ്‍ എന്നെ കൂട്ടുപിടിക്കേണ്ടതില്ല!' 

കൂടുതല്‍ വായനയ്ക്ക് -

* 'Statistical physics of self-replication'. By Jeremy L. England. THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 139, 121923 (2013).  
* 'Dan Brown Can't Cite Me to Disprove God'. By Jeremy England. Wall Street Journal, Oct 12, 2017.
* 'A New Physics Theory of Life'. By Natalie Wolchover. Quanta Magazine, Jan 22, 2014. 
* 'First Support for a Physics Theory of Life'. By Natalie Wolchover. Quanta Magazine, July 26, 2017.
* 'Meet the Orthodox Jewish physicist rethinking the origins of life'. By  SIMONA WEINGLASS. The Times of Israel, 29 Oct 29, 2015.  
* 'How Do You Say 'Life' in Physics?'. By Allison Eck. Nautilus, March 17, 2016.  
* 'JEREMY ENGLAND, THE MAN WHO MAY ONE-UP DARWIN'. By Meghan Walsh. Ozy.com. April 20, 2015.
* JEREMY L. ENGLAND, Thomas D. & Virginia W. Cabot Career Development Associate Professor of Physics. MIT Department of Physics.

* മാതൃഭൂമി നഗരം പേജില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്.

Content Highlights: Jeremy England, Origin of Life, Dissipative Adaptation, Next Charles Darwin, Evolution, Second Law of Thermodynamics, Entropy