האם זה חייב להיות כך, לעזאזל?!

פרק ראשון
הגדרת החיים — מלמטה למעלה

החיים והקושי בהגדרתם

החיים הם תופעה מופלאה. הם גם תופעה מוזרה, לפחות בהשוואה לתופעות הטבע הדומם.¹ מסלול קיומו של כל עצם דומם מכוון אותו בהכרח לשוב לכור מחצבתו, להתמזג עם הסביבה ממנה נוצר, להתפרק, לעתים עד למצב היסודי ביותר, בו החומרים המרכיבים אותו מגיעים לשיווי משקל עם סביבתו ובו קורסים הגבולות בינו לבין שאר העולם. אמנם הדבר עלול להתארך על פני מאות ומיליוני שנים אבל לבסוף כל עצם יתפרק לסביבתו. והנה, מתוך מציאות זו מופיעה לה קבוצה מיוחדת של עצמים טבעיים, מבדילה את עצמה מעולם ומלואו, ומתחילה "לשאוף" אל הכיוון הנגדי ממש: במאמצים רבים ובשפע בלתי נתפס של תחבולות ואסטרטגיות, שואף כל מה שחי להישאר נבדל ומובחן מסביבתו, כלומר — להישאר חי. במערכת חיה, במקום התפרקות לבדה — מתחוללים תהליכים פנימיים של שמירה, בנייה והתפתחות. תהליכים אלה מובילים לכך שהמערכת החיה תהא בהכרח מורכבת יותר מסביבתה הדוממת, נבדלת ומובחנת ממנה.

אמנם, גם כל חי ישוב אל עפרו, יתפרק וייעלם אל תוך סביבתו, אלא שבדיוק בנקודה בה מפסיק היצור החי להבדיל עצמו מהסביבה ומתחיל להתפרק לתוכה — או אז הוא גם חדל מלהיות יצור חי. ומנגד, לעתים אנו מוצאים תהליכי בנייה גם במערכות דוממות: שכבות גיאולוגיות נוצרות, הרים מתרוממים, נהרות מתחילים לזרום אל הים, פחמן נדחס והופך ליהלום — אך כל אלה נובעים מכוחות ותהליכים חיצוניים הפועלים על האובייקט הדומם. אין הם מובְנים באורח מהותי אל תוך המערכת, כפי שקורה בתופעות החיות.

אך מהם החיים? מהו אותו מנוע פנימי הדוחף אותם להתפשט בעולם במגוון עצום כל כך של גדלים, צורות, מבנים ודרכי פעולה — מגוון הגדול בהרבה מזה הקיים במערכות דוממות? מרגע שהופיעו על פני כדור הארץ, לא חדלו החיים מלפשוט וללבוש צורות, כשם שלא חדלו להתפשט במרחב. כיום הם נמצאים כמעט בכל מקום ביבשה, באוויר ובמים, גם באזורים שנראים עוינים להם ביותר — אזורים ששוררים בהם טמפרטורות קיצוניות, לחץ גבוה, יובש, חוסר חמצן, חוסר אור, סביבה חומצית, בסיסית, מלוחה או גופריתית ועוד. בגופם של יצורים חיים אנו מוצאים את המערכות המסובכות והמורכבות ביותר הידועות לנו ביקום כולו, חי או דומם, ובהן המוח האנושי ומערכת החיסון.

ובכן מהם, אפוא, החיים? התשובה לשאלה זו קשה ושנויה במחלוקת. באופן אינטואיטיבי, ברור לנו שעצמים חיים שונים באופן ייחודי ומהותי מעצמים שאינם חיים; אף על פי כן, לא כל כך ברור לנו במה בדיוק. לאורך הדורות התחבטו חוקרים רבים בשאלה זו. כמה מהתשובות שהוצעו הן גרסאות שונות של תיאוריית הוויטליזם: תיאוריה זו גורסת כי החומרים שמהם בנויים יצורים חיים ניחנים במעין "כוח" או "אנרגיה" פנימית. כוח זה, אנרגיה זו, אינם פיזיקליים או כימיים, אלא בעלי איכות שמקורה עלום והיא שונה מהותית מזו המצויה בעולם החומרי ה"דומם". התהליכים המתרחשים בחומר הוויטלי שונים במהותם מהתהליכים הכימיים המתרחשים בחומרים שאינם חיים. איכות זו של הכוח הוויטלי היא המעניקה את תכונת החיים לבעליה. החומרים המשתתפים בתהליכי החיים נקראו חומרים אורגניים. חוקרי הטבע סברו שאין אפשרות ליצור אותם באופן מלאכותי מחומרים אנאורגניים. משמעות הדבר היא שחומר אורגני יכול להיווצר אך ורק בתוך גופם של יצורים חיים, שכן לצורך ייצורו נחוץ אותו "כוח ויטלי" המצוי רק בהם.

ואולם, בשנת 1828 הצליח הכימאי הגרמני פרידריך ווהלר (Wöhler) לסנתז את החומר האורגני שתנן (urea) במעבדה. אחריו הצליחו כימאים לסנתז חומרים אורגניים נוספים. סנתוז זה עומד בניגוד להנחת היסוד של הוויטליזם, לפיה חומרים אורגניים ניתנים לבנייה אך ורק בתוך יצורים חיים. הוגים שביקשו לשמר את תיאוריית הוויטליזם, הציעו חלוקה מעט שונה: חומרים "דוממים" — אנאורגניים ואורגניים פשוטים, ולעומתם חומרים "חיים", מורכבים יותר, הקיימים אך ורק בעולם החי.

נראה כי לאורך עשורים רבים התקשו חוקרי הטבע להיפרד מהאינטואיציה הבסיסית שלהם, לפיה ל"חיים" חייב להיות מקור אחר מהעולם הכימי־פיזיקלי הרגיל, או לפחות איכות מיוחדת. ואמנם, אנו מוצאים כיווני מחשבה ויטליים בגרסאות רבות, שבכולן מופיעה אותה "איכות ויטלית" בשמות שונים. למשל, הפילוסוף הצרפתי אנרי ברגסון (Bergson) הציע את המושג המעורפל Élan vita — "כוח החיים", והביולוג הנס דריש (Driesch) השיב לדיון את מושגו העתיק של אריסטו בדבר תכליתיות פנימית בטבע, הוא האנטלכיה Entelechy.

חרף חיפושים נרחבים ובמשך זמן רב, לא נתגלו כל חומרי חיים או תהליכי חיים שאינם כימיים — פיזיקליים רגילים. אף לא נמצא חומר מיוחד שנוכחותו בגוש חומר תגרום לו להיות "חי" — "חומר ויטלי", המתאפיין בכימיה אורגנית השונה מהותית מכימיה אנאורגנית.² ניתן היה להסביר יותר ויותר תהליכים אורגניים בעזרת העקרונות הידועים לנו מן התהליכים האנאורגניים. במאה ה-20, לאחר שכימאים הצליחו לייצר באופן סינתטי גם חומרים אורגניים מורכבים ביותר, ואף לשחזר באופן מלאכותי תהליכים מורכבים האופייניים ליצורים חיים, נדחתה סופית תיאוריית הוויטליזם על גרסאותיה השונות. חומרים אורגניים, גם כאלה הנבנים אך ורק בגופם של יצורים חיים, נחשבים כיום לחומרים טבעיים מאותו סוג כמו החומרים האנאורגניים, והם לא יותר מאשר שרשרות של אטומי פחמן שאליהם קשורים אטומי מימן ואטומים של יסודות אחרים.

עד לפני כמאה שנה לא נתעורר צורך מיוחד להגדיר באופן סופי ומדויק את המושג "חיים". אפשר היה להסתפק בהבנה שמאפייניהם העיקריים של החיים הם הִתרבות וחילוף חומרים, קל היה להבחין באופן אינטואיטיבי בין מה שנחשב כחי ומה שאינו חי, שכן ההבדלים היו, על פי רוב, ברורים לעין. לאחרונה נתעורר צורך בהגדרה כזו מסיבות אחדות:

1. התגלו ישויות אורגניות פשוטות בעלות כמה מהתכונות המאפיינות עצמים חיים, אך לא כולן. בד בבד ניחנות ישויות אלה גם בתכונות המאפיינות עצמים דוממים. לדוגמה: נגיפים (וירוסים( — הנגיפים מורכבים ממולקולה תורשתית DNA) או (RNA ומכמה מולקולות חלבון, העטופות בקרום שומני. כמעט אין בהם פעילות פנימית של חילוף חומרים, אבל הם מפגינים כידוע יכולת התרבות, לעתים יכולת מבהילה, העולה על זו של כל יצור חי אחר; פלסמידים — אלה הם מקטעי DNA טבעתיים בחיידקים. הפלסמידים אינם מהווים חלק מהכרומוזום הכללי של החיידק, מה שמאפשר להם להשתכפל באופן עצמאי בדומה ליצורים חיים. בתהליך המכונה קוניוגציה, מסוגלים הפלסמידים לעבור בין חיידקים, גם כאלה השייכים למינים שונים; פְּרִיוֹנִים — אלה הן מולקולות חלבון אשר במצבן התקין הן חיוניות לגוף, אך מסוגלות לעבור למצב של קיפול פגום ההופך אותן לא רק לבלתי מועילות לגוף אלא למחוללות של מחלת מוח קשה. מולקולות הפריון במצבן הפגום מסוגלות להשפיע על מולקולות פריון תקינות ולהעבירן למצב הפגום. בכך הן מַרבות את חלבוני הפריון הפגומים על חשבון החלבונים התקינים. זוהי דוגמה להִתרבות שמתרחשת ללא מעורבות של מולקולות DNA או RNA. כאמור, פריונים גורמים למחלות מוח קשות בהן מחלת קרויצפלד־יעקב, מחלת קורו וספגת המוח של הבקר, הידועה כמחלת הפרה המשוגעת. הנגיפים, הפלסמידים והפריונים הם, אפוא, ישויות אורגניות שלא ברור לאיזו קטגוריה לשייכן — לקבוצת היצורים החיים או לקבוצת העצמים הדוממים.³

2. חקירת הטבע הדומם גילתה דוגמאות רבות של עצמים שלמרות שאין ספק בכך שהם דוממים, בכל זאת הם ניחנים בתכונות האופייניות לעצמים חיים. למשל: גביש המסוגל לקלוט אטומים או מולקולות מתאימים מסביבתו, לגדול ולהתפצל לגבישים קטנים; להבת אש התומכת בקיומה העצמי ואף מתרבה על ידי גיצים; מערבולת מים הנעה ומגיבה לסביבה.

3. פיתוח מחשבים חזקים, מודלים לבינה מלאכותית (A.I.) וחיים־מלאכותיים (A.L.), הביא את אנשי המחשבים לטעון שבקרוב יהיו עצמים מעשה ידי אדם שידמו ליצורים חיים בהתנהגותם החשיבתית, המנטלית ואף הפיזית. רובוטים יוכלו לגלות תכונות של שימור עצמי ואולי גם של הִתרבות. האם עצמים כאלה ייחשבו חיים?⁴

4. החיפוש אחר חיים חוץ־ארציים העלה שאלות על צורות חיים אפשריות אחרות. אין סיבה להניח שהמראה החיצוני של יצורים אלה, מנגנוני החיים או הביוכימיה שלהם יהיו דומים לאלה של צורות החיים שעל פני כדור הארץ. כאשר ניתקל בתופעות שונות בסביבות חוץ־ארציות, איך נדע לומר אם הן יצורים חיים? רק הגדרה ברורה של תופעת החיים תוכל אז לבוא לעזרתנו. הן זהו מקור חולשתם של רוב סרטי המדע הבדיוני: ייצוגם של החיים החוצניים תמיד קרוב מדי למופעי החיים הארציים. אמנם החייזרים ירוקים ומוזרים למראה, אך לא במידה שתפליא חוקר חרקים ביערות הגשם. בהיעדר הגדרה — כל שנוכל לעשות הוא להשתמש בדמיוננו, המוזן כבר מצורות החיים המוכרות לנו, בניסיון נואל לשוות לנגד עינינו חיים מסוג אחר.

יש אם כן צורך להגדיר "חיים", כך שיהיה אפשר להבדילם משאינם חיים. הגדרה טובה תצטרך להתמודד בהצלחה גם עם כל אותם מקרי גבול של עצמים המגלים תכונות מעורבות. מקרי גבול אלה ניתנים לסיווג על פי הקטגוריות:

א. "החיים המתים": יצורים חיים שיש בהם תכונות של לא־חיים:
ציינו כבר את רמת המיקרו (פריונים, מקטעי DNA, נגיפים), אולם יש דוגמאות גם ברמת המאקרו:
נבגים וזרעים של חיידקים וצמחים במצב "מוקפא" או "רדום" — במצב כזה לא מתרחשת בהם שום פעילות חיים. הם יכולים להישאר רדומים במשך שנים רבות, לעתים אף אלפי שנים, בלא שינויים כימיים ובלא כל סימני חיים. בתנאים מתאימים של חום ולחות הם יכולים להתעורר, לגדול ולהתפתח כמו נבג או זרע רגילים.
פרד — שהוא בבירור יצור חי, אבל אינו יכול להִתרבות.
קבוצות בעלי־חיים חברתיים (כגון דבורים) — הקבוצה אוספת מזון מהסביבה, היא פועלת במידה רבה כ"גוף אחד" ופועלת בצורה אקטיבית כדי להבטיח את המשך קיומה. כשהקבוצה גדלה, היא מתפצלת ויוצרת קבוצות חדשות וכך מתרבה. כאשר רוב מרכיבי הקבוצה מתים — הקבוצה "מתה". אם כך — אפשר לומר שקודם הייתה "חיה". ומאידך — קשה לנו לחשוב על אוסף של עצמים נפרדים, שאינם מתלכדים לכדי גוף אחד שלם — כעל יצור חי יחיד.

ב. "המתים החיים": עצמים דוממים שיש בהם תכונות של יצורים חיים:
גביש — הקולט מן הסביבה אטומים ומולקולות מאותו סוג שמהם הוא בנוי, ומצרף אותם למבנה הגבישי שלו. גביש כזה הולך וגדל, יכול לאבד את יציבותו ולהישבר למספר חלקים, שכל אחד מהם ממשיך לגדול באופן עצמאי לגביש גדול חדש. יש שפגמים במבנה הגביש מועתקים לשבריו וכך "עוברים בתורשה" — הגבישים הצומחים מהם מתאפיינים אף הם באותם פגמים שהיו בגביש "האב". כך יכול הגביש לשאת מידע ולהעבירו בתורשה.
להבת אש — בלהבה מתרחש חילוף חומרים: היא קולטת חומרי בערה וחמצן מן הסביבה, ופולטת תוצרי בערה, שהם פחמן דו־חמצני, עשן, אדי מים ואפר. גיצים הנפלטים ממנה יכולים להדליק להבות חדשות, תהליך שאפשר לראות בו סוג של התרבות; הלהבה מסוגלת גם לשנות את כיוון התקדמותה בתגובה לשינויים בכיוון הרוח, ולהיאבק במים המנסים לכבותה על ידי אידוים. הלהבה פולטת חום, המחולל בערה בחומרי דלק סמוכים וכך מאריך את חייה, ובד בבד מרחיק את המבקשים לכלותה (כבאים). כל אלה הן תכונות המאפיינות יצורים חיים.
מערבולת מַיִם בים — המערבולת קולטת מים מסביבתה ושבה ופולטת מים (חילוף חומרים), נעה בהתאם לזרמי הים ולעתים מתפצלת לשתיים. היא קולטת אנרגיה מזרמי הים ומגיבה לשינויים בהם. קיומה יכול לארוך זמן רב בהרבה מגל רגיל.

ג. "לא־חומריים" חיים — מעשה ידי אדם בעלי מאפייני חיים:
מלבד וירוסי מחשב, תוכנות אינטליגנציה וחיים מלאכותיים שהזכרנו קודם, ניתן להציע גם את אלה:
מם — (meme) מונח שטבע ריצ'רד דוקינס בספרו 'הגן האנוכי', ושזכה לפופולריות גדולה מאז. מם הוא דגם מחשבתי, תרבותי או אמוני המתפשט באוכלוסיות בני אדם ואולי גם באוכלוסיות של בעלי־חיים חברתיים מפותחים אחרים. המם מתרבה (מתפשט בחברה), משתנה (במעבר בין האנשים), מגיב לסביבה (לשינויים תרבותיים) ותומך בקיומו העצמי על ידי מתן תגמול כלשהו למחזיקים בו. כיצד עלינו לחשוב על חיים שאינם קיימים על בסיס חומרי — כימי, אלא על בסיס רעיוני?

ד. "עתידיים חיים": העצמים בהם דנו עד כה קיימים וידועים לנו.⁵ אולם עלינו לשקול אפשרויות נוספות, שגם אם עדיין אינן קיימות, בהחלט ייתכן שנפגוש בהן בעתיד:
אנדרואיד — עצם מלאכותי דמוי אדם היכול לנוע ולהגיב כמו בעל־חיים אינטליגנטי, ואולי גם ליצור אנדרואידים אחרים הדומים לו מחומרים אותם הוא אוסף מהסביבה ומעבד לכדי אנדרואיד חדש. אנדרואיד כזה עשוי להיות בנוי מחומרים אורגניים, מחומרים אנאורגניים, או משילוב של שניהם. האם נגדיר אותו כ"חי"?
חייזר בעל ביוכימיה לא ידועה — כל החיים על כדור הארץ מבוססים על פחמן ומים. האם אפשריים חיים מבוססי ביוכימיה אחרת? האם תהליכי החיים בהם יהיו דומים לאלה של יצורים חיים שאנו מכירים? האם יהיה אפשר לקרוא להם "חיים"?

על הגדרת החיים להתמודד עם הקשיים שמציבות בפנינו כל קטגוריות העצמים האלה.

ניסיונות קודמים להגדרת החיים

לאורך השנים ניסו חוקרים רבים להתמודד עם בעיית הגדרת החיים במגוון דרכים:

1. הצעת אוסף רחב של תכונות ומאפייני חיים, שאינם בהכרח קשורים ביניהם באופן הדוק. יצור חי יהיה בעל רוב התכונות האלה, אם כי לא בהכרח כולן, ולא דווקא באותו האופן כמו ביצור חי אחר. למשל, פרמר ובלין⁶ מציעים את האוסף הבא: קיום תהליכים פנימיים בגוף החי, שכפול עצמי, חילוף חומרים, תקשורת פונקציונלית עם הסביבה, קשר הדוק בין חלקי הגוף השונים, יציבות הסביבה הפנימית נוכח שינויים חיצוניים והתרחשות שינויים אבולוציוניים.
יש גם הצעות לרשימות אחרות, שאינן שונות באופן מהותי.⁷
חסרונה של גישת אוסף התכונות הוא שהאוסף נראה שרירותי, ולכן משַווה לתופעת החיים אופי מסתורי. אין היגיון נראה לעין מאחורי האוסף, אין הסבר מדוע דווקא האוסף הזה ולא אחר הוא היסודי לחיים, אילו מרכיבים חשובים יותר מאחרים והאם מרכיבים אלה מספיקים כדי להקיף את כל תופעות החיים, כאן או בעולם אחר. חסידי אוסף התכונות טוענים שכל הגדרה של החיים על פי מאפיין יחיד היא או רחבה מדי כך שהיא כוללת מערכות שאינן חיות, או שהיא צרה מדי כך שאינה כוללת מערכות שמקובל לראותן כחיות. יש להניח שהם צודקים לגבי מאפיין בודד, אבל לא בהכרח לגבי אוסף מצומצם של תכונות יסודיות.

2. רשימת אוסף מצומצם יותר של תכונות בסיסיות, הנראות למחברי הרשימה הכרחיות ומספיקות להגדרת החיים על כדור הארץ. כלומר כאן לא מדובר על רשימת מכולת שאפשר לוותר על חלקה, אלא על ניסיון להגיע למה שתמיד יופיע בכל יצור חי. לדוגמה, קריק⁸ מונה בתכונות היסוד: שכפול עצמי, קיום חומר גנטי, התרחשות שינויים אבולוציוניים וחילוף חומרים.
יש גם רשימות אחרות הדומות ביסודן לרשימה של קריק.⁹
גישה זו נראית הגיונית ומעמיקה יותר מכיוון שהיא מנסה לגעת ביסוד החיים. ואולם גם היא איננה מציעה תשובה לשאלה מדוע דווקא אוסף תכונות זה ולא אחר.

3. תכונה אחת או שתיים שהן, לדעת המציע, מאפיין בסיסי של כל תופעות החיים. שרדינגר¹⁰ מנסה להיצמד לאינטואיציה. הוא שואל: מתי גוש חומר ייחשב כחי? ועונה — כאשר הוא ממשיך "לעשות משהו", כגון לנוע, להחליף חומר עם הסביבה, וכדומה, וכל זאת לאורך זמן ארוך בהרבה מהמצופה מחומר לא חי הנמצא בתנאים דומים. עצם חי, לפי שרדינגר, מונע מעצמו להתפורר למרכיביו ולעבור למצב של שיווי משקל עם הסביבה. הוא עושה זאת על ידי חילוף חומרים עם סביבתו, המאפשר לו להיפטר מעודף האנטרופיה הנוצרת בתהליכי החיים, ולשמור על רמת ארגון פנימית גבוהה. (במושג 'אנטרופיה' נדון בהמשך ביתר פירוט. ראו גם במונחון שבסוף הספר. לעת עתה, בהקשר לדיוננו, משמעותו היא מדד ל 'אי־סדר'). מובן שחילוף חומרים הוא אכן תנאי הכרחי לחיים. אבל, כפי שראינו, הוא איננו תנאי מספיק: ישנם עצמים שאינם חיים ובכל זאת מתקיים בהם חילוף חומרים, כגון להבת אש או מערבולת מים.
אחת ההגדרות הנפוצות היא של סוכנות החלל האמריקאית NASA: "מערכת חיה היא מערכת כימית בעלת קיום עצמי היכולה לעבור אבולוציה דארווינית".¹¹ בהגדרה זו יש קשיים מרובים: מדוע ההגבלה למערכת כימית? מהו בדיוק "קיום עצמי"? מהי ההגדרה של "אבולוציה דארווינית" וכמה דורות יש לחכות כדי לוודא שמערכת כלשהי מתאימה להגדרה זו? הגדרה כזו מתאימה לחיים הנמשכים מדור לדור, אך אינה שימושית ביותר לצורך קביעה אם עצם מסוים, בנקודת זמן כלשהי הוא אכן עצם חי.¹²
היו ניסיונות נוספים להצעת קריטריונים לחיים: כבר ב-1855, הציע הרברט ספנסר¹³ כי "חיים הם התאמה מתמשכת של תנאים פנימיים לתנאים חיצוניים"; מטורנה וורלה¹⁴ הציעו כי אוטופואזה (autopoiesis), שהיא בנייה ותחזוקה עצמית מתמשכת, תהיה הקריטריון לחיים; בידו¹⁵ סבר שהתאמה גמישה של החי לסביבתו היא הקריטריון לחיים; רואיז־מירזו ועמיתיו¹⁶ הציעו אוטונומיה ואבולוציה פתוחה (ללא סיום); ואילו אורגל¹⁷ ניסה להתבסס על מידת הסיבוכיות של החיים, כלומר על מידת המורכבות של המערכת, מספר מרכיביה ומידת יכולתם של מרכיבי המערכת להשפיע זה על זה.
גם הגדרות אלה, המבוססות על תכונה אחת או שתיים, מתקשות להתמודד עם עצמים שקשה לסווגם, וסובלות משרירותיות בבחירת הקריטריון.

4. גישה שונה מכל אלה, גורסת שהחיים כלל אינם ניתנים להגדרה מדויקת, ואין טעם לנסות למצאה. לפי טענה זו, קיים רצף של סיבוכיות מערכות, שבקצהו האחד נמצאות מערכות אנאורגניות פשוטות ובקצהו האחר צורות חיים משוכללות.¹⁸ הדוגמאות הקשות להגדרה שציינו קודם נמצאות אי שם על הרצף הזה. אין אפשרות לקבוע היכן בדיוק על הרצף נמצאת כל אחת מהדוגמאות, כיוון שתכונות שונות של אותו יצור נמצאות במקומות שונים על הרצף. משמעות הדבר היא שאין אפשרות להגדיר נקודה מסוימת כך שכל מה שלפניה יהיה לא־חי וכל מה שאחריה — חי.
הבעיה בגישה זו היא, כמובן, שבמקום לתת מענה לצורך שלנו בהגדרה — היא מנסה לבטלו מכול וכול. ואמנם, חסידי הגישה טוענים שעל החוקרים להתרכז בהבנת תהליכי החיים ולא לנסות להכניסם לסד ההגדרה. אלא שאז, מקשים המתנגדים, כיצד ידעו חוקרי החיים במה הם עוסקים?¹⁹

כל הגישות המקובלות שסקרנו סובלות מבעיה יסודית, והיא שנקודת המוצא של הניסיון להגדרת החיים היא החיים הקיימים כיום על כדור הארץ, כלומר גישת "מלמעלה למטה" (top-down): התבוננות בגילויי החיים הקיימים סביבנו (top), בניסיון לרדת אל הדברים היסודיים המשותפים לכל היצורים החיים (down). אלה הן דרכים להבנת "החיים כפי שאנו מכירים אותם" (life as we know it), ועל כן הן אולי מתאימות לתאר ולסווג את החיים הקיימים כאן ועכשיו על כדור הארץ, אך לא ברור אם תוכלנה לעזור בסיווג גופים ותהליכים שאינם ידועים לנו כיום, כגון חיים חוץ־ארציים או אינטליגנציה מלאכותית. גישות כאלה של תיאור הקיים תורמות אך במעט למציאת המאפיינים היסודיים וההכרחיים של החיים ככלל.

הצעה לגישה אחרת להגדרת החיים

נראה שמוטב לגשת לבעיה בגישה ההפוכה, היא גישת "מהבסיס למעלה" (bottom-up): להתחיל בתכונה הבסיסית ביותר שמפרידה בין עצמים דוממים לחיים, ואחר כך להוסיף סייגים להגדרה כדי שלא תכלול עצמים שאנו מחשיבים כלא־חיים. כפי שנראה, יתרונה של גישה זו הוא שההגדרה והמסקנות הנובעות ממנה תקפות בכל מערכת, לא רק על פני כדור הארץ. בגישת ה"מלמטה למעלה", תכונות החיים כגון היווצרות מוטציות, פעולת הברירה הטבעית, חילוף חומרים ועוד, אינן נאספות אל תוך ההגדרה במין ליקוט חופשי מתוך מה שכבר קיים סביבנו על פני כדור הארץ, גם לא על ידי מציאת המכנה המשותף הרחב ביותר לכל מה שאנו מחשיבים כחי (שזו הכללה), אלא מתקבלות כמסקנה לוגית הכרחית מעצם קיומם של החיים. בכך תכונות אלו, במקום להיות מגדירות חיים, תהפוכנה למאפיינים הכרחיים של החיים באשר הם, הנגזרים מעצם מהותו של מושג החיים.

אולם מהו בדיוק אותו גלעין פנימי, אותה מהות יסודית והכרחית של תופעת החיים?

בטרם נצא לחקירתנו, שכל תכליתה להשיב על השאלה "מהם החיים", נציין כי הנחות המוצא הבלעדיות שלנו בספר זה היא שחיים מופיעים בעקבות תהליכים טבעיים, ללא התערבות בורא או גורם על־טבעי אחר, ושהם מתנהלים על פי חוקי הטבע. לא נדון כאן בסוגיה אם בכלל ישנם חיים שמקורם על־טבעי ומה עשוי להיות טיבם.

נתחיל את דיוננו בדבר הראשוני — עצם חומרי בעולם. בהמשך ננסה להבחין בין עצם חי לעצם שאינו חי.

עצם ותקופות קיומו

העולם הגשמי שלנו מורכב מגופים, או עצמים, כאשר במילה "עצם" הכוונה היא לכל דבר הניתן לאפיון ולתיחום. בעולם דינמי (בפרק ב' נראה שלא תיתכן היווצרות חיים בעולם סטטי), כל עצם נוצר בפרק זמן מסוים: ישנו מועד מסוים שלפניו העצם לא היה קיים או לא היה ניתן לתיחום ולאפיון, וישנו מועד מאוחר יותר שלאחריו כבר היה העצם קיים, מתוחם ומאופיין. בתקופת הביניים שבין שני מועדים אלה התרחש תהליך שבו נוצר העצם, או בהשאלה — "נולד". תהליך ההיווצרות או הלידה יכול להיות פתאומי וקצר או מתמשך וארוך, לפי סוג העצם. אבל תמיד קיים פרק זמן כזה, שבמהלכו העצם "נולד".

עבור כל עצם, קיימת גם תקופה שבמהלכה העצם נעלם בתור שכזה, מתכלה או משתנה עד לבלי הכר: פרק זמן זה הוא בין המועד שבו העצם התאים עדיין להגדרתו הראשונית, לבין המועד שבו השתנו מאפייניו עד כדי כך שברור שהוא איננו מתאים עוד להגדרה ההיא.²⁰ העצם, שוב בהשאלה — "מת". בדומה ללידה, תהליך ה"מוות" יכול להיות ממושך והדרגתי או קצר ופתאומי, בהתאם לסוג העצם ולנסיבות מותו. מותו של עצם יהיה מלווה בדרך כלל בהולדתם של עצם או עצמים אחרים הנובעים ממנו. העצם או העצמים החדשים עשויים להיות בנויים מחומר זהה לזה של העצם המקורי, אבל מכלול מאפייניהם יהיה שונה ולכן הם יהיו עצמים אחרים.²¹

בין "היוולדו" של עצם לבין "מותו" קיימת כמובן תקופת ביניים שבה העצם קיים, ניתן להגדרה, או "חי".

לדוגמה — אבן: האבן הייתה פעם חלק מסלע גדול. אמנם החומר שממנו עשויה האבן היה קיים בסלע הגדול מקדמת דנא, אבל לא היה אפשר להבדיל את האבן מהסלע. היא לא הייתה ניתנת לתיחום ולאפיון, ולכן לא הייתה קיימת כישות נפרדת. עם הזמן נתפצלו מהסלע הגדול חלקים שונים, אשר נשתפשפו ונתכתשו, עד שאחד הגושים הגיע לגודל ולצורה של אבן. כך "נולדה" האבן שלנו.

האבן התקיימה ו"חיה" כאבן תקופה מסוימת, שגם במהלכה התחוללו בה שינויים: כתישה, שפשוף, המסה וכן שקיעת חומרים מהסביבה עליה. אבל עדיין ניתן היה לזהותה כאבן המקורית, מבחינה זו שרוב התכונות ששייכנו לאבן המקורית עדיין היו קיימות בה. כלומר, עיקר התכונות הפיזיקליות (ממדים, משקל, צורה, קושי); התכונות הכימיות (הרכב החומרים והתהליכים הקורים בה); והתכונות הפונקציונליות (יחסי הגומלין עם הסביבה) — לא השתנו במידה ניכרת.

לאחר זמן מסוים השתנתה האבן, נשברה או התפוררה, ומאפייניה השתנו עד כדי כך ששוב לא נוכל לומר שהיא האבן המקורית. האבן "מתה". היא נהייתה לאבני חצץ, גרגרי חול או אבק. הם אמנם מורכבים מאותו חומר כמו האבן, אבל הם 'חצץ', 'חול' או 'אבק', ולא 'אבן', ולכן הם כבר עצמים אחרים.

תקופות הלידה, החיים והמיתה יכולות להיות גם חופפות במידת מה. למשל, תהליכים כימיים שיגרמו להתפוררות האבן מתחילים להתרחש עוד כאשר האבן מתאימה לזהותה המקורית, כלומר "חיה".

תהליכים דומים מתחוללים במהלך "חייו" של כל עצם אחר. בתולדותיו של כל עצם קיימות שלוש התקופות האלו, אם כי תקופות ה"לידה", ה"חיים" וה"מיתה" יכולות להיות שונות מאוד במשכן ובאופיין בעצמים שונים.

*המשך הפרק בספר המלא*