מים נושאי מידע וזכרון - הגשר בין מדע ומאגיה - פוסט שמיני בבלוג

סוף סוף הגעתי לדבר על הנושא הכי מרתק שיש לי לספר לכם עליו - מים.

מכיוון שזה נושא רחב חילקתי את הפוסט לשני חלקים. הפוסט הנוכחי יותר מדעי, והחלק השני מתייחס להיבטים של עולם הרוח. מבלי משים המים ליוו אותנו לאורך כל הבלוג. החל מתאלס הפילוסוף היווני שטען שהכל מים בפוסט הראשון, דרך המיתולוגיה השומרית לפיה העולם נברא ממיזוג של אלת המים המלוחים ואל המים המתוקים בפוסט הרביעי, ועד לתורת האינפורמציה והדרכים למדוד אנטרופיה, עם הדוגמא של משקה חם שמתקרר בפוסט השביעי. זו דרכם של המים, הם תמיד שם, שקופים מכדי שנשים לב.

יש מים כמעט בכל מקום. המים הם כשבעים אחוז מהגוף שלנו, ואחוז דומה מהפלנטה עליה אנחנו חיים. אך האם באמת עצרנו אי פעם להסתכל עליהם ממש ממש מקרוב?

המים שכל כך מוכרים לנו מחיי היומיום ונמצאים כמעט בכל מקום הם לא פשוטים להבנה כמו שנהוג לחשוב. כל מי שחוקר מים ברצינות מגלה שיש לא מעט תופעות שקשורות למים שלא ניתן להסביר בקלות. התופעות האלה נקראות הא-נומליות של המים (water anomalies) והן רבות ומגוונות, למשל, הנפח של מים גדל במעבר ממצב צבירה נוזל למוצק (הקפאה), זה החומר היחיד שמתרחב בהקפאה ולא קטן. למים יש מתח פנים מאד גדול, לטיפות מים בענן יש החזר קרינה אחר מהצפוי, ועוד. ישנן כשישים תופעות שהמדע מתקשה להסביר בקלות.

מבחינת המדע, מולקולת המים עצמה היא די פשוטה, היא מורכבת מאטום חמצן ושני אטומי מימן (H2O) והיא נייטרלית מבחינה חשמלית. הקשר בין האטומים של החמצן ושני המימנים מכונה קשר מימן שנחשב קשר חזק ויציב יחסית. מכיוון שהחמצן טעון שלילית (2-) ואטומי המימן טעונים חיובית (1+ כל אחד) מתקבלת בסך הכל מולקולה נייטרלית, אך יש בה קוטביות (דיפול). סביב אטום החמצן יש קוטב שלילי, וסביב המימנים יש קוטב חיובי. בעקבות הקוטביות מולקולות המים עשויות להמשך זו לקוטב הנגדי של זו.

מולקולת המים היא מאד קטנה ובטבע אנחנו למעשה פוגשים מליוני מולקולות מים יחדיו, לכן מה שמעניין הוא מה שניתן לכנות החיים החברתיים של המים, או במילים אחרות, איך מולקולות המים מתחברות זו לזו. יש לא מעט תיאוריות שמנסות להסביר קשרים בין מולקולות מים (water-water interactions). התיאוריה הקלאסית מתארת מודל של צברים (clusters) של מולקולות מים שהולכים וגדלים עד גודל קריטי ואז מתפרקים. רוב ספרי הלימוד משתמשים במודל הזה כדי לתאר תופעות שונות הקשורות במים. אבל גם במודלים הכי מורכבים של קשרים בין מולקולות מים, המדע מדבר על קשרים ספונטניים ואקראיים בין המולקולות, שנמצאות בתנועה מתמדת, ויוצרות קשרים זו עם זו. אך הקשרים הללו, לפי רוב הטקסטים המדעיים, לא יציבים, מתפרקים ולא מחזיקים מעבר לכמה מילישניות יחדיו.

החוקר הראשון שהעז לקרוא תיגר על תמונת העולם הזו היה האימונולוג הצרפתי ז׳ק בנבניסט (Jacques Benveniste). בנבניסט היה חוקר בעל שם ומועמד לפרס נובל על גילויו בתחום האימונולוגיה, הוא זה שגילה את מולקולת ההיסטמין - כשחושפים תאי חיסון לנוגדנים הם מפרישים היסטמין. בנבניסט ערך ניסוי בו הוא לקח מבחנת מים עם נוגדנים והעביר אותה סדרה ארוכה של מיהולים, עד סדר גודל של 10 בחזקת מינוס 120, שזה בערך כמו למהול טיפה בתוך האוקיינוס. כאשר בנבניסט חשף את תאי החיסון לתמיסה המהולה - שלמעשה מבחינה מדעית יש בה רק מים ללא זכר לנוגדנים המקוריים אחרי כל כך הרבה מיהולים - תאי החיסון הגיבו בהפרשת היסטמין. אמנם רק בתפוקה של 60% מתגובה רגילה, אבל עדיין - היתה תגובה חיסונית לתמיסה המהולה. בנבניסט טען במאמר שפרסם ב1988 שלמים יש כנראה יכולת לשאת זכרון, וזה ההסבר שהוא נתן לתופעה. המאמר הזה פורסם בכתב העת Nature - לא פחות ולא יותר - וחולל תגובת סערה.

המדע לא הסכים לקבל מסקנה כה שערורייתית, שלמים יש יכולת לשאת זכרון. אל המעבדה של בנבניסט נשלחה וועדה מטעם העורך של Nature שבאה לבדוק את הגינות מחקריו. הוועדה הגיעה יחד עם הקוסם ג׳יימס ראנדי (זוכרים אותו, מהפוסט הששי על הפאראפסיכולוגיה?), והם ביקשו לצפות בניסוי על מנת לשחזר אותו במעבדה שלהם. הוועדה ניסתה לשחזר את הניסוי, וטענה שלא הושגה הצלחה. כתב העת ביקש מבנבניסט למשוך את המאמר שלו ולפרסם ביטול של מסקנותיו. בנבניסט מצידו סירב למשוך את המאמר והתעקש שאלו תוצאות אמת. הוא הפסיק לקבל מימון למחקריו, ולבסוף גם פוטר ממקום עבודתו. בנבניסט מעולם לא הפסיק לחקור, הוא בנה מעבדה בחצר ביתו והמשיך במחקריו עד יום מותו.

היו לא מעט חוקרים שניסו לשחזר את התוצאות של בנבניסט, מספר מעבדות הכריזו על הצלחה בשחזור. אחד מהם היה לוק מונטנייה (Luc Montagnier) שהיה גם הוא אימונולוג צרפתי. מונטנייה היה חוקר בעל שם, שאף זכה בפרס נובל על גילויו את נגיף האיידס. מונטנייה לא רק שהצליח לשחזר את התוצאות של בנבניסט, הוא גם לקח את המחקר כמה צעדים קדימה. הוא ערך אינספור ניסויים שונים בהם בדק את היכולת של מים לשאת זכרון. באחד הניסויים הוא לקח מבחנה שמכילה דנ״א של נגיף האיידס והעביר את המבחנה מספר רב של מיהולים, כך חזר ויצר סדרה של 10 מבחנות מהולות. בנוסף, כביקורת, הוא העביר מים רגילים (שלא פגשו דנ״א) את אותה סדרת מיהולים, ויצר עוד סדרה של 10 מבחנות נוספות. מונטנייה ערבב את המבחנות המסומנות כך שהוא לא יכל לדעת איזה מהמבחנות פגשה במקור דנ״א ואיזה לא (מה שנקרא "ניסוי כפל סמיות"). את המבחנות האלה מונטנייה העביר במכשיר שמבצע בדיקה של אורכי הגל של התמיסות.

לפי הפרופיל האלקטרומגנטי שהתקבל הוא ידע בדיוק רב לזהות מי מהמבחנות היתה במקור עם הדנ״א. זאת אומרת, ניתן למצוא הבדל משמעותי בפרופיל האלקטרומגנטי של מים מהולים שפגשו דנ״א לבין מים מהולים שלא פגשו דנ״א, אפילו כשכבר לא היה זכר לחומר עצמו בתמיסה. (ניסוי זה מתועד בסרט שנערך עליו ״water memory״)

מונטנייה ערך עוד ניסויים רבים, באחד הניסויים הוא הניח שתי מבחנות זו לצד זו, מבחנה אחת עם מים שמכילים דנ״א והשניה מבחנה עם מים בלבד. הוא הצליח באמצעות מכשיר PCR לשחזר את רצף הדנ״א מתוך המבחנה שהכילה מים בלבד באחוזי דיוק מאד גבוהים - והכל מבלי שהמים נגעו פיזית בחומר, אלא רק בסמיכות למבחנה שהיה בה דנ״א.

התוצאות של מונטנייה הן כמובן ״מיינד בלואינג״ מכל בחינה שהיא, וגם במקרה הזה המדע לא מוכן היה לקבל אותן והוא הואשם בהונאה וכזב. מספר מעבדות בעולם טוענות שהצליחו לשחזר את ממצאיו, ויש כמה שטוענות שלא הצליחו לשחזר. מונטנייה קיבל יחס דומה לזה שקיבל בנבניסט מהעולם האקדמי, הוא הפסיק לקבל מימון למחקריו, והמשיך לחקור את היכולת של מים לשאת זכרון באופן עצמאי עד יום מותו.

אחת הסיבות שהמדע לא הסכים לקבל את הממצאים של בנבניסט ומונטנייה היא שקשה מאד להסביר כיצד מים יכולים לשאת אינפורמציה מורכבת. הרי לפי המדע מולקולות מים כל הזמן נעות בתנועה אקראית ולא מתארגנות מעבר לכמה מילישניות של חיבורים אקראיים בין מולקולות. אם המים אכן נושאים זכרון, איך הוא נשמר? הזכרתי את המושגים ״אנטרופיה״ ו״אינפורמציה״ בפוסט הקודם. על מנת לשמור אינפורמציה צריך להשקיע אנרגיה. מאיפה, אם כן, מגיעה האנרגיה? אלה שאלות חשובות שגם מונטנייה וגם בנבניסט לא ידעו לתת עליהן תשובות מספקות.

תמונת המצב הזו השתנתה כשנכנס לתמונה מדען אמריקאי בשם פרופסור ג'ראלד פולק (Gerald Pollack) מאוניברסיטת וושינגטון, אחד מחוקרי המים המובילים כיום. הוא התחיל את דרכו בתחום הביולוגיה כחוקר רקמות שריר. פולק סבר שזו טעות לחשוב שמים משמשים רק כרקע לתהליכים ביולוגיים, אלא למים יש תפקיד מרכזי וחשוב בכל הנוגע לתפקוד התאים בגוף.

פולק ערך ניסוי בו הוא שם מים וג׳ל אחד ליד השני מופרדים במחיצה (ללא מגע). בתוך המים הוא שם מיקרוספירות (כדורים קטנים שעשויים מחומר נייטרלי) כדי שיהיה אפשר לעקוב בקלות אחרי שינויים. הוא שם לב לתופעה מעניינת שהתרחשה - התחילה תנועה של מים עם מיקרוספירות לכיוון הנגדי של הג׳ל, ונותרו מים ללא מיקרוספירות בצמוד למחיצה (ראו סרטון). ההפרדה הזו התרחשה למרחק של כחצי מילימטר, שזה מרחק עצום עבור תופעה כזו. רק כדי לסבר את האוזן - בגלל שמולקולות המים מאד קטנות מדובר בסדר גודל של מיליוני שכבות של מולקולות מים. למים שנותרו צמוד למחיצה הוא קרא EZ water, (מלשון Exclusion zone אזור הפרדה). הוא גילה שהמים שהם EZ שונים מאד מהמים לצידם - הם טעונים שלילית, מחזירים אורכי גל שונים, כמעט ואין בהם מומסים, הם בעלי pH שונה ובאופן כללי אלה מים ״מאורגנים״ יותר. פולק הסתקרן מאד מהתופעה ובדק אותה עם חומרים שונים, ג׳לים נוספים ומתכות שונות. הוא גילה שהתופעה חוזרת ומתקיימת עבור מספר רב של חומרים, בעיקר הידרופיליים, גם כשאין מגע ישיר בינם לבין המים. עוד הוא גילה שהתופעה יכולה להתרחש עם אור בלבד (בעיקר אור אינפרה אדום). אור השמש יכול להניע את המים למצב שהם מאורגנים יותר.

פולק כינה את התופעה ״מצב צבירה רביעי של מים״ - הוא טוען שלמים יש מצב צבירה נוסף בין נוזל לבין מוצק, שבו סידור מולקולות יותר מאורגן, כבר לא במבנה של H2O. פולק מסביר שבמצב צבירה רביעי מים מתנהגים כמו גביש-נוזלי liquid crystal. גביש נוזלי הוא מצב צבירה שבו לחומר יש תכונות שנעות בין נוזל לבין מוצק גבישי. לדוגמה, האטומים שבו יכולים להיות מסודרים כמו בגביש מוצק ולזרום כמו בנוזל. גביש נוזלי יהיה מורכב בדרך-כלל מהרבה גבישונים המסודרים בכיוונים שונים במרחב. בגביש-נוזלי יש תופעה מוכרת שנקראת אפיטקסיה epitaxy - השראה - דרך ההתארגנות של הגביש הצומח תושפע מהסימטריה של הגביש לידו. כך גם ההתארגנות של המים במצב צבירה זה עשויה להיות מושפעת מהאינפרמציה הסביבתית של המים. פולק מתאר התארגנות במודל של שריגי משושים, לפי מודל זה, ההתארגנות של מולקולות המים היא כבר לא H2O אלא H3O2. האנרגיה למצב צבירה זה, טוען פולק, מגיעה מהאור (השמש, או מקרינת אינפרה אדום).

חיזוק לטענה שמים יכולים להיות במצב צבירה רביעי בו המולקולות יותר ״מאורגנות״ נמצא על ידי חוקרת מרתקת בשם מאה-וון הו (Mae-Wan Ho). הו חוקרת מקורית ויוצאת דופן בתחום הביולוגיה והפיזיקה. עניין אותה להבין כיצד נוצר סדר במערכות ביולוגיות מורכבות. היא השתמשה במיקרוסקופ מיוחד שמשמש קריסטלוגרפים וחוקרי אבנים. דרך המיקרוסקופ ניתן לראות מוקדים סימטריים בהדמיית צבעים, כדי לזהות את הסימטריה של האבן. הו צפתה בתולעת דרך המיקרוסקופ ונדהמה לגלות את הסימטריה הפנימית של התולעת. היא נצבעה בצבעי הקשת. זו תופעה שמתרחשת בנוזלים עם מבנה סימטרי כמו נוזל קריסטל liquid crystal, והעובדה שהיא מתרחשת לא רק עבור קריסטלים אלא גם ביצור חי היתה מרעישה עבור הו. היא הסיקה מכך שקיים איזשהו מנגנון של סדר פנימי, שקשור לתכונות הפיזיקליות של מים ברמה הקוונטית. הפרשנות שלה היא שאינטראקציה בין מים ואור יוצרת מרכזים coherent domains שבהם מתרחשת פעילות קוונטית של מולקולות מים העוברות ביניהן בין מצב בסיס למצב מעורר. המרכזים האלה רגישים מאד לשדות מגנטיים חיצוניים, ופועלים לפי חוקי האלקטרודינמיקה הקוונטית (qed).

גם החוקרת (הישראלית) תמר יינון (Tamar Yinnon), שנפטרה לאחרונה, היתה כימאית מוערכת מן האוניברסיטה העברית שחקרה את תופעת התארגנות מולקולות המים לאחר מיהולים. יינון נחשפה לרפואה ההומאופתית שעזרה לה מאד ונמלאה סקרנות לחקור את התופעה, סקרנות שליוותה אותה עד סוף חייה. גם יינון התייחסה לתיאוריה של יצירת מרכזי coherent doains, וכמו הו, גם יינון השתמשה במודלים של פיזיקת ה qed, והיתה פעילה מאד בחיבור מאמרים ומודלים פיזיקליים שמסבירים את התופעה בה מים יכולים לשאת זכרון. בין השאר, היא גם מצאה שאותם מרכזים של מולקולות מאורגנות (CD) יכולים להשאר לזמן רב מאד, עד כ-4 שנים! עם הזכרון של ההתארגנות המולקולרית שלהם. חשוב להבין שמודל מצב צבירה רביעי של מים שונה מאד מהמודל הרווח, לפיו יש רק מצב אחד של מים נוזלים. זה אולי נשמע כמו הבדל פעוט ערך, אבל למעשה זהו הבדל גדול. המבנה של סידור המולקולות קובע את טיב החומר.

חוקר המים ראסטאם רוי (Rustum Roy) נותן את הדוגמא של יהלום וגרפיט. גם יהלום וגם גרפיט עשויים ממולקולות פחמן. ההבדל ביניהם הוא סידור המולקולות. ביהלום המבנה של מולקולות הפחמן הוא מבנה יציב ומאורגן, ובגרפיט מבנה מולקולות הפחמן אינו מאורגן ואינו יציב. בפועל יהלום וגרפיט הם שני חומרים שונים לגמרי למרות ששניהם עשויים מאותן מולקולות בדיוק. כך טוען רוי לגבי מים - יש מספר סוגים שונים של מים (אינסוף!) בהתאם להתארגנות הפנימית של המולקולות. מה שגורם לי לחשוב שאולי לא סתם המילה ״מים״ היא בצורת רבים.

גילוי יכולת ההתארגנות של המים הוא משמעותי מאד, וחושף כר שלם של אפשרויות. אחת המשמעויות המרכזיות היא שמים יכולים לשאת אינפורמציה מורכבת.

זוכרים את בנבניסט ומונטנייה שהוקעו על ידי המדע? לעומתם, פולק וממשיכיו הצליחו לספק מנגנון, להסביר איך יכול להתאפשר שלמים יש יכולת לשאת זכרון, ולתת לכך גם תימוכין מדעיים.

לעומת קודמיו, תכניו של פולק זוכים להד נרחב. ספרו של פולק The fourth phase of water זכה לעיטור לשבח, פולק מנהל כנס מדעי שנתי של חקר הפיזיקה הכימיה והביולוגיה של המים, והוא עורך של כתב עת מדעי על חקר המים. הטענות והמודלים של פולק לא חפים מהתנגדויות, אבל הניסויים שלו הם ברי שחזור וללא עוררין, ויש מעבדות רבות בעולם שממשיכות את מחקריו.

למה זה חשוב ומה הקשר לעולם הרוח?

היכולת של מים לשאת אינפורמציה מורכבת היא סנסציונית ממש. יש לכך השלכות פיזיקליות וכימיות, יש לכך השלכות על מערכות ביולוגיות ורפואיות, יש לכך משמעות מבחינת חישוביות ומדע האינפורמציה, והכי חשוב לענייננו, יש לכך משמעות מבחינת חקר התודעה והקשר בין גוף לנפש.

המדע, כיום, לא יודע כיצד למדוד, לחקור ולהבין את עולם הרוח. כלי המדידה של המדע מכוונים לתופעות של עולם החומר. אבל מים זה סיפור אחר. מים יודעים גם להגיב לתודעה, ואת היכולת הזו של המים ניתן למדוד, ועל כך אספר לכם בפוסט הבא.

מקורות והמלצות קריאה:

האתר של ג׳ראלד פולק (וקרדיט לתמונות ולסרטון): https://www.pollacklab.org/ הספר מצב צבירה רביעי של מים: The Fourth Phase of Water: Beyond Solid, Liquid, and Vapor / Gerald H. Pollack באמזון אתר של מרטין צ׳פלין עם ידע מקיף מאד על כל מחקרי המים והמודלים השונים של מולקולות מים והקשרים ביניהן: Water Structure and Science 

הסרט Water Memory על עבודתו של לוק מונטנייה https://youtu.be/R8VyUsVOic0?si=yqYL4Wbbx5P_hUxn מחקר של לוק מונטנייה על הפרופיל האלקטרומגנטי של מים שנוצר כחשיפה לדנ״א: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20640822/ 

המחקר של לוק מונטנייה על שחזור דנ״א ממים שעברו מיהולים רבים: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26098521/ מצגת של החוקר ראסטם רוי על המבנה של מים, וניסויים שערך שמצביעים על מים במצב צבירה של גביש נוזלי: https://youtu.be/c8ajf_a9MRw?si=fCrEUYG_G2QrWkEY

הספר Living rainbow H2O של החוקרת Mae-Wan Ho באמזון ראיון עם מאה-וון הו: https://youtu.be/b3Fsjc9aPD0?t=1046

כתב העת Water Journal בעריכתו של פרופ׳ פולק: https://waterjournal.org/ לזכרה של פרופ׳ תמר יינון, פרופ׳ פולק פרסם סדרה של ארבעה סרטונים המסכמים את עבודתה המרכזית של יינון, הסבר פיזיקלי לתופעת זכרון המים בתמיסות מאד מדוללות: הסרטון הראשון: https://www.youtube.com/watch?v=s2oJvd8_ZYM הסרטון השני: https://youtu.be/FCq1ecPi3_U?si=zlmboIBNmnvHL0lo הסרטון השלישי: https://youtu.be/yh0zBHYz1yc?si=dSoEf8liWq3Aokrq הסרטון הרביעי: https://youtu.be/gazPlEEMfRk?si=Tv6tTkYa3rgNQkt0 אתר הכנס השנתי של חוקרי המים בעולם: Water Conference on the Physics, Chemistry, and Biology of Water https://waterconf.org/