كنت ترل
ترجمه: كيوان فيض اللهي
بهترين روش ساخت يك جام جهان نما كدام است؟ اين موضوع رقابت امروز طراحان ابررايانه ها است. دستگاه هايي كه مي توانند با سرعتي سرسام آور تريليون ها محاسبه را در هر ثانيه انجام دهند. اين ماشين ها مي توانند هر چيزي از ميزان سرعت بالا آمدن آب دريا به واسطه گرمايش جهاني گرفته تا اثرات جانبي يك داروي آزمايشي را پيشگويي كنند. پس از سال ها توافق ميان محققان و سازندگان بر بهترين روش مهندسي اين پيشگوهاي كامپيوتري، يك دستگاه ژاپني تازه كار بسياري از محققان را وادار كرده است تا بينديشند كه بهترين راه براي حركت رو به جلو احتمالا بازنگري گذشته ابررايانه ها باشد.
كانون اين كامپيوترلرزه خارج از توكيو در انستيتو علوم زميني يوكوهاما قرار دارد. شبيه ساز زمين موسوم به NEC-GS40 با تحت پوشش قرار دادن مساحتي به اندازه چهار زمين تنيس و شبكه اتصالات كابلي به طول ۲۶۰۰ كيلومتر در اين مكان قرار گرفته است. دولت ژاپن دست كم ۳۵۰ ميليون دلار بابت كامپيوتري به حد كافي قدرتمند براي ايجاد مدل هاي واقع بينانه از اتمسفر، اقيانوس ها و قشر زمين هزينه كرد. اين يك سرمايه گذاري تمام و كمال بود. شبيه ساز زمين در بهار گذشته ركورد ۳۵ تريليون محاسبه در ثانيه را از خود به جاي گذاشت كه چهار برابر سريع تر از نزديك ترين رقيبش است.
با توجه به اينكه اين موفقيت صنعت ابررايانه سازي آمريكا را تحت تاثير قرار داد، برخي به دستگاه ژاپني لقب «كامپيوتنيك» مي دهند اين لقب برگرفته از ماهواره اسپوتنيك اتحاد جماهير شوروي سابق است كه در سال ۱۹۵۶ برنامه فضايي ايالات متحده آمريكا را برهم زده بود. به گفته ادوارد اوليور (E.Oliver) مدير دپارتمان انرژي و محاسبات علمي پيشرفته «از زماني كه علوم رايانه اي با ماموريت هاي انرژي و امنيت ملي ما درگير مي شوند، ايالات متحده پيشتازي در تحقيقات علمي هواشناسي را از دست داده است. اين درگيري ها بسيار گسترده و بالقوه خطرناك هستند. » وزارت انرژي ايالات متحده با طرح هاي دو ابررايانه ساخت IBM كه براي فعاليت در ۲۰۰۴ و ۲۰۰۵ برنامه ريزي شده اند، از خود واكنش نشان داده است. در تئوري اين دستگاه هاي جديد شبيه ساز زمين را در غبار پشت سرشان باقي مي گذارند يا اينكه بر محدوديت هاي استراتژي آمريكا براي كامپيوترهاي فوق پيشرفته مهر تاييد مي زنند. شبيه ساز زمين هنوز در مرحله آزمايش به سر مي برد. از جمله اولين وظايف شبيه ساز زمين پيش بيني جنبش هاي قشري اطراف ژاپن خواهد بود كه مي تواند دانشمندان را در درك و پيشگويي زلزله هايي مشابه آنچه در سال ۱۹۹۵ كوبه (بندري در جنوب غربي كيوتو و مركز ساخت و توليد صنعتي كه پس از جنگ جهاني دوم تقريبا از نو ساخته شد) را زير و رو كرد، ياري دهد. به گفته تتسويا سوتا (T.Sotah) مدير عمومي مركز شبيه ساز زمين «ديگر ماموريت اين دستگاه پيش بيني نتايج معضل تغييرات اقليمي براي فراهم كردن دستورالعملي علمي در مورد توافق هاي اقليمي بين المللي مثل موافقتنامه كيوتو است.»
دانشمندان براي شبيه سازي آب و هوا، اتمسفر را به جعبه هايي قسمت كردند و هنگامي كه اين جعبه ها در تعامل هستند ميزان دگرگوني درجه حرارت، رطوبت و ساير متغيرهاي هر كدام از آنها را محاسبه كردند. جعبه هاي بيشتر يعني محاسبات بيشتر كه بايد در فواصل زماني بي نهايت كوچك انجام شود تا شكل گيري اتمسفر قابل ديدن باشد. تا پيش از شبيه ساز زمين، ابررايانه ها قادر بودند تنها با مدل هايي با سلول هاي بزرگ كه طول يكي از ابعاد آن تقريبا ۵۰ كيلومتر است كار كنند كه اين ابعاد براي به دست آوردن ويژگي هاي آب و هوايي بحراني مثل توفان هاي كوچك، بسيار بزرگ است. شبيه ساز زمين از سلول هايي با ابعاد تنها ۱۰ كيلومتر استفاده مي كند كه نقشه هاي آب و هوايي توليد شده با آن دست كمي از تصاوير ماهواره اي ندارد. به گفته هورست سايمون (H.Simon) مدير مركز محاسبات علمي تحقيقات انرژي در بركلي واقع در كاليفرنيا «اين يعني تفاوت ميان توانايي پيش گويي حركت توفان هاي تندري و حركت گردبادها» توان شبيه ساز زمين از يك استراتژي موسوم به پردازش برداري كه براي اولين با در دهه ۱۹۶۰ و توسط ابررايانه سازاني مثل كري (Cray) مطرح شد، سرچشمه مي گيرد. پردازشگرهاي استاندارد مشابه آنچه در كامپيوتر خانگي تان وجود دارد در آن واحد تنها يك محاسبه انجام مي دهد و چنانچه بيش از آن نياز باشد اطلاعات را از حافظه فرا مي خواند.
پردازشگرهاي برداري دسته هاي بزرگ اطلاعات (به شكل بردار) را احضار مي كنند و محاسبات را به طور همزمان انجام مي دهند. اين طرح زمان انتظار پردازشگر براي اطلاعات را از ميان برمي دارد اما براي ساخت بسيار پرهزينه است و به همين دليل عمدتا در ابررايانه ها به كار مي رود.
به هر حال از حدود سال ۱۹۹۰ به بعد بيشتر ابررايانه ها در آمريكا به يك استراتژي موسوم به پردازش موازي متكي هستند. در اين روش از هزاران پردازشگر متوالي آماده به خدمت، تراشه هايي مثل پنتيوم شركت اينتل، براي انجام محاسبات به طور دسته جمعي استفاده مي شود. نتيجه كار تواني ابررايانه اي است با هزينه هاي متعادل تر اما معمولا نياز به تقسيم مسئله محاسبه به بخش هايي به اندازه بايت و تاخير ارتباطاتي ميان پردازشگرها و حافظه باعث مي شود تا سيستم هاي موازي كندتر باشند و عملا در شرايطي پايين تر از پيشينه سرعت تئوري شان قرار بگيرند.
شبيه ساز زمين كه به طور خاص براي مقاصد علمي ساخته شده تا از اجزاي تجاري مونتاژ شده باشد به خوبي محدوديت هاي آن روش را آشكار مي كند. به گفته سايمون «شايد زماني ما به اين نقطه رسيده بوديم كه كامپيوترهاي علمي بايد دست ساز باشند. اما اين روش ديگر در هيچ كجا ادامه نخواهد داشت مگر براي نفوذ به خدمات شبكه». با اين حال هنوز آزمايشگاه هاي ايالات متحده در نظر دارند با همين سيستم كامپيوترهاي موازي سر كنند چرا كه آنها ارزان تر و خودماني تر هستند. سيستم ASCI Purple شركت IBM كه كارش را در سال ۲۰۰۴ آغاز مي كند در آزمايشگاه ملي لاورنس ليورمور در كاليفرنيا ۱۲۵۴۴ از جديدترين توليدات تراشه هاي IBM را براي رسيدن به سرعت نظري بالغ بر ۱۰۰ تريليون محاسبه در ثانيه، بيشتر از دو برابر سريع تر از شبيه ساز زمين، به هم متصل خواهد كرد. از اين سيستم براي تحقيقات سلاح هاي هسته اي استفاده مي شود. يك سال بعد سيستم Blue Gene شركت IBM كه اين هم به آزمايشگاه ليورمور تعلق دارد ۱۳۰ هزار پردازشگر را تحت كنترل مي گيرد و مي تواند به سرعت ۳۶۰ تريليون محاسبه در ثانيه دست يابد. ممكن است مشكلات نرم افزاري و تنگناهاي ارتباطات، اين ارقام مغرورانه را كاهش دهد با اين حال IBM معتقد است كه سيستم اش مي تواند شبيه ساز زمين را پشت سر بگذارد. اگر چه دولت مركزي آمريكا از گذشته و آزمايش هاي انجام شده روي برخي پژوهشگران برداري بسيار صحبت مي كند اما اميدوار است تركيب درست سيستم ها را براي برقراري توازن ميان نيازهاي انجمن هاي تحقيق و تجارت و همچنين بازگشت آمريكا به صف مقدم ابررايانه سازي جهان، بيابد.
Livermore,Feb. 2003

ترجمه: زينب همتي
چند روز پس از آنكه بيماران با عامل بيماري ابولا (ebola) تماس حاصل مي كنند عوارض بيماري ظاهر مي شود. آنها دچار سردرد و تب و لرز شده و متعاقب آن اسهال و استفراغ آغاز مي شود. پس از آن، خونريزي داخلي و خارجي غالب بيماران را از پاي درمي آورد. بيماري هاي ويروسي ديگر نيز ممكن است داراي چنين عوارضي باشند. مواد سمي اگرچه مسري نيستند ولي قادرند تعداد افراد بيشتري را از پاي درآورند. اگر اين عوامل را با سلاح هاي كشتارجمعي در كنار هم قرار دهيم اثرات احتمالي مجموع آنها ترسناك به نظر مي رسد. اگر با مشتي گرد سفيد روبه رو شويم از كجا خواهيم فهميد كه اين ماده، عامل ابولا، سياه زخم يا هر بيماري ديگر است؟ تاكنون تنها در آزمايشگاه ممكن بود به چنين سوالاتي پاسخ داده شود. توسعه يك دستگاه قابل حمل كه بتواند مواد مشكوك بيماري زا را تشخيص دهد مورد توجه بسياري قرار خواهد گرفت. شايد بيشتر از هر سازمان ديگري آژانس پروژه هاي تحقيقات پيشرفته دفاعي (DARPA) در جست وجوي چنين دستگاه قابل حملي است. برخي از پروژه هاي در حال اجرا در اين آژانس تلاش مي كنند سنسورهايي را به وجود آورند تا همانند سيستم ايمني بدن وجود عوامل بيماري زا را تشخيص دهند. برخي ديگر از پروژه ها در حال توليد ميكروچيپس هايي هستند تا بتوانند پس از تكثير DNA ماده مشكوك آن را با عوامل شناخته شده تطبيق دهند. علاوه بر اين انواع قابل حمل از امكاناتي در حال ساخت است كه مي توانند سلاح هاي بيولوژيك را تشخيص دهند.
اين پروژه ها باعث مي شوند كه سلاح هاي بيولوژيك با سرعت بيشتري كشف شوند. دستگاه هايي كه بتوانند عامل بيولوژيك را در محل كشف كنند چندان مورد استفاده نخواهد بود. چرا كه تروريسم بيولوژيك از نقاط نامعلوم و ناشناخته آغاز مي شود. با اين وجود تكنولوژي مدرن در جهات متفاوتي در حال سرعت است تا بتواند اقدامات تروريست هاي بيولوژيك را در مخفيگاه هاي آنها كشف كند. اولين نوع از اين تكنولوژي به «تصويرسازي فراطيفي» معروف شده است. در صورت تحريك، الكترون هاي تابيده شده از هسته هر اتم خارج مي شوند. اين بدان معني است كه هر اتم مي تواند انرژي نوراني را به ميزان معيني دريافت كند. بنابراين وقتي كه اتمي، نوري از خود منعكس كند الگوي معيني از جذب نوري به وجود خواهد آمد كه مختص همان ماده است. اگر اين تشعشعات، تجزيه و تحليل شوند نوع ماده مورد نظر قابل تشخيص خواهد بود. با استفاده از اين اصول، تصويرسازي فراطيفي ممكن خواهد بود. ماهواره ها و هواپيماها اكنون قادرند با دريافت تشعشعات ساطع شده از سطح زمين، تصاويري با دقت فراوان از اشياي روي زمين فراهم كنند. كامپيوترهاي قدرتمند كه قادرند اطلاعات رسيده از زمين را با سرعت بيش از ۳۰ مگابايت در ثانيه تجزيه و تحليل كنند اخيرا ساخته شده اند. اين تكنيك، ابزار مناسبي براي فراهم كردن اطلاعات مورد نياز در زمينه هاي كشاورزي و معدن كاوي شده اند. همچنين ماهواره ها قادرند به خوبي، محصولات كشاورزي نظير خشخاش (ترياك) و شاه دانه (حشيش) را تشخيص دهند.
تعداد كمپاني هايي كه به تصويرسازي فراطيفي مي پردازند يكباره افزايش يافته اند. برخي از اين شركت ها براي وزارت دفاع آمريكا كار مي كنند. تصويرپردازي فراطيفي از نور مريي مي تواند شي مخفي شده اي را به آساني مشخص سازد. تصويرپردازي فراطيفي از تشعشعات مادون قرمز قادر است مواد متصاعد شده از سلاح هاي بيولوژيك در هوا را تشخيص دهد. يك هواپيماي مجهز به چنين دستگاهي قادر است آزمايشگاه هاي مخفي را تشخيص دهد. به همين ترتيب يك كاميون حامل مواد شيميايي سمي توسط اين هواپيما كشف خواهد شد. تكنولوژي ديگري كه به طور بالقوه مي تواند در اين زمينه مفيد واقع شود در حال توسعه است. اين تكنولوژي به اكتشاف و فاصله يابي نوري (LIDAR) موسوم است. اين تكنولوژي همانند رادار به سمت هدف مورد نظر خود تشعشعاتي ساطع نموده و بازتاب آنها را مورد تجزيه و تحليل قرار مي دهد. نوعي از اين تكنولوژي قادر است تركيبات شيميايي موجود در هوا را با دقت اندازه گيري كند. در اين تكنولوژي به طور همزمان دو طول موج مريي با اختلاف فاز ساطع و بازتاب تفريقي آن توسط هدف مورد نظر تجزيه و تحليل مي شود. با اندازه گيري بازتاب تفريقي تركيب ماده مورد نظر به دست مي آيد. از اين تكنولوژي براي اندازه گيري ميزان غلظت ازن از درون ماهواره ها استفاده شده است. نيروهاي نظامي آمريكا تعدادي دستگاه LIDAR را سفارش داده اند كه قابل حمل بوده و مي توانند در صحنه عمليات جنگي، مواد شيميايي و بيولوژيك موجود را تشخيص دهند. حتي اين ابزار و وسايل پيشرفته براي تشخيص مواد شيميايي و عوامل بيولوژيك از فواصل بعيد ممكن است بتوانند تحت شرايط معيني به ويژه وقتي كه تراكم ماده موردنظر بسيار ناچيز است عمل كنند. گروه ديگري از دانشمندان در دانشگاه كاليفرنيا بر روي نوعي گرد هوشمند كار مي كنند كه قادراست عليه عوامل شيميايي و بيولوژيك عمل كند. در مقاله اي به قلم يكي از دانشمندان اين گروه، وسيله اي تشريح شده كه قادر است گازهاي سمي عصبي نظير گاز خردل را به خود جلب كند.
چنين به نظر مي رسد كه بازار توليد مواد و ابزار مقابله با عوامل شيميايي و بيولوژيكي كه ممكن است توسط تروريست ها مورد استفاده قرار بگيرند، رونق چشمگيري يافته است. به زودي نيروهاي مسلح مجهز به تجهيزاتي خواهند شد كه مي توانند در صحنه عمليات چنين موادي را تشخيص دهند. حفاظت از مردم غيرنظامي نيازمند ابزار و وسايل ديگري است. هنوز نمي توان توانايي سيستم هاي راه دوري كه از طريق ماهواره سعي در تشخيص مواد شيميايي و بيولوژيك دارند را ارزيابي كرد چرا كه واقعا مورد آزمون قرار نگرفته اند.
Economist,28 Nov. 2002

ترجمه: سليمان فرهاديان
زمينه هاي تحقيقاتي علومي همچون نانوتكنولوژي، بيوتكنولوژي، الكترونيك و تحقيقات مغزي بيش از پيش به يكديگر نزديك مي شود و كم كم رشته جديدي را در علم به وجود مي آورند كه مي تواند نقش بسيار موثري در بهبود وضعيت امنيت ملي و سلطه اقتصادي داشته باشد. بسياري از موسسات تحقيقات صنعتي و دانشگاهي در تلاشند تا فرآيند ارتباط اين رشته هاي مختلف علمي و خلق علوم جديد ميان رشته اي را سرعت بخشند. بسياري از اين كارشناسان بر اين عقيده اند كه اين طرح منافع بالقوه زيادي براي نانوتكنولوژي به ارمغان خواهد آورد چرا كه تمركز نانوتكنولوژي بيشتر روي مواد بسيار كوچك و فرآيندهاي انجام شده روي آنان است. بنابراين ساختار و خواص تك تك اتم ها و مولكول ها بسيار حائز اهميت است. در عين حال انتظار مي رود با گسترش علوم بين رشته اي، خلأ ايجاد شده بين رشته هاي مهندسي نانو و ساير رشته هايي كه به طور روزافزون در حال تغيير و تحول هستند پر سازد. براي مثال محققين نانوتكنولوژي مي گويند بررسي و تحقيق در مورد توانايي دنياي طبيعي براي توليد بافت هاي پيچيده و بسيار تخصصي از اتم ها، مي تواند براي ساخت و توليد انبوه، دقيق و ارزان قيمت تجهيزات مختلف از جمله حسگرهاي آلودگي يا سلول هاي خورشيدي راهگشا باشد. از طرف ديگر مهندسين زيستي (Bioengineer) در پي يافتن ريزساختارهاي (nanostructure) مصنوعي هستند كه بتواند به عنوان سيستم هاي تزريق دارو به كار رود يا بتوان از آنها قالبي ساخت كه به بافت هاي مصدوم كمك كند كه خود را ترميم كند. در سال ۲۰۰۱ به اين رشته جديد نام NBIC اطلاق شد كه بيانگر حروف اول كلمات نانوتكنولوژي، بيوتكنولوژي، تكنولوژي اطلاعات و علوم ادراكي (Cognitive science) است. اما از آنجايي كه اين مفهوم بسيار جديد است محققان هنوز هم براي انتخاب سرواژه اي جهت نامگذاري به توافق لازم نرسيده اند.
كانتون رئيس موسسه آينده جهان كه در زمينه تحقيقات فناوري در سان فرانسيسكو مشغول كار است در تشريح نقش اين رشته مي گويد: «NBIC ابزار قدرتمند براي قرن بيست و يكم محسوب مي شود. » دكتر ميهائيل روكو كه رئيس يكي از مراكز تحقيقاتي نانوتكنولوژي است در مورد اهميت اين موضوع مي گويد: «امروزه تلفيق ابزارهاي مختلف و ابداع رشته هاي جديد نه تنها براي مراكز تحقيقاتي، بلكه براي موسسات آموزشي و دانشگاهي، اولويت بسيار مهم محسوب مي شود.» دكتر روكو براي كشف كاربردهاي گوناگون تحقيقات جديد نانوتكنولوژي جلسه اي در سال ۲۰۰۰ برگزار كرد و از همانجا مفهوم NBIC رشد كرد. نام زمينه تحقيقاتي نانوتكنولوژي از كلمه نانومتر كه به معني يك ميلياردم متر است، اخذ شده است. جالب اينكه بدانيد يك نانومتر تقريبا برابر طول پنج اتم هيدروژن است.
كوانتوم دات نيز ساختارهاي ظريف منتشركننده نور است كه در تحقيقات زيست شناسي به عنوان برچسب هاي شناسايي مورد استفاده قرار مي گيرد.
محققين نانوتكنولوژي كه در جست وجوي راه هاي جديدي براي ساخت و بهره برداري از مواد در مقياس نانو هستند، به طور روزافزون با اين واقعيت مواجه مي شوند كه زمينه هاي مورد علاقه آنان با زمينه كاري متخصصان بيوتكنولوژي تداخل پيدا مي كند. اين نكته چندان هم نمي تواند دور از ذهن باشد، چرا كه كليه فعاليت هاي سلول هاي زنده تحت تأثير برهم كنش هاي نانو مقياس اتم ها و مولكول هاي كوچك است. به طور مشابه متخصصان الكترونيك بسيار علاقه مند هستند كه با كارشناسان بيوتكنولوژي و نانوتكنولوژي همكاري داشته باشند تا بتوانند كامپيوترها، سيستم هاي ذخيره اطلاعات و ابزارهاي ارتباطي جديدي ابداع كنند كه نسبت به پردازشگرهاي سيليكوني امروز كوچك تر و سريعتر باشد. بسياري از كارشناسان بر اين باورند كه تغييرات آموزشي و سازماني براي موفقيت و كسب دستاوردهاي جديد مورد نياز است. دكتر روكو مي گويد قرار است اجلاس ديگري كه به بررسي كاربردهاي گوناگون اين رشته ها مي پردازد سال آينده برگزار شود. احتمالا شركت IBM نيز جلسه ديگري را به منظور بررسي دستاوردهاي تجاري و اقتصادي اين علوم برگزار خواهد كرد.
NewYork Times, Feb.2003

ريچارد داوكينز
ترجمه: كاوه فيض اللهي
ما ماشين هاي بقا هستيم. اما اين «ما» تنها به معناي ما انسان ها نيست. بلكه تمام جانوران، گياهان، باكتري ها و ويروس ها را در بر مي گيرد. محاسبه تعداد كل ماشين هاي بقاي روي زمين بسيار دشوار و حتي تعداد كل گونه ها نيز ناشناخته است. اگر فقط حشرات را در نظر بگيريم، تعداد گونه هاي كنوني شان در حدود سه ميليون برآورد شده و تعداد افراد حشرات ممكن است يك ميليون ميليون ميليون باشد. انواع مختلف ماشين هاي بقا از نظر شكل خارجي و اندام هاي داخلي شان بسيار گوناگون به نظر مي رسند. اختاپوس هيچ شباهتي به موش ندارد و هر دوي آنها با درخت بلوط كاملا متفاوتند. اما در شيمي بنيادي شان بسيار هم شكل هستند و به ويژه همانندسازهايي كه در خود دارند، يعني ژن ها، در همه ما ـ از باكتري گرفته تا فيل ـ اساسا از يك نوع است. همه ما ماشين هاي بقاي يك نوع همانندساز ـ مولكول هايي به نام DNA ـ هستيم، اما براي زندگي كردن در جهان راه هاي بسيار گوناگوني وجود دارد و همانندسازها طيف وسيعي از ماشين ها را براي بهره برداري از آنها ساخته اند. ميمون ماشيني است كه ژن ها را بالاي درختان حفظ مي كند، ماهي ماشيني است كه ژن ها را زير آب حفظ مي كند. حتي كرم كوچكي هست كه ژن ها را در درد آبجوي آلماني حفظ مي كند. DNA به شيوه هاي اسرارآميزي عمل مي كند. براي ساده سازي اينطور تصور مي كنيم كه ژن هاي امروزي كه از DNA ساخته شده اند تقريبا همان همانندسازهاي اوليه در سوپ نخستين هستند. اگرچه ممكن است واقعا حقيقت نداشته باشد اما در استدلال ما تأثيري نخواهد داشت. همانندسازهاي اوليه شايد نوعي مولكول شبيه به DNA بوده يا شايد كاملا متفاوت بوده اند. در حالت دوم مي توان گفت كه ماشين هاي بقايشان احتمالا در مرحله بعد توسط DNA مصادره شده اند. اگر چنين باشد همانندسازهاي اوليه كاملا نابود شده اند زيرا در ماشين هاي بقاي امروزي هيچ اثري از آنها باقي نمانده است. در اين راستا كيرنز ـ اسميت (G.A.Cairns-Smith) حدس جالبي زده و آن اينكه نياكان ما يعني همانندسازهاي اوليه شايد اصلا مولكول هاي آلي نبوده بلكه كريستال هاي معدني بوده اند ـ كاني ها، ذرات كوچك خاك رس. DNA چه غاصب باشد چه نباشد، امروزه بدون رقيب است مگر آنكه همانطور كه در فصل يازدهم با احتياط پيشنهاد كرده ام، همانندساز جديدي به تازگي شروع به قبضه قدرت كرده باشد.
مولكول DNA زنجيره بلندي از واحدهاي سازنده اند كه مولكول هاي كوچكي به نام نوكلئوتيد هستند. درست مانند مولكول هاي پروتئين كه زنجيره اي از اسيدهاي آمينه اند، مولكول هاي DNA نيز زنجيره اي از نوكلئوتيدها هستند. مولكول DNA كوچك تر از آن است كه ديده شود، اما شكل دقيق آن به روش هاي غيرمستقيم خلاقانه معلوم شده است. DNA از يك جفت زنجيره نوكلئوتيدي تشكيل شده كه در مارپيچي ظريف به يكديگر پيچيده و تاب خورده اند؛ «مارپيچ دوگانه»؛ «مارپيچ ناميرا». واحدهاي سازنده نوكلئوتيدي تنها چهار نوع مختلف دارند كه مي توان آنها را به اختصار A، T، C و G ناميد. اين چهار نوكلئوتيد در تمام جانوران و گياهان يكسان هستند. آنچه تفاوت مي كند ترتيب به نخ كشيده شدن آنهاست. واحد سازنده G از يك انسان از هر لحاظ با واحد سازنده G از حلزون يكسان است. اما «توالي» واحدهاي سازنده در انسان تنها با حلزون متفاوت نيست. بلكه با توالي نوكلئوتيدها در هر انسان ديگري (جز در مورد ويژه دوقلوهاي يكسان) ـ اگرچه به ميزاني بسيار كمتر ـ نيز متفاوت است.
DNAي ما درون بدن ما زندگي مي كند. در يك بخش خاص از بدن متمركز نشده بلكه در تمام سلول ها پراكنده است. در ساختمان بدن انساني با جثه متوسط در حدود هزار ميليون ميليون سلول وجود دارد كه جز در چند مورد استثنايي كه مي توان از آنها صرفنظر كرد، هريك از آنها حاوي نسخه كاملي از DNA همان بدن است. اين DNA را مي توان مجموعه اي از دستورالعمل ها براي چگونگي ساخت بدن در نظر گرفت كه با الفباي A، T، C و G نوكلئوتيدها نوشته شده است. چنان است كه گويي در هر اتاق از يك آسمانخراش غول پيكر قفسه اي باشد كه نقشه معماري كل بنا در آن موجود است. اين قفسه در سلول هسته ناميده مي شود. نقشه معماري انسان در ۴۶ جلد نوشته شده ـ اين تعداد در گونه هاي ديگر متفاوت است. اين «جلدها» كروموزوم ناميده مي شوند. آنها زير ميكروسكوپ به شكل رشته هاي بلندي ديده مي شوند و ژن ها در طول آن به ترتيب نشسته اند. آسان نيست و حتي ممكن است معني هم نداشته باشد كه تصميم بگيريم كه يك ژن كجا به پايان مي رسد و ژن بعدي از كجا آغاز مي شود. خوشبختانه همانطور كه اين فصل نشان خواهد داد، در رابطه با اهداف ما اين مسئله نيز اهميتي ندارد.
من با تركيب آزادانه زبان استعاره و زبان واقعيت، استعاره «نقشه معمار» را به كار خواهم برد. «جلد» مترادف كروموزوم استفاده مي شود. «صفحه» عجالتا مترادف ژن به كار مي رود، اگرچه تصميمات ميان صفحات كتب خيلي روشن تر از تقسيمات ميان ژن هاست. اين استعاره فعلا تا مدتي كارها را راه خواهد انداخت. هنگامي كه سرانجام جا افتاد كاربرد استعاره هاي ديگري را آغاز مي كنيم. اتفاقا البته هيچ «معماري» وجود ندارد. دستورالعمل هاي DNA توسط انتخاب طبيعي گرد آمده اند. مولكول هاي DNA دو كار مهم انجام مي دهند. نخست آنكه آنها همانندسازي مي كنند، يعني به عبارت ديگر از خود نسخه هاي اضافي مي سازند. اين فرايند از زمان آغاز حيات تاكنون هرگز متوقف نشده است و مولكول هاي DNA در انجام اين كار به راستي استادند. هر فرد بالغ از هزار ميليون ميليون سلول تشكيل شده، اما هنگامي كه نخستين بار تكوين مي يابد تنها يك سلول است كه نسخه اي اصلي از نقشه معمار در آن به وديعه گذاشته شده ست. اين سلول به دو سلول تقسيم شده و هريك از آن دو سلول نسخه خاص خود را از نقشه مذكور دريافت مي كند. تقسيم هاي پي درپي تعداد سلول ها را به ۴ ، ۸ ، ۱۶ ، ۳۲ و به همين ترتيب تا ميلياردها خواهد رساند. در هر تقسيم نقشه هاي DNA با وفاداري نسخه برداري مي شود و به ندرت اشتباهي رخ مي دهد.
SelfishGene.Oxford Dawkins, R.1999. The
خوانندگان مي توانند درباره اين ستون در آدرس زير اظهارنظر كنند:
Selfish-gene1@hotmail.com

• تغيير ساختار ژنتيكي
يك گروه از پژوهشگران براي نخستين بار توانسته اند ساختار ژنتيكي سلول هاي بنيادي گرفته شده از جنين سقط شده انسان را تغيير دهند و به اين ترتيب راه را براي تحقيقات پزشكي بسيار بااهميت هموار كنند. پژوهشگران دانشگاه ويسكانسين، اولين گروهي بودند كه توده اي از سلول هاي بنيادي را توليد كرده كه مي توانستند به نحو مستمر و پيوسته تقسيم شوند، اينك موفق شده اند يكي از ژن هاي موجود در سلول هاي بنيادي را خاموش و از فعاليت باز دارند. توانايي خاموش كردن اين ژن، زمينه را براي فعاليت در حوزه همانندسازي اعضاي بدن خواه با استفاده از شيوه كلونينگ و يا با كمك سلول هاي بنيادي فراهم مي كند. تاكنون يكي از محدوديت هاي عمده در اين زمينه، دفع عضو همانندسازي شده به وسيله بدن بيمار بوده است وليكن با استفاده از روش جديد، دانشمنداني كه در تلاشند تا با بهره گيري از سلول هاي بنيادي، سلول هاي عصبي تازه براي مبتلايان به بيماري هايي نظير پاركينسون و سلول هاي پانكراس براي مبتلايان به ديابت توليد كنند، خواهند توانست بدون نگراني از خطر دفع سلول هاي جديد، عمل پيوند را با موفقيت انجام دهند.

• جاده هاي قطب
يك قرن پس از اكتشاف قطب جنوب به كمك سورتمه و سگ، محققان طرح احداث يك جاده هزار مايلي را براي تامين نيازمندي هاي پايگاه هاي علمي در قطب، بررسي مي كنند. سازمان ملي علوم در آمريكا يك مطالعه سه ساله را به منظور بررسي امكان طرح احداث جاده اي ميان پايگاه مك موردو در ساحل درياي راس در قطب جنوب و پايگاه اين موسسه در قطب جنوب آغاز كرده است. به گفته آرتور براون سخنگوي اين موسسه، مسيري كه در قطب جنوب احداث مي شود شبيه به يك بزرگراه نخواهد بود بلكه جاده باريكي است كه با صرف هزينه اي در حدود ۳۵۰ هزار ميليون دلار احداث مي شود. اين جاده در طول تابستان در نيمكره جنوبي كره زمين و به مدت ۱۰۰ روز باز بوده و پيمودن فاصله ميان سواحل درياي راس و پايگاه تحقيقات علمي آموندس - اسكات از اين جاده به حدود ۱۰ روز زمان نياز خواهد داشت. در حال حاضر تنها راه ارسال تجهيزات علمي و همچنين نيازمندي هاي دانشمندان ساكن در پايگاه هاي قطبي، استفاده از هواپيماي باري ويژه است اما با افتتاح اين جاده مي توان به كمك خودرو اين محموله هاي باري را به پايگاه هاي علمي ارسال كرد.

• حسگرهاي زيستي
پژوهشگران آلماني موفق به ابداع يك فناوري نيمه هادي جديد شده اند كه امكان خواندن پيام هاي الكتريكي در سلول هاي زنده عصبي را فراهم مي كند. به گفته اين پژوهشگران توانايي خواندن و ثبت پيام ها با كمك رايانه به دانشمندان كمك مي كند درك بهتري از نحوه فعاليت مغز پيدا كنند و در نهايت به كشف روش هاي درماني براي بيماري هاي مربوط به دستگاه عصبي همانند آلزايمر خواهد انجاميد. اين پژوهشگران با همكاري دانشمندان موسسه ماكس پلانك اين تراشه حسگر زيستي را كه تراشه عصبي نام دارد ساختند. اين تراشه كه به اندازه يك ناخن انگشت است داراي ۱۶ هزار حسگر است كه تكانه هاي الكتريكي را در سلول هايي كه در مايع مغذي الكتروليت فرو رفته اند كنترل مي كند. اين مايع الكتروليت، نيمه هادي را مي پوشاند و يافته هاي عصبي را زنده نگه مي دارد. تقويت كننده هايي كه در اين مدار جاسازي شده است امكان كشف و پردازش پيام هايي با ولتاژ پايين را در تمام لايه هاي مختلف سلول براي تمام حسگرها فراهم مي سازد. سپس داده ها به يك رايانه ارسال و در نهايت براي تجزيه و تحليل به يك تصوير رنگي تبديل مي شود.

• رفتار انحصارطلبانه
محققان فنلاندي نوعي رفتار انحصارطلبانه را در مورچه ها كشف كردند. محققان دانشگاه هلسينكي فنلاند دريافتند برخي از گونه مورچه ها به شكلي بي رحمانه مزاياي بيشتري را نسبت به ساير مورچه ها در كلني به خود اختصاص مي دهند. كشف اين رفتار در مورچه ها نشان مي دهد كه اين جانوران نه تنها قادرند خويشاوندان خود را بشناسند بلكه منافع گروه همسان خود را نيز دنبال مي كنند. تاكنون شواهد كمي از وجود رفتارهاي انحصارطلبان در حشرات به استثناي زنبور عسل مشاهده شده بود و مورچه ها همواره با رفتارهاي جمعي و مشاركتي خود شناخته مي شدند. محققان اين دانشگاه دريافته اند كه مورچه هاي كارگر در برخي گونه ها در هنگام مراقبت از تخم ها و لاروها به منافع همسانان خود توجه بيشتري مي كند.