ثلاثة حرفيين يعملون في ورشة واحدة. الأول يحاول فهم ما إذا كانت ساعات رملية صغيرة مدمجة في آلات الطبيعة نفسها. الثاني يثبّت مؤشر ليزر على المجهر ليرى تفاصيل لا تراها العين المجردة. الثالث، على العكس، يأخذ خيوطًا حية وينسجها بعناية في دوائر كمومية هشة. الورشة هي نقطة التقاء الفيزياء الكمومية وعلم الأحياء.
النهج الأول — «الكم في علم الأحياء» — يبحث عن الأماكن التي تستخدم فيها الخلية الحية قوانين العالم الصغير. أقوى مثال هو الهيدروجين في بعض الإنزيمات. يعبر الجسيم حاجز الطاقة ليس «من فوقه» بل «من خلاله» — وهذا هو النفق الكمومي. وكأن سيارة تخترق صخرة رقيقة أحيانًا، رغم أنها لا تستطيع تسلق الجبل. مرشح آخر هو بوصلة الطيور المهاجرة. في عيونها، ربما تعمل جزيئات ثنائية الجذر، حيث تلتقط لفاتها (دورانها حول محورها) المجال المغناطيسي للأرض، مثل إبرة البوصلة التي تشير إلى الشمال.
النهج الثاني — «الكم من أجل علم الأحياء» — يسأل: هل تعطي الأجهزة الكمومية صورة أوضح من الأجهزة العادية؟ على سبيل المثال، هل يمكن قياس درجة الحرارة داخل خلية واحدة باستخدام ذرة غبار ألماس تتوهج بشكل مختلف حسب الحرارة؟ لكن هنا من المهم ألا نخلط بين معجزة تقنية وفائدة حقيقية: إذا كان ميزان الحرارة القديم الجيد يؤدي المهمة بنفس الكفاءة، تبقى الجدة الكمومية لعبة باهظة الثمن.
النهج الثالث — «علم الأحياء من أجل الكم» — يقلب السؤال. هل يمكن للهياكل الخلوية، مثل الخيوط البروتينية، أن تكون سقالات لبناء أجهزة كمومية؟ الكائنات الحية تبني شبكات منتظمة تمامًا دون أي خطأ — وهو ما ينقص صناعة الرقائق الدقيقة.
في النهاية، الورشة ما زالت تجري تجارب أكثر مما تنتج منتجات جاهزة. النفق في الإنزيمات والبوصلة المغناطيسية هما أكثر الأشياء موثوقية. والباقي وعد أكثر منه نتيجة. لكن عند هذه المفترقات بالضبط غالبًا ما تنمو أدوات غير متوقعة. ذات يوم، بدت الكهرباء وكأنها خدعة مسلية بساق ضفدع.
كلمة «كم» تأتي من اللاتينية «quantum» بمعنى «كم المقدار». في علم الأحياء، ما زال السؤال الرئيسي: كم عدد التأثيرات الكمومية التي تحتاجها الحياة فعلاً، وليس فقط ما هو موجود في أنبوب الاختبار.
في رواية غريغ إيغان «سلم شيلد»، تصبح التأثيرات الكمومية في الخلية الحية مفتاحًا لخلق فراغ جديد يعيد كتابة قوانين الفيزياء — صدى لتلك النقاشات نفسها حول الحدود بين الحي والكمومي.