برپايه اين تحقيقات، جنبههاي كوانتومي آب در كنار ديگر ويژگيهاي آن، موجب شده تا اين ماده ظهور حيات را امكان پذير كند.
بسياري از جنبههاي عجيب و غيرمتعارف آب در گذشته براي محققان شناخته شده بود. براي مثال، اين نكته كه آب در حالت منجمد برخلاف بسياري ديگر از مواد شيميايي به عوض آنكه از چگالي بيشتري برخوردار شود، وزن مخصوص كمتري پيدا ميكند.
همين نكته از جمله علل مهمي است كه سبب ميشود در سرما و يخبندانهاي شديد، آبهاي عميقتر به صورت سيال باقي بمانند و به موجوداتي كه در آن هستند اجازه دهند به زندگي ادامه دهند.
به همين ترتيب اينرسي زياد آب براي گرم شدن، اين امكان را بوجود آورده كه اقيانوسها به مكانهايي تبديل شوند كه در برابر تغييرات ناگهاني آب و هوا مقاومت ميكنند و به جانداراني كه در آنها هستند فرصت كافي ميدهند تا خود را با محيط منطبق سازند.
اما فرمول ساده شيميايي آب كه از تركيب دو اتم هيدروژن و يك اتم اكسيژن درست شده نميتواند اين خواص شگفت انگيز را توضيح دهد.
دانشمندان اخيرا دريافتهاند آنچه كه خاصيت انعطاف شگفتانگيز به مولكول آب ميدهد، حالتهاي گوناگون پيوند ميان دو اتم هيدروژن آن با اتمهاي هيدروژن مواد ديگر در تراز كوانتومي است.
اين خاصيت امكان ميدهد اين اتمها در همان حال كه براحتي با اتمهاي مولكولهاي ديگر تركيب ميشوند و بنابراين مولكول اب را به اين مولكولها متصل ميسازند، از اين مولكولها جدا شوند.
به اين ترتيب در درون مولكولهاي آب غوغايي از نظم و بينظمي برپاست و دائما ساختارهاي تازهاي در آنها شكل ميگيرد و همين امر موجب ميشود كه آب حدود يك دوجين خواص غير متعارف به خود گيرد.
هرچند همه پيوندهاي شيميايي كه ميان اتمها و مولكولهاي مواد مختلف برقرار ميشود در نهايت متكي به خواص كوانتومي است، اما در مورد پيوند اتمهاي هيدروژن در آب خاصيت كوانتومي مورد بحث به نوبه خود در زمره عجيب ترين پديدههاي كوانتومي است. به اين خاصيت "نوسان حول نقطه صفر" zero-point vibrationنام دادهاند.
يكي از نتايج اصل عدم قطعيت هايزنبرگ آنست كه حتي اگر كل كيهان به دماي صفر مطلق برسد كه در آن همه اتمها و مولكولها از حركت باز ميايستند، بازهم نوسانات كوانتومي موجب ميشود كه از ميان فضاي تهي ناگهان انرژي توليد شود.
اين نوسانات نقطه صفر در مورد آب سبب ميشوند تا پيوند ميان اتمهاي هيدروژن آب و اتمهاي اكسيژن ان از انعطاف زيادي برخوردار شود و در نتيجه اين اتمها براحتي بتوانند به اتمها و مولكولهاي مواد ديگر متصل شوند و همين امر موجب تداوم بقا در زمين ميشود.
"فليكس فرانك" از دانشگاه كيمبريج نشان داده زماني كه برخي از مولكولهاي آب هيدروژن خود را با نوع سنگينتر موسوم به دوتريوم عوض ميكنند، سيالي توليد ميشود كه از هر حيث نظير آب است اما برخلاف آب سمي است و تنها برخي ارگانيزمهاي بسيار ريز در آن زنده ميمانند.
محققان ديگر سرگرم تحقيق اين نكته هستند كه محصول اثر نوسانات نقطه صفر در مورد واكنش آب با مولكولهاي آلي مانند دي.ان.آ و پروتئين و سلولها است.
نكته حيرتانگيزي كه در اين بررسيها روشن شده آن است كه هيچ يك از اين مولكولهاي متنوع و پرقدرت نميتوانند در غياب آب توانائيهاي خود را آشكار كنند. در غياب آب هرچه هست شيمي است. يك قطره اب موجب ظهور بيولوژي ميشود.
برخي از جالبترين شواهد در اين زمينه در مورد نحوه عمل پروتئينها بدست آمده كه انواع و اقسام كارها را در بدن انجام ميدهند - از مبارزه با ميكربها گرفته تا ساختن سلولها و تا تسهيل فعالييت بخشهاي ديگر.
نحوه عمل صحيح پروتئينها تا حد زيادي به شكل فيزيكي صحيح آنها بستگي دارد و دانشمندان دريافتهاند كه مولكولهاي آب در اين زمينه نقش اساسي بازي ميكنند.
در ژانويه امسال، دو محقق آلماني نقش مولكول آب در مورد پروتئيني موسوم به "باكتريورودوسپين" "Baceriorhodospinرا كشف كردند كه در ديواره سلول بيروني بدن ارگانيزمهاي ابتدايي جاي دارد.
اين پروتئين نوعي فرايند ساده فتو سنتز را انجام ميدهد و نور را به انرژي شيميايي تبديل ميكند.
در گذشته محققان تصور ميكردند كه اين پروتئين با استفاده از فوتونهاي نور پروتونها را در داخل سلول به حركت در مياورد. يعني نظير يك باتري عمل مي كند.
يك منبع واضح براي پروتونها نيز اتمهاي هيدروژن آب است كه پروتئين آنها را به خود جذب ميكند. اما هيچ كس نميدانست كه درون پروتئين مولكول اب چگونه زمينه عمل باتري شيميايي را آماده ميكند.
دو محقق آلماني با با تاباندن نور مادون قرمز به پروتئين مشاهده كردند به محض تابش فوتونهاي نور شكل پروتئين تغيير ميكند و اين امر موجب جدا شدن پروتونهاي اتم هيدروژن ميشود و منشا همه اين فعالييتها نيز همان خاصيت كوانتومي نوسان نقطه صفر است.
محققان همچنين دريافتهاند كه اتمهاي هيدروژن آب در مورد مولكول دي.ان.
آ كه سنگ زيربناي حيات است نيز فعاليتهاي شگفتانگيزي انجام ميدهند.
در تحقيقات اخير روشن شده كه مولكولهاي آب در نزديك زوج پايههاي مولكول دي.ان.آ با كندي بيشتري حركت ميكنند و حول برخي از زوج پايهها بيشتر از بقيه به چرخش درميايند.
مدلهاي شبيهسازي شده كامپيوتري نشان ميدهد مولكولهاي آب با استفاده از نيروي الكتروستاتيك خود به پروتئينها درباره ميزان رطوبت مولكول دي.ان آ. اطلاعرساني ميكنند و پيشاپيش به انها نقايص احتمالي مولكول دي.ان.آ را خبر ميدهند.
به اين ترتيب پروتئينها با دريافت اين پيامها به سراغ بخشهايي از مولكول دي.ان.آ ميروند كه فاقد نقص هستند.
اما "راستوم روي" Rustum Royدانشمند متخصص خواص مواد در دانشگاه پنسيلوانيا از اين هم فراتر رفته و به دانشمندان توصيه ميكند كه در ديدگاه خود در خصوص خواص آب تجديد نظر اساسي به عمل آورند.
به اعتقاد اين محقق دانشمندان در گذشته بيش از حد از ديدگاه علم شيمي به اب نگريستهاند در حاليكه سادهانگارانه است اگر تصور شود تركيبات شيميايي هستند كه همه چيز را تعيين ميكنند.
اين دانشمند معتقد است آنچه كه در دو دهه گذشته در مورد آب ادعا شد اما هيچگاه به طور علمي محقق نگرديد، يعني اين امر كه مولكولهاي آب داراي " حافظه " هستند و اطلاعات را در خود نگاه داشته و آنها را "به خاطر ميسپارند " كاملا امكانپذير است به شرط آنكه از ديدگاهي غير از منظر شيمي به خواص آب نظر شود.
به گفته اين محقق، خاصيت دارا بودن حافظه كه به آن "اپي تكسي" epitaxyنام دادهاند در بسياري از مواد وجود دارد.
مادهاي كه اين خاصيت را دارد ميتواند از ساختار اتمي يك ماده به عنوان مدل براي ايجاد همين ساختار در مواد ديگر استفاده كند.
به اعتقاد روي، آب داراي چنين خاصيتي است. از جمله مواردي كه ميتوان اين اثر را در آب مشاهده كرد، رشد ساختارهاي بلوري يخ روي يك سطح از جنس يد نقره است. بلورهاي يخ شكل ساختار يد نقره را كه روي آن سوارند به خود مي گيرند اما در اين فرايند هيچ نوع فعل و انفعال شيميايي انجام نميشود.
روي بر اين باور است كه فرايند تكان دادن و مخلوط كردن آب با مواد ديگر نيز از همين نوع خاصيت حافطه داشتن آب است.
به اعتقاد اين محقق با انجام پژوهشهاي بيشتر شايد حتي بتوان براي روش "هوميو پاتي" نيز برخي زمينههاي علمي بدست اورد.
هرچند بسياري از محققان با اثرات مورد ادعاي هوميو پاتي موافق نيستند اما آنچه كه مسلم است اين است كه توجه به رازهاي شگفت آب، به نحو روز افزوني به حوزه علاقه شمار هر چه بيشتري از پژوهشگران تبديل ميشود.