ראשי > כללי > מהו דג? האם מוליכים-למחצה באמת קיימים? מי תכנן את חלבוני המנוע? שלוש קושיות על הגדרות ושמות

מהו דג? האם מוליכים-למחצה באמת קיימים? מי תכנן את חלבוני המנוע? שלוש קושיות על הגדרות ושמות

א: יש לי תקליט חדש שאתה חייב לשמוע!

ב: באיזה סגנון?

א: מה זה משנה. כדאי לך לשמוע, זה מצוין.

ב: זה משנה. יש סגנונות שאני פשוט לא אוהב, למשל ג'ז.

א: זה לא ג'ז, פשוט תאזין.

ב: אוקיי, לא ג'ז, אבל יש עוד סגנונות שאני לא אוהב. פשוט תגיד לי מה הסגנון.

א: בסדר, בסדר. זה רוק עם נגיעות רוקבילי, מין סטונר אבל פסיכדלי על רקע מקצבי דאבסטפ בניחוח אמביאנט.

ב: ???… טוב, שכח מזה. למה אתה צריך תמיד לסבך?!

פטיפון מתחילת המאה ה-20

תמונה 1: פטיפון מתחילת המאה ה-20. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה ע"י המשתמש Norman Bruderhofer.

***

הגדרות זה מבלבל

דיוגנס יליד סינופ היה פילוסוף יווני מאסכולת הציניקנים. הוא נהג להוכיח את האתונאים על אהבתם למותרות וראה בעוני מעלה. הוא בחר להתקיים מנדבות וישן בכד חרס גדול.

באחת האנקדוטות המפורסמות על מעלליו של דיוגנס מסופר על מקרה שבו אפלטון הגדיר אדם כהולך על שתיים ללא נוצות, הגדרה שזכתה לשבחים. בתגובה לקח דיוגנס תרנגולת, מרט את נוצותיה, הביא אותה לאקדמיה של אפלטון והכריז: "ראו נא, הבאתי לכם אדם!" להבא נוספה להגדרה גם "עם ציפורניים רחבות ושטוחות".

כולנו יכולים להבין היכן לכאורה נכשל אפלטון, אך האם אנחנו חסינים בפני שגיאות דומות?

שישה קרפיונים ודג זהב

תמונה 2: שישה קרפיונים ודג זהב אחד. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה ע"י המשתמש Stan Shebs.

קחו למשל דג. מהו בעצם דג? בשליפה מהמותן הייתי מנחש שההגדרה לדג צריכה לכלול: חי במים, סנפירים, קשקשים, נראה בקווים כלליים כמו קרפיון. אבל מה שעשיתי הוא בעצם להגדיר רק קבוצה אחת שנקראת 'דגי גרם', וגם זה בצורה לא מדויקת. מה עם כרישים או צלופחים?

הגדרה טובה יותר מצאתי במשפט הראשון בדף הויקיפדיה (ניסוח מקוצר שלי): דגים הם כל היצורים בעלי גולגולת וזימים החיים במים ואין להם גפיים עם אצבעות. זאת בעצם הגדרה שבשלילה שמשמעותה: כל מה שהוא לא יצור בעל ארבע גפיים (דו-חיים, ציפורים, זוחלים ויונקים). נראה שאנחנו לא כל כך רחוקים מאפלטון.

האם מוליכים-למחצה באמת קיימים?

מוליכים-למחצה הם החומרים שמהם מורכבים הטרנזיסטורים שמרכיבים, בין היתר, את המעבד שמפעיל את המחשב שלכם שבו אתם בוהים כרגע. אנחנו אוהבים מוליכים-למחצה.

אני אגלה לכם סוד על מוליכים-למחצה: הם אינם מוגדרים כחומרים מוליכים ושום תכונה שלהם אינה חצי של שום דבר. אז במה דברים אמורים?

עבור רובנו 'מוליך' הוא חומר שמוליך זרם חשמלי כמו חוט נחושת ו-'מבודד' הוא חומר שאינו מוליך כמו זכוכית. אבל מבחינת פיזיקלית הגדרה זאת אינה מספקת. כמה נמוכה צריכה להיות ההולכה כדי שחומר יוגדר כמבודד? האם באמת קיימת דיכוטומיה בין 'מוליך' ל-'מבודד' או שמדובר ברצף? ומה לגבי תלות של המוליכות בטמפרטורה? פיזיקאים חיפשו תכונה או התנהגות בסיסית שתגדיר מוליכים ומבודדים.

מוליכים הם חומרים בהם תמיד ישנם אלקטרונים פנויים להולכה חשמלית. במבודדים האלקטרונים קשורים חזק לגרעין ולכן יש להשקיע אנרגיה כדי לשחרר אותם להולכה. טמפרטורה מעניקה אנרגיה לאלקטרונים ויכולה לשחרר אותם אם המחסום האנרגטי אינו גדול מידי. לכן כדי להבדיל בין מוליכים למבודדים יש לבטל את האנרגיה התרמית, כלומר לקרר לטמפרטורה נמוכה מאוד (למשל ל-4 מעלות קלווין מעל האפס המוחלט על ידי טבילה בהליום נוזלי). אם המוליכות החשמלית יורדת לאפס, זהו מבודד שבו כעת אין לאלקטרונים אנרגיה לעבור את המחסום. אם המוליכות מגיעה לערך סופי שונה מאפס אז זהו מוליך שבו לאלקטרונים אין מחסום אנרגטי להולכה.

מוליכים-למחצה הם חומרים מבודדים שמוליכים חשמלית במידה מסוימת בטמפרטורת החדר עקב מחסום אנרגיה נמוך. כמה נמוך? תלוי את מי שואלים.

כלומר מוליך-למחצה הוא מבודד עם יחסי ציבור טובים!

שמות זה מבלבל – על חלבוני המנוע

מיקרוטובולים הם סיבים גליליים וחלולים, עשויים מחלבונים, שמהווים חלק עיקרי משלד התא (ראו תמונה 3). רוחבם של סיבים אלה נע סביב 25 ננומטר, והם ממלאים תפקידים חשובים מאוד בחיי התא. בין היתר הם מעורבים בתחזוקה של מבנה התא ובהפרדת הכרומוזומים לשני צדדים בזמן חלוקת התא. תפקיד חשוב נוסף שהם ממלאים הוא לשמש כפסי רכבת לשינוע חומרים בתוך התא. אם כך, מהי הרכבת שנוסעת על הפסים?

מיקרוטובולי

תמונה 3: מיקרוטובולים מסומנים ע"י נוגדנים פלואורסנטיים. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה ע"י המשתמש Jeffrey81.

בתוך נוזל התא, מולקולות קטנות כגון מולקולות גז או גלוקוז מגיעות ממקום למקום בתהליך של דיפוזיה. ישנן מולקולות ואברונים שהם גדולים מידי כדי לנוע בחופשיות בדיפוזיה ומשונעים ממקום למקום על ידי חלבונים מיוחדים. דוגמה לאחד כזה הוא הקינזין, שהוא חלבון שנע על פני המיקרוטובולים. יש לו שתי 'רגליים' שצמודות למיקרוטובול ו-'יד' שאליה נצמדות מולקולות גדולות לשינוע (ראו איור 4). עבור קינזין כיוון התנועה הוא תמיד ממרכז התא לקצותיו. הדלק שמניע את הרגליים של הקינזין הוא מולקולת ה-ATP, 'המטבע' המולקולרי להעברת אנרגיה בתא.

קינזין על גבי סיב מיקרוטובול

איור 4: קינזין על גבי סיב מיקרוטובול. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה ע"י המשתמש Kebes.

לכל רגל יש אתרי קישור כימיים למיקרוטובול ול-ATP. קשירה של ATP, פירוק מולקולת זרחן ממנו ושיחררו משנים את המבנה המרחבי של החלבון וגורמים לתנועה של הקינזין על גבי המיקרוטובול. ניתן לומר אם כך שהקינזין הוא מכונה שמסוגלת להמיר אנרגיה כימית לאנרגיה מכאנית. לכן הוא שייך לקבוצת חלבונים המכונה 'חלבוני מנוע'.

[מומלץ להציץ באנימציה מרהיבה מאוניברסיטת הרוורד, קצת לפני אמצע הסרטון.]

האנלוגיה למנוע אינה זקוקה להסבר, אך יש כאלה שלוקחים אותה רחוק מידי. כאשר חיפשתי סרט יפה לקשר אליו כדי להדגים את פעולת הקינזין התגלגלתי לאתר שבו נעשה שימוש בלוגיקה הבאה: קינזין >> מנוע >> מהנדס >> מתכנן >> בורא עולם. ומבלי להיכנס לפרטים אני אומר: לוגיקה שגויה >> בלבול מוח גדול.

משפט סיכום

לבני-האדם יש נטייה לתת לכל דבר שם, להגדיר ולסווג לקבוצות, תת קבוצות, תת-תת קבוצות וכך הלאה. לשמות, הגדרות וסיווגים יש יתרונות גדולים. הם מקלים עלינו להעביר מידע רב במהירות ומכניסים סדר לחיינו. אך לפעמים הסיווג או השם יכולים ליצור רושם מוטעה לגבי התוכן. כזאת היא השפה וכאלה אנחנו. נאלץ להתמודד.

מודעות פרסומת
  1. אמיר סגל
    14/07/2013 ב- 10:58 am

    יש כאן פתח לדיון בשאלה: עד כמה אנחנו מושפעים מההגדרות ומהשפה בה אנו משתמשים? ובהקצנה: האם קיים משהו חוץ מהגדרות ויחסים בין ההגדרות?

  2. ראובן
    14/07/2013 ב- 12:43 pm

    יופי של פוסט. אי אפשר לעשות שום דבר בחיים מבלי להשתמש בהכללות. מאידך צריך לזכור שההכללה היא שנועד לסייע במתן פשר לעולם סביבנו, לחזות תרחישים אפשריים ולאפשר תקשורת, אבל היא אינה מבטאת מהות.
    הנטיה לקטלג היא אנושית אוניברסלית, במובן החברתי \ פוליטי היא מצטרפת גם לנטיה לחלק את העולם ל"אנחנו" ו"הם", "הטובים" ו"הרעים" ולהשתייכות שבטית .אני חושב שהנטיה לתת שמות ולקטלג ולהגדיר דברים ואנשים באופן בינארי נעה על סקאלה על ציר תרבותי. התרבות האמריקאית למשל נוטה לדחוס כל דבר למגירה נתונה מראש, דבר שמרדד את הדיון ומקשה על חשיבה מעמיקה.

  3. יונתן
    14/07/2013 ב- 3:28 pm

    פוסט מצויין, אבל נשארתי עם ציפיה לא ממומשת לגבי התקליט.
    רוק עם נגיעות רוקבילי, מין סטונר אבל פסיכדלי על רקע מקצבי דאבסטפ בניחוח אמביאנט נשמע ממש בול בשבילי.
    🙂

  4. 14/07/2013 ב- 3:42 pm

    תודה ראובן 🙂

    אמיר:
    אין לי את הידע והכישורים לדון בשאלה שאתה מעלה, אבל במקרה התפרסם ספר שעוסק פחות אותו יותר בנושא זה. הספר נקרא : 'בראי השפה: כיצד המילים צובעות את עולמנו', מאת הבלשן גיא דויטשר. אמנם לא קראתי את הספר אבל קראתי ביקורות טובות עליו. כמו כן, את הספר שלו 'גלגולי לשון' קראתי ואני ממליץ גם עליו.

  5. 14/07/2013 ב- 3:52 pm

    תודה יונתן. הרשה לי לברך אותך על טעמך המשובח במוזיקה. אין בידי את התקליט המדובר כרגע, אבל אני משוכנע שמישהו איפשהו כבר עובד עליו. מבטיח לעדכן.

  6. 17/07/2013 ב- 8:17 pm

    הפוסט שלך הזכיר לי שאחת הסיבות שאני אוהבת להסביר באמצעותן למה הפסקתי ללמוד מדעי המח היא שלהסביר את הדברים, לשיים ולשייך – הורס את כל הקסם. להגיע לתשובה לשאלה "מדוע אנחנו מוקסמים מסולמות פנטטוניים?", דהיינו לשייך ולשיים ולתחום בהגדרות, קצת הורסת את החוויה של פשוט להקשיב ולהנות.

    מצד שני – איך אפשר להפסיק להיות סקרניים? 🙂

  7. 17/07/2013 ב- 10:00 pm

    הי שחר,
    תשמעי, אצלי בראש הדברים מופרדים חזק. מצד אחד יש את ההיבט האמפירי המדעי. גרביטציה? איך זה עובד? אה, חוקי ניוטון, בסדר, אבל איך הם עובדים? יחסות כללית, מעניין, אבל איך זה עובד? וכך הלאה…
    לעומת זאת, ישנו היבט אחר שקשור למשל לאהבה שלי למוזיקה או לספרות טובה. שם אני פשוט מאזין או קורא. אני יותר חווה ופחות חשוב לי להבין. ניתוח ספרותי מעמיק, למשל, לא מעניין אותי כלל.
    כאשר אני עושה מדע אני משתמש בהיבט אחד וכאשר אני מאזין למוזיקה אני משתמש בהיבט השני. אני משתדל לא לערבב שמחה בשמחה.
    חקר המוח יכול להיות נקודת השקה מאתגרת בין שני ההיבטים, לא ניסיתי 🙂

  1. No trackbacks yet.

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: