۱۳۹۶ دوشنبه ۳ مهر
شماره‌های پیشین:
شماره ۲۹۶۲ - ۱۳۹۶ پنج شنبه ۲۳ شهريور
نقش و جایگاه علم نانو و ارتباط آن با علوم دیگر در گفت‌وگو با دکتر «هاشم رفیعی‌تبار»
برای کارآمدشدن پژوهش باید متد پژوهش را یاد بگیریم
محمدرضا رضایی

دکتر «هاشم رفیعی‌تبار» از سرآمدان فناوری نانو در سطح جهان است. وی متولد 1327 در تهران است و در رشته فیزیک ذرات بنیادی تحصیل‌ کرده است. او لیسانس فیزیک و فوق‌لیسانس فیزیک هسته‌ای و دکترای فیزیک نظری ذرات بنیادی را از انگلستان دریافت کرد. وی تاکنون سمت‌های بسیاری داشته است؛  ازجمله: استاد دانشگاه علوم‌پزشکی شهید بهشتی، ریاست پژوهشکده علوم نانو در پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (IPM)، رئیس بخش علوم نانو دانشگاه گرینويچ  انگلستان، استاد مدعو دانشگاه توهوکو (ژاپن)  و محقق ارشد دانشگاه آکسفورد انگلستان. از فعالیت‌های علمی وی می‌توان به چاپ بیش از 70 مقاله علمی در پنج حوزه متفاوت فیزیک و تألیف اولین کتاب در فیزیک محاسباتی نانولوله‌های کربنی به زبان انگلیسی اشاره کرد که در مؤسسه انتشارات دانشگاه کمبریج انگلستان نوامبر سال 2007 منتشر شد و به  چاپ رسید. وی پژوهشگر برتر نانوفناوری در سال 1385 است و در ششمین دوره چهره‌های ماندگار برگزیده شده است. نقش و جایگاه علوم نانو و اهمیت آن و همچنین ارتباط علوم با یکدیگر،  موضوع محوری گفت‌وگوی  ما با این استاد فناوری نانو است.

 اکنون بخش زیادی از فناوری‌ها و علوم در حال هم‌گرایی با هم هستند و بسیاری از آینده‌پژوهان اعتقاد دارند  این بحث هم‌گرایی یک موجی را در آینده ایجاد خواهد کرد که می‌تواند چهره زندگی انسان‌ها را تغییر دهد؛ مانند اتفاقی که با ظهور فناوری اطلاعات شاهد آن بودیم. کشوری مثل ایران با امکانات و شرایطی که دارد،  چطور می‌تواند با این موج جهانی همراه باشد که حداقل ما در این دوره از چنین موجی عقب نیفتیم؟
ما اکنون داریم به سمت فعالیت هماهنگ رشته‌ها می‌رویم و درواقع علوم بین‌رشته‌‌ای در حال رشد است. درواقع علومی که در قرن 19  از هم جدا شدند، در زمان «نیوتن» علوم متحد بودند. درواقع این علوم به دلیل گستردگی، به شکل مکانیکی از هم جدا شدند. البته این جداشدن و تفکیک علوم از یکدیگر، سود و ضررهایی برای ما به همراه داشت. از مزایای این تفکیک آن بود که هر رشته‌ای به رشد سریع خود ادامه داد. اما عیب‌هایی هم داشت برای مثال تئوری‌هایی در فیزیک وجود دارد که می‌تواند به علم زیست‌شناسی کمک کند، اما به دلیل جدایی فیزیک‌دان‌ها از زیست‌شناسان، هر دو ضرر کردند. برای مثال سیستم‌های خودسامان‌دهنده (self organizing systems) سیستم‌هایی هستند که در زیست‌شناسی پدید می‌آیند. برای مثال وقتی که حیات در کره زمین پدید آمد، به سمت سیستم‌های خودسامان‌دهنده می‌رود. ما هم‌اکنون در فیزیک از این سیستم‌های خودسامان‌دهنده به‌ویژه در حوزه نانو استفاده می‌کنیم و تئوری‌های مربوط به آنها را گسترش می‌دهیم. اما چنین سیستم‌هایی در زیست‌شناسی، از‌ میلیون‌ها سال پیش وجود داشت. هماهنگی‌هایي بین اجزای این سیستم‌ها وجود دارد و سیستم خودش را سامان می‌دهد و از مخاطراتی که در مقابلش وجود دارد، جلوگیری می‌کند و خواصی از خودش بروز می‌دهد که در اجزای آن وجود ندارد، یعنی خواص پیدایشی (یا emergent properties). این خواص اول در سیستم‌های زیستی به وجود آمده است. به این صورت که اگر شما تک‌تک اجزا را در کنار هم قرار دهید، کلیتی پدید می‌آید که مجموع ریاضی تک‌تک اجزا نیست. برای مثال اگر مغز انسان و نورون‌ها را که در حقیقت سلول‌های مغزی هستند در نظر بگیرید، این سلول‌ها خواصی دارند. اگر این سلول‌ها را در کنار هم قرار دهیم،  نوعی خواص پیدایشی به نام ذهن پدیدار می‌شود. ولی ما در آزمایشگاه نمی‌توانیم چنین کاری کنیم. ما هنوز نمی‌دانیم مبنای پدیدآمدن خواص پیدایشی چیست. در فیزیک همچنین خواصی به وجود می‌آید. در این حالت، خاصیت یک کلیت برابر با مجموع خواص تک‌تک اجزای آن نیست. به چنین سیستم‌هایی، سیستم‌های ارگانیک یا به‌هم‌پیوسته می‌گویند. ما در موتور یک خودرو،  نقش هر جزء  را در ارتباط با کلیت آن می‌بینیم و اگر آن را به اجزایش تبدیل کنیم، دیگر آن کارایی را ندارد. به بیان دیگر در فیزیک و مکانیک می‌توان از روی خاصیت تک‌تک اجزا به کلیت آن پی برد، اما درباره سیستم‌های زیستی، نمی‌توان از روی خواص تک‌تک اجرا به خاصیت کل رسید. خلاصه آنکه در مکانیک ممکن است از روی خواص اجزا، به کارایی کل پی برد، اما در علوم زیستی این کار امکان‌پذیر نیست.
 این وضعیت در همه علوم زیستی به این صورت است؟
بله، در روان‌شناسی هم اصطلاحی داریم به نام روان‌شناسی گشتالت که شما پدیده‌ای را مانند روان‌شناسی انبوه بررسی می‌کنید. برای مثال یک گروه سرباز را در نظر بگیرید، هرچند  ممکن است تک‌تک آنها از جنگ بترسند، اما وقتی همه با هم متحد و جمع می‌شوند، خواص تجمعی پدیدار می‌شود که هیچ ترسی از جنگیدن ندارند. خواص تجمعی هنوز هم برای ما بسیار ناروشن است. این خواص خود را در سیستم‌های فیزیکی هم نشان می‌دهد. باید در نظر داشت هرچند خواص ماکروسکوپیک مواد از خواص میکروسکوپیک آن سرچشمه می‌گیرد، اما نمی‌توان این خواص را از خواص میکروسکوپی نتیجه‌گیری کرد. یکی از مثال‌های این موارد، خاصیت سمی مواد است. ما هنوز نمی‌دانیم  مواد چگونه باید در کنار هم قرار گیرند که خاصیت سمی‌بودن آن ماده بروز کند. برای بررسی این خواص باید مدل‌سازی چندمقیاسی انجام داد. خواص پیدایشی باید در مقیاس کلی در نظر گرفته شوند. در مقیاس بزرگ ما هنوز نتوانسته‌ایم بفهمیم که این مولکول‌ها چطور با هم متحد می‌شوند که ماده‌ای در آزمایشگاه سمی می‌شود. اگر بخواهیم مثال بزنیم، من ترک و شکستگی مواد را مثال می‌زنم که خود من خیلی روی‌ آن کار کرده‌ام. اگر ترکی در ماده‌ای ایجاد شود، ترک ابتدا در مقیاس اتمی شروع می‌شود یعنی پیوندهای اتمی ماده ترک پیدا می‌کنند و این ترک شروع به حرکت می‌کند و زمانی به ترک قابل مشاهده تبدیل می‌شود که از چند مقیاس رد شده باشد. اگر شما بخواهید پدیده شکستگی مواد را بررسی کنید باید خودتان را در چند لول یا سطح قرار دهید. یک ‌بار ما این شکست را در سطح ماکروسکوپی و بار دیگر در سطح یا مقیاس اتمی بررسی می‌کنیم. البته در نظر داشته باشید وقتی درباره پیستون خودرو صحبت می‌کنیم، لازم نیست به بررسی خواص مواد در سطح اتمی بپردازیم، اما اگر بخواهیم در علوم زیستی پژوهش کنیم، مجبوریم این لول‌ها و سطوح مختلف را به هم متصل کنیم. برای مثال،  ما هم‌اکنون در زمینه تعامل میدان‌های خارجی مانند امواج ماکروویو با نورون تحقیق می‌کنیم. تخریبی که در آنجا صورت می‌گیرد، به عدم تعادل در ناقل‌های عصبی منجر می‌شود و درنهایت هم به این سطح می‌رسد که فرد در زمینه حافظه دچار اختلال یا بیماری خاصی شود. این اختلال در مقیاس‌های اتمی و نانو شروع می‌شود، اما برای آنکه ما بتوانیم این عارضه را ارزیابی کنیم، باید این مقیاس‌ها را به هم متصل کنیم.
 پژوهش‌های شما بیشتر در چه زمینه‌ای بود؟
ما در ایران و در دانشگاه شهید بهشتی در زمینه مدل‌سازی و شبیه‌سازی کار کرده‌ایم. نتایج بسیار خوبی هم به دست آورده‌ایم که قابل چاپ هم بوده و از تئوری‌های بسیار پیشرفته‌ای هم استفاده کرده‌ایم. پدیده‌های بزرگی که در طبیعت وجود دارد همه دارای سطح‌های متفاوت و زیادی هستند و اگر بخواهید وارد اینها شوید،  باید به سطح‌ها یا مقیاس‌ها و لول‌های پایین‌تر بروید، اطلاعاتی را بگیرید و به لول یا سطح بالاتر انتقال دهید، باید اطلاعات را از سطح اول به سطح دوم و از سطح دوم به سطح سوم و به همین ترتیب تا انتها انتقال دهید تا با این روش بتوانید پدیده را شناسایی کنید؛  به‌‌ویژه در مورد بیماری‌ها و مواردی مانند این. برای مثال برای بررسی دقیق‌تر یک بیماری ممکن است پژوهش را از سطح ژن شروع کنید که اتصالات ژنتیکی‌تان یا پیوندها چطور پاره شدند، سپس بررسی کنید این ژن چطور باعث تخریب یک پروتئین شده است و این تخریب چگونه موجب ازبین‌رفتن سلول می‌شود و درنهایت به بیماری سرطان ختم می‌شود. بنا براین، برخورد چندمقیاسی، باید در حل این‌گونه مسائل به کار رود.
 ما برای اطلاع‌رسانی پیشرفت‌های علمی که در سال‌های اخیر اتفاق افتاده که نسبت به پیشرفت‌های سال‌های قبل بسیار متفاوت است، چه معیارهایی را باید در نظر بگیریم؛ هم برای اینکه بتوانیم اطلاع‌رسانی دقیقی برای مردم انجام دهیم و هم برای اینکه بتوانیم افراد جدیدی را به این حوزه‌ها علاقه‌مند کنیم تا یک خواست عمومی برای سرمایه‌گذاری در این حوزه‌ها ایجاد شود؟
اتفاقاتی که اکنون در ایران در حوزه پژوهش در حال وقوع است،  نسبت به 20 سال پیش به‌صورت ریشه‌ای فرق کرده است. یک زمانی اگر یک مقاله فرد ایرانی در نشریات معتبر خارجی چاپ می‌شد، افراد جشن می‌گرفتند زیرا این اتفاق زیاد روی نمی‌داد، اما اکنون اکثر دانشجویان دکترای ما مقالات چاپ‌شده در بهترین نشریات دارند. برخی هم پیش از این می‌گفتند  بعضی از کشورها حاضر نیستند مقالات ما را چاپ کنند، اما من چنین ادعایی را باور ندارم. من قبول ندارم که آنها تبعیض قائل می‌شوند. اگر کسی حرفی برای گفتن داشته باشد، آنها مقاله را چاپ می‌کنند. اما مشکل اصلی ما این است که  متد پژوهش را بلد نیستیم. فکر می‌کنیم اگر داخل آزمایشگاهی برویم یا یک مسئله را از نظر عملی حل کنیم، این موضوع باید در بهترین نشریات خارجی چاپ شود. اما باید دانست  در هر دانشی حلقه‌های مفقوده‌ای وجود دارد که ما باید آن حلقه‌ها را پیدا کنیم،  یعنی به دانش‌مان باید اضافه کنیم. اگر درباره  پدیده‌ای نظریه‌پردازی کنید، این پژوهش قابل چاپ است. چنین نظریه‌پردازی‌هایی هم همیشه پیچیده نیست. مهم این است که بتوان با استفاده از یک نظریه، پدیده‌ای را توضیح داد. دانشجویان دکترای ما می‌خواهند با استفاده از روابط ریاضی پیچیده، غامض‌ترین مسائل نظری را حل کنند اما به نظر من، اهمیت نظریه‌پردازی‌هایی که کاربرد هم داشته باشند، بهتر است. من خودم در سخنرانی علمی هیچ‌گاه از روابط ریاضی و فرمول‌ها استفاده نمی‌کنم. بهترین معلم ما هم در این زمینه «آلبرت اینشتین» است. ما با استفاده از ریاضیات ساده هم می‌توانیم نسبیت را درک کنیم چون «اینشتین» روی فیزیک این موضوع تکیه کرده است. برای مثال بارها مردم از من می‌پرسند نانو یعنی چه و من تلاش می‌کنم با استفاده از زبان ساده، مفهوم نانو را برای آنها بیان کنم و در بسیاری از موارد هم افراد به‌شدت به این موضوعات علاقه‌مند می‌شوند.
 وضعیت پژوهش در ایران را چگونه ارزیابی می‌کنید؟
در ایران تعداد کمی هستند که پژوهش می‌کنند چون سیستم طوری بنا شده که برای آموزش ارزش قائل است. البته در چند سال اخیر به موضوع انتشار مقاله برای ارتقا اهمیت دادند که همین تأکید روی انتشار مقاله، مشکلاتی را هم پدید آورده است. مشکل بعدی هم تبلیغات غیرواقعی و بزرگ‌نمایی است. برای مثال ممکن است در کشوری، پژوهشگران ژن یک بیماری را کشف کنند. در این حالت، رسانه‌ها، خبر این کشف را اعلام می‌کنند، اما مسئولان سیاسی درباره  این کشف اظهارنظر نمی‌کنند. اما در ایران، پیش از آنکه موضوعی اثبات یا تأیید شود، آن را تبلیغ می‌کنند که وجهه خوبی ندارد. البته در سال‌های اخیر این وضعیت کمی بهتر شده است. علم نیاز به تبلیغ‌های این‌گونه ندارد. علاوه بر این باید به پژوهش‌های خاص هم پروبال‌ داد. اطلاع‌رسانی باید همراه با صداقت باشد، نباید دروغ گفت و درباره چیزی که اطلاع نداریم نباید صحبت کنیم. تا زمانی که پژوهش و تولید همراه نباشد،  ما از محصولات دیگران تقلید خواهیم کرد.


دیدگاه‌ها(۰)