Từ ADN đến vũ trụ hay là sự tiến hoá theo nguyên lý con số của các hệ thống tự nhiên

I.Đặt vấn đề:

Trong những năm vừa qua, khoa học đã tiến sâu vào những hiểu biết về cấu trúc vật chất và vũ trụ. Người ta hiểu rằng vũ trụ là một hệ continuum về không - thời gian, đã tiến hoá từ thế giới các hạt cơ bản đến thế giới các nguyên tố hoá học, từ thế giới các nguyên tố hoá học đến thế giới của các vật thể vĩ mô, các thiên thể và từ đó xuất hiện những vật thể sống trong đó có con người biết tư duy. Người ta cũng phát hiện vũ trụ bị chi phối một cách chặt chẽ bởi các định luật tự nhiên và các hằng số vật lý cơ bản.

Cách đây hơn 30 năm trong một Hội nghị Quốc tế họp tại Ý (18 - 25/9/1972), nhà vật lý nổi tiếng người Anh là Dirac đã đặt vấn đề khoa học cần tập trung nghiên cứu ý nghĩa của các hằng số không thứ nguyên(dimentionless constants) như: hằng số cấu trúc tinh tế 1/137, tỷ số khối lượng electron/prôtôn 1/1836, và các hằng số vũ trụ khác như tỷ số tương tác mạnh / lực hấp dẫn cỡ 10 ⁴⁰và tuổi vũ trụ cỡ 10 ⁴⁰đơn vị thời gian cơ bản. Con số 10 ⁴⁰cũng còn xuất hiện trong nhiều tỷ số vũ trụ khác nữa.

Vì là những hằng số không thứ nguyên nên những tỷ lệ này đều là những thang bậc của cấu trúc vật chất mà không phụ thuộc vào hệ đơn vị chúng ta chọn. Đó là những tỷ lệ mà thế giới vật chất phải tuân theo trong quá trình hình thành cũng như sự tương tác của chúng.

Trong cuốn “ Các hạt, lượng tử và sóng”, nhà vật lý người Nga là Xmôrôđinxki đã viết “Dường như vũ trụ của chúng ta được xây dựng theo một cách mà tất cả thang đo của nó được quy định bởi một số những định luật vẫn chưa được biết”.

Người ta nhận thấy hàng loạt những định luật vật lý được thể hiện một cách tuyến tính theo các con số. Chẳng hạn các nguyên tố hoá học trong bảng Menđêleep phụ thuộc vào trật tự số các ô trong bảng là những dãy số tự nhiên. Công thức về dãy quang phổ cũng phụ thuộc vào tuyến tính bằng số nguyên tử N biểu diễn trong công thức.

Tình hình đó đã khiến Bernard d Espagnat, một nhà vật lý Pháp đã đề nghị phải quay trở lại với quan điểm của Pitago về con số.

Trong bài này chúng tôi bước đầu giới thiệu một số nguyên lý về con số trong hệ thống sinh học.

II. Nguyên lý Pitago và các con số trong hệ thống sinh học:

Cách đây hơn 2500 năm nhà toán học cổ Hy Lạp là Pitago đã phát hiện số ngón lớn hơn 5, mặc dù ngón của các chi là bộ phận chịu rất nhiều đột biến. Dường như sự tiến hoá chỉ dừng lại ở con số 5 ở các chi động vật linh trưởng khiến loài người chúng ta ngày nay có 10 ngón ở hai bàn tay và từ đó nhân loại đã đếm trên cơ sở số 10. Ta có thể xem con số 5 ngón ở bàn tay là một đột biến tới hạn (uppermost leve).

Ta cũng gặp một đột biến tới hạn như vậy ở các đốt sống cổ ở động vật có vú. Tất cả các động vật có vú, từ những động vật cổ dài nhất như trâu, bò, ngựa, hươu cao cổ ... đến những động vật cổ ngắn nhất lợn. voi và các voi ... tất cả chỉ có 7 đốt sống cổ!

Cho đến nay sinh học chưa có một cách cắt nghĩa nào cho hiện tượng này. Tuy nhiên nếu chúng ta chấp nhận tiên đề của Pitago về nguyên lý “vũ trụ bị chi phối bởi con số, trong đó có số 10” thì điều này sẽ trở nên dể hiểu.

Ta cũng tìm thấy con số 10 xuất hiện trong nhiều thang bậc cấu trúc của vật chất:

- Cấu trúc ADN:

Chúng ta đều biết ADN là một mạch xoắn kép được nối với nhau bởi các cặp bazơ nuclêôtit. Điều đặc biệt là một chu kỳ xoắn của ADN (dạngB) có đúng 10 cặp nuclêôtit, và một chu kỳ xoắn bằng đúng 34 A ⁰. Điều đáng chú ý đó là lần đầu tiên con số 10 xuất hiện trong các hệ thống sống.

- 10 ngón ở hai bàn tay:

Ở đây con số 10 lại xuất hiện ở con người là sinh vật tiến hoá nhất.

- 10 thiên thể trong thái dương hệ:

Cho đến nay chúng ta mới chỉ biết sự sống có mặt trên trái đất. Và trong thái dương hệ của chúng ta, con số 10 lại xuật hiện: mặt trời và 9 hành tinh.

- Con số 10 trong bảng Menđêleep:

Bảng Menđêleep gồm 92 nguyên tố tự nhiên có mặt trên trái đất. Nguyên tố cao nhất là Uranium 92. Những nguyên tố trên 92 gọi là các nguyên tố siêu Uran, đều là những nhân tố nhân tạo.

U92 là nguyên tố phóng xạ. Sự phóng xạ diễn ra nhiều bậc và dừng lại ở nguyên tố chì Pb82. Ta thấy từ U92 đến Pb82 có 10 bậc (10 ô trong bảng Menđêleep).

Mỗi ô trong bảng Menđêleep có thể có nhiều đồng vị. Điều kỳ lạ là không có nguyên tố nào có số đồng vị trên 10. Nguyên tố có số đồng vị cao nhất, 10 là nguyên tố thiếc Sn.

- Vật lý vũ trụ ngày nay cũng đã bàn đến một vũ trụ có 10 chiều không gian mà sự tiến hoá đã rút gọn xuống còn vũ trụ 3 chiều không gian và một chiều thời gian.

III. Con số 4 trong hệ thống sinh học và vũ trụ:

Theo quan điểm của Pitago, con số 4 chiếm vị trí đặc biệt trong 10 con số tự nhiên đầu tiên. Lý do là 4 là một mã ẩn của 10, theo nghĩa: 1+2+3+4 = 10.

Cùng với sự có mặt của con số 10 trong ADN và các hệ thống tự nhiên. Ta cũng gặp con số 4 trong ADN và nhiều hệ thống vũ trụ khác.

- 4 nguyên tố cơ bản của Prôtein: Các Protit - thành phần cơ bản của các tổ chức sống - được cấu tạo chỉ từ 20 axit amin. Các axit amin này đều cấu tạo từ 4 nguyên tố cơ bản là Cacbon (C), Hyđrô (H), Oxy (O) và Nitơ (N).

- 4 bazơ nuclêôtit: Các axit amin được mã hoá bởi trật tự của các bazơ nuclêôtit. Các bazơ nuclêôtit chỉ có 4 loại trong ADN là Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) và Xytozin (Xytozin), (trong ARN, Thymin (T) được thay bằng Uraxin (U).

- Nguyên tố cácbon C có 4 hoá trị:

C là nguyên tố hoá học cơ bản nhất của các chất hữu cơ, 4 điện tử của lớp ngoài cùng của C nằm trên 4 đỉnh của tứ diện đều, có 4 góc hoá trị đều bằng 109 ^°28’. Pitago cũng đã từng phát biểu về tầm quan trọng của tứ diện đều (tetra ede ).

- Con số 4 trong các hệ thống khác:

Vật lý cơ bản cho biết vũ trụ của chúng ta chỉ có 4 lực tương tác chính (tương tác hấp dẫn, tương tác điện từ, tương tác yếu, tương tác hạt nhân). Các điện tử trong nguyên tử được xác định bởi 4 số lượng tử. Năng lượng của sự sống trên trái đất bắt nguồn từ năng lượng của mặt trời. Năng lượng này là kết quả của sự tổng hợp hạt nhân: 4H → 1He + Năng lượng.

Con số 4 cũng có mặt ở khắp trong vũ trụ vì tất cả các thiên thể đều hình cầu và diện tích mặt cầu nào cũng bằng 4 lần diện tích hình tròn lớn nhất của nó.

IV. Con số 9 và 10:

Trong toán học dãy số tự nhiên có thể bắt nguồn từ 1 hoặc 0:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10...

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9...

Như vậy ở một số trường hợp con số 9 có thể coi là số tự nhiên thứ 10.

Ta bắt gặp một sự thể hiện như vậy trong rất nhiều tổ chức sống:

- 9 + 1 bó sợi trong đuôi tinh trùng: cắt ngang đuôi một tinh trùng ta thấy tất cả các tinh trùng đều có 9 bó sợi tạo thành đuôi nằm xếp xung quanh một bó sợi ở trục giữa.

- 9 bó sợi trong trung tử (centiole): các tế bào động vật khi phân chia đều được hướng dẫn bởi các cặp trung tử, mỗi cặp gồm 2 ống, mỗi ống có 9 bó sợi nằm xếp xung quanh một tâm, mỗi bó có 3 vi ống (microtubule). Như vậy mỗi ống có 3 x 9 = 27 vi ống. Một cặp trung tử có 2 x 27 = 54 vi ống. Khi tế bào phân chia cặp này được nhân đôi thành 2 cặp, mỗi cặp đi về một phía của tế bào mới sẽ hình thành.

Kết quả là tế bào đang phân chia sẽ có 2 cặp trung tử gồm 108 vi ống. (4)

Con số 108 có thể coi là một hằng số sinh học và con số này còn có mặt trong nhiều hằng số vũ trụ khác. Về mặt toán học con số 9 (tức 10) có thể coi là con số tới hạn để có thể lập một ma phương cơ sở, 3 hàng, 9 ô trong đó chỉ có một cách sắp xếp duy nhất để cho tất cả các hàng và các đường chéo có tổng = 15 (trong kinh dịch đó là đồ hình Lạc thư).

V. Con số 23 NST của cơ thể người:

Mới thoáng nhìn người ta có thể nghĩ rằng con số 23 này không liên quan gì đến con số 9 hay 10. Nhưng 23 là một số nguyên tố. Nếu xét về phương diện đó thì 23 là số nguyên tố thứ 9.

Con người chúng ta nhận con số 23 NST liệu có mang một ý nghĩa gì không?

Thật kỳ lạ chúng ta sẽ thấycon số 23 này liên quan đến số ngày của bào thai trước khi ra đời (276 ngày) và con số tuổi thọ tối đa của con người (100 năm).

Người ta thường nói “Trăm năm trong cõi người ta” và thời gian thai nghén là “Chín tháng mười ngày” (Âm lịch).

Nếu lấy chín tháng âm lịch xen kẽ 30 ngày và 29 ngày thì 9 tháng 10 ngày sẽ có số ngày sau:

(30 + 29 + 30 + 29 + 30 + 29 + 30 + 29 + 30 + 10 = 276)

Thật là một sự trùng hợp đáng ngạc nhiên: nếu ta lấy tổng của các số tự nhiên từ 1 đến 23 ta sẽ được con số của thời gian thụ thai:

1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 11 + ... + 23 = 276

Nếu lấy tổng của 9 số nguyên tố đầu tiên (từ 2 đến 23) ta sẽ có con số 100:

2 + 3 + 5 + 7 + 11 + 13 + 17 + 19 + 23 = 100

Ta sẽ gặp nhiều sự trùng hợp khác nữa trong hệ thống sống và trong các tổ chức vũ trụ, ở đây chỉ nói thêm về con số 365

VI. Sự xuất hiện của con người khi 1 năm có 365 ngày:

Con số 365 ngày là số lần tự quay của Trái đất khi hết một vòng xung quanh Mặt trời. Nhưng vào thời khủng long tốc độ quay của trái đất nhanh hơn, một năm lúc đó có 390 ngày và con số giảm dần xuống 380, 370 và ngày nay là 365. Sự thay đổi này được vật lý thiên thể cắt nghĩa bằng sự hãm dần tốc độ tự quay của trái đất, của lực thuỷ triều do mặt trăng gây nên. Nhưng con số 365 không phải là con số bất kỳ. Nó là nghiệm của một phương trình số học đặc biệt: a ²+ b ²+ c ²= d ²+ e ², trong đó để a, b, c, d, e là những số nguyên liên tiếp thì chỉ có một trường hợp:

Sự trùng hợp đặc biệt là con người xuất hiện khi số ngày trong một năm nhận con số 365. Nếu sự tiến hoá đã dẫn đến việc xuất hiện con người sớm hơn thì chúng ta đã không nhận thấy ý nghĩa đặc biệt của con số này về mặt toán học. Đó là cái mà lý thuyết “con người là tiêu điểm vũ trụ” (Anthrropocentrisme) hiện đang bàn đến.

Con số 7 trong hằng số các đốt sống cổ của các động vật có vú nói ở phần đầu cũng chứa đựng trong nó một mã số liên quan đến tỷ số khoảng cách của trái đất đến mặt trời so với mặt trăng, các số nguyên tử trong 20 axit amin của sự sống con số 273 của độ không tuyệt đối, con số 238 của số hạt nhân U92 là nguyên tố tự nhiên cao nhất trong vũ trụ ( xem phần giải mã của chúng tôi về con số này trong tạp chí Khoa học – Công nghệ - Môi trường số tháng 3 – 1998).

Trên đây là một số những liên hệ bước đầu về mối tương quan giữa con số và các hệ thống của tự nhiên, vũ trụ trong đó có hệ thống sống. Sự phân tích mở rộng sẽ liên quan đến những vấn đề khác trong đó có vấn đề sự sống trong vũ trụ.