Шрифт:
Закладка:
Современная физика, химия и биология подошли к такому рубежу, когда наметился общий подход к самым далеким явлениям, на самых разных уровнях — от элементарных частиц до думающего мозга. Такое взаимопонимание породили физика и ее сестра математика. Значит ли это, что химические или, скажем, биологические процессы не имеют своей «особинки», своей специфики?
Живое и неживое. Существо и вещество… Они составлены из одинаковых «кирпичиков». Но разве не отличить холодную статую от живого оригинала, пусть даже она схожа с ним, как две капли воды?
Рассказывают, в музее мадам Тюссо в Лондоне представлены восковые копии некоторых усопших знаменитостей. Сделанные в натуральный рост, с мерно вздымающейся и опускающейся (от моторчика) грудью, с мигающими ресницами, искусно подкрашенные, они так похожи на живых людей, что смущенные посетители невольно отшатываются: уж не мертвецы ли воскресли?
Нет, это куклы. Правда, воск — скопление органических веществ. Живая ткань — тоже. Тем не менее никому еще не удалось вдохнуть жизнь в мертвую статую подобно мифическому Пигмалиону. Впрочем, что там живой организм! Биохимики не знают еще, как синтезировать простейшие клеточные «детали».
Помните, у Чехова: дважды два — стеариновая свечка? Если бы органические молекулы и вправду подчинялись арифметике! Как это было бы хорошо! Для математики. И как это было бы плохо… для математиков.
Да, конечно, живое от неживого отделено незримым барьером. И, конечно, биологии свойственны свои закономерности. Взять, к примеру, мозг. Он состоит из 15 миллиардов клеток. Молекулы любой клетки из миллионов атомов. Это ни в коей мере не означает, что нам достаточно проинтегрировать (просуммировать) сведения об атомах, чтобы из кусочков составить мозаичное панно под названием «Мозг».
Шедевр инженерного искусства природы, заключенный в нашей черепной коробке, собран из сравнительно простых деталей. Но в том-то и беда, нет, вернее, в том-то и счастье, что свойства этих элементов неаддитивны! Таким термином математик обозначает нарушение обычного закона сложения. Действительно, мозг не просто арифметическая сумма клеток. Напротив, это сложнейший мир, изумительный своей гармоничной целостностью, намного превосходящий богатством функций любую индивидуальную клетку. Вот почему физика и химия, даже во всеоружии математических идей, не способны подменить науку о жизни — биологию.
Впрочем, они вовсе и не собираются этого делать!
Ясно, что изучение стройматериалов еще не есть архитектура. Тогда, выходит, оправдано существование межей на ниве знаний? Нет, тысячу раз нет! Математики, физики, химики и биологи — это не армии, выведенные на линию огня. Более того: они не просто представители держав, мирно сосуществующих по разные стороны от бдительно охраняемой границы. Это, если так можно выразиться, дружные бригады рабочих, врубающихся в гранит науки. С разных концов, но с единой целью — ради победы разума над незнанием.
На первый взгляд подобное умозаключение выглядит трюизмом — этакой банальной, избитой истиной, затертой, словно старый пятак. Между тем инерция традиций дает себя знать до сих пор, особенно среди биологов. Не умолкают дискуссии: принимать или не принимать физические и математические идеи в арсенал биологических методов? Дескать, «зачем»? Биология запросто обходилась и без них. А поветрие всеобщей математизации — не более как дань скоропреходящей моде. Так ли это?
Быть или не быть? Вот в чем вопрос квантовой биологии.
Предоставим слово видному советскому биофизику профессору Тумерману.
— Как и все новое, — говорит Лев Абрамович, — свежие идеи прокладывают себе путь не без борьбы и сопротивления. Что ж, это естественно. Мне хотелось бы все же разъяснить одно недоразумение. Достаточно произнести слова «квантово-механическая биология», как в воображении людей (особенно тех, кто далек от физики) всплывают страницы, испещренные двухэтажными курсивами дифференциальных уравнений, змееподобными зигзагами интегралов, многоярусными колонками цифр — другими словами, головоломными расчетами, сложнейшими формулами, абстрактной символикой. Как тут не отшатнуться приверженцу классической биологии! А напрасно. К величайшему сожалению для физиков-теоретиков, но, правду сказать, к тайной радости для нас, физиков-экспериментаторов, пока что рано говорить о тотальной квантово-механической математизации биохимии и биологии.
Действительно, точному квантово-механическому расчету поддается пока лишь весьма немноголюдная «компания» биологических систем — раз, два и обчелся. Не мозг. Не клетка. Даже не белковая молекула. Всего-навсего отдельные звенья биологически важных полимеров. Как говорится, не густо. Причем речь идет об упрощенных полуколичественных оценках.
Но разве можно по первым скромным удачам судить о перспективах новой науки? Тем более что точные математические подсчеты вовсе не исчерпывают содержания, вкладываемого в понятие «квантово-механическая биология»!
Важны не только и не столько квантово-механические расчеты, хотя их роль и не следует преуменьшать. Поиск интимнейших молекулярных механизмов, которые управляют всеми движениями «души» и тела, — вот на что нацелены усилия первопроходцев неизведанной научной целины. Ибо трижды прав Энгельс: биология есть химия белка…
Вглядитесь в то неописуемое выражение страдания, которое родосские скульпторы Агесандр, Афинодор и Полидор придали облику Лаокоона, изнемогающего в схватке с питоном. Вглядитесь и вдумайтесь: и безысходное отчаяние Лаокоона, и тупая жестокость питона, и, наконец, вдохновение скульпторов, создавших бессмертное изваяние, — все это работа сложной химической лаборатории, которую являет собой живой организм.
А нельзя ли любовь описать химическими уравнениями?
Перефразируя известное изречение Сеченова, можно сказать: смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге, — за всем этим стоят удивительные химические метаморфозы.
Положим, вы любите сладкое. Однако сколько бы пирожных или конфет вы ни съедали зараз, концентрация сахара у вас в крови будет оставаться на неизменном уровне — около миллиграмма в миллилитре. И вот почему. Железы внутренней секреции выделяют специальное вещество — инсулин. Это гормон. Иными словами, катализатор. Он превращает избыток сахара, вернее, ускоряет его превращение в нерастворимый гликоген, оседающий в печени. Допустим теперь, что вы намеренно ограничиваете себя в сладостях и в продуктах, содержащих крахмал. Значит ли это, что содержание сахара в вашем организме упадет? Ничуть. Другие железы выбрасывают в кровь адреналин. Он катализирует обратный процесс — переход гликогена в растворимый сахар.
Такая химическая система обратной связи способна компенсировать, уравновешивать внешние воздействия, поддерживая то или иное качество нашего организма в пределах нормы. Даже при большой мышечной или нервной нагрузке.
Например, возбужденные болью нервные клетки усиленно потребляют сахар и соединения фосфора, выбрасывая в кровь соли кальция. Выделение химического вещества адреналина, вызванное болью, страхом, гневом, яростью, подталкивает работу печени, поставляющей организму биохимическое «топливо» —
