Новый Мир Новый Мир - Новый Мир ( № 8 2007)
Уже есть пять теорий суперструн; они дали также новую жизнь десятимерной теории супергравитации. И все они развиваются, переливаются друг в друга, совершенствуя и обобщая друг друга, и этот процесс обязательно приведет к единой теории, к пониманию того, как чарующе элегантно устроен наш мир и наша Вселенная3. Но и сегодня, как и четыреста лет назад, остаются правдой слова Галилея: “Здесь скрыты столь глубокие тайны и столь возвышенные мысли, что <…> радость творческих исканий и открытий продолжает существовать”. А рядом с ними — очарование…
Великий путь познания прошла химия — от древней алхимии до современной науки, достигшей верхнего горизонта — способности детектировать и распознавать отдельную, одиночную молекулу, пространственно фиксировать ее и перемещать, измерять все ее свойства, включая электропроводность, химические преобразования и функционирование. Химия освоила современные физические технологии, достигнув умения не только наблюдать процессы преобразования молекул за фантастически короткие времена 10-15 секунды, но и управлять ими. И сейчас идет гонка за времена 10-18 секунды…
В химии появилось осознание своего собственного Великого Объединения: в ней есть шестнадцать базовых атомных орбиталей — электронных волновых функций, своеобразных “химических нот”4. И как из комбинации простых шахматных ходов слагаются бесконечные шахматы, как из семи музыкальных нот рождается волшебная и вечная музыка, так из шестнадцати простых атомных орбиталей — химических нот — сотворена могучая и неисчерпаемая химия, построен весь атомно-молекулярный мир, создана вся химическая архитектура мира и его самого сознательного элемента — Человека. Вся природа — и неживая, и живая — построена на фундаменте, сложенном этими шестнадцатью атомными орбиталями.
Но самые впечатляющие, завораживающе прекрасные открытия делает биология. Двигаясь по дорогам вслед за Творцом, она приносит то, что не может не вызывать восторга. Посмотрите, как восхитительно устроен и красиво функционирует генетический аппарат. А как безупречно работают молекулярные машины — ферменты, снабжающие организм аденозинтрифосфатом, главным энергоносителем в организме. И эти энергоснабжающие машины производят энергоноситель в огромном количестве — в сутки половину веса организма; это количество покрывает все потребности организма на все процессы — от проницаемости клеточных мембран до сокращения мышц и запоминания…
А как прекрасна ДНК-полимераза — фермент, ответственный за деление клеток, за размножение и воспроизведение всего живого на Земле. Это комбайн, составленный из нескольких молекулярных машин, каждая из которых выполняет свою функцию, действуя изумительно согласованно с другими. Этот комбайн движется по двойной спирали ДНК, расплетает ее на одиночные нити, принимает подаваемые ему нуклеотиды (а их приносит транспортная РНК), отбирает нужный, соответствующий заданному коду, затем присоединяет его к нити ДНК, а та не только “шьет” новую нить ДНК, но еще и сама исправляет ошибки, которые она изредка допускает в своем “швейном” деле. При этом новые нити строятся сразу на обеих “старых”. Это восхитительно прекрасный процесс редупликации ДНК. Привыкнуть к чему-либо — значит потерять очарование, но к тому, что делает ДНК-полимераза, привыкнуть невозможно…
Изумительно устроены и функционируют синапсы — структурные элементы нейронов, где происходит запоминание, рождаются мысли и мышление; восхищает работа кинезина — молекулярного двигателя-извозчика, доставляющего нейромедиаторы из аппарата Гольджи в синапс. Не может не вызывать восхищения микросома — структура, способная свернуть двухметровую спираль ДНК в шарик микронного размера. Или таинство экспрессии генов… А как волшебно устроена иммунная система… И, конечно, рождает восхищение потрясающая согласованность огромного каскада биохимических реакций, обеспечивающих жизнь организма строительным материалом, энергией и исполнением его разнообразных функций. Современная биология — самая энергичная наука, поражающая своими открытиями в познании самой жизни и ее вершины — мышления. И конца этой дороги познания не видно; и всегда биология будет источником очарования. По мнению автора, в сегодняшней науке есть две самые горячие точки — суперструны и молекулярная биология, и обе они чарующе прекрасны.
“Вне науки” и “вне современной науки”
Здесь заключена интрига вопросов: есть ли вещи непознаваемые, как отличить их от вещей непознанных, беспредельна ли наша способность познания мира? Есть ли вещи вне науки? Но и в последнем вопросе скрыто два: “вне науки?” или “вне современной науки?”. Разница между ними такая же, как между любовью ко всему человечеству и любовью к одному, конкретному человеку.
Во времена Аристотеля вне науки было электричество. Но при Фарадее оно стало элементом цивилизации; зато вне науки оставались лазеры, радиоактивность, компьютеры, мобильный телефон, телевизор и многое другое, что входит в понятие современной цивилизации. Еще недавно, десяток лет назад, в химии даже не возникало мысли об одиночной молекуле как объекте исследований и познания. А сегодня это прекрасно освоенная область химии. И уже создан транзистор на одной молекуле, появились одномолекулярные магниты и реальны контуры новой технологической цивилизации — молекулярной электроники, в которой функциональными элементами служат одиночные молекулы5.
Еще недавно говорить о влиянии магнитного поля на химические реакции считалось признаком постыдного невежества, это было вне науки. А сегодня утвердились новые области — спиновая химия, химическая радиофизика, химическая поляризация ядер; они принесли крупные открытия новой, магнитной изотопии и новых, магнитно-спиновых эффектов. Здесь наука разрушила старые догмы и предрассудки и принесла новую правду.
Еще недавно даже в мыслях не допускалось участие парамагнитных состояний в производстве главного энергоносителя в организме — аденозинтрифосфата; теперь же это участие доказано. Отсюда следует возможность магнитной поляризации ядер фосфора при ферментативном синтезе аденозинтрифосфата, возможность энергетической накачки ядерного зеемановского резервуара и радиоизлучения этого резервуара (в химических реакциях это уже известно — мазер с химической накачкой). А отсюда шаг до физических основ телепатии, которая сегодня, бесспорно, вне науки.
И такими неожиданными и почти волшебными превращениями явлений и событий из состояния “вне науки” в состояние “так и должно быть” полны физика, химия и особенно биология. Чудо — это то, что не имеет причины. И потому поиск причин “вненаучных чудес” и включение в ряд “законных” научных находок есть одно из великих очарований науки.
Все сказано на свете:
Несказанного нет.
Но вечно людям светит
Несказанного свет.
(Новелла Матвеева)
Именно этот чарующий свет непознанного зовет людей науки… У них это профессиональная гонка за новым, неизведанным. Тайна всегда пленительна и очаровательна. “Самое прекрасное и глубокое переживание, выпадающее на долю человека, — это ощущение таинственности. Оно лежит в основе религии и всех наиболее глубоких тенденций в искусстве и в науке. Тот, кто не испытал этого ощущения, кажется мне если не мертвецом, то, во всяком случае, слепым” — это Эйнштейн6.
И это не по И. П. Павлову, не по его условным рефлексам, ибо новое обещает не только приятное, но и может грозить опасностями. Погоня за новым — это не гонка за удовольствиями. “Только очарование, сопровождающее науку, способно победить свойственное людям отвращение к напряжению ума” (Гаспар Монж).
Есть ли непознаваемое?
Научное творчество, как и всякое творчество, есть превращение непредсказуемого в неизбежное. Но все ли поддается такому превращению? Одно из очарований науки — соблазн найти ответ на этот вопрос. Известно, что единственная борьба, в которой приятно проигрывать, — это борьба с соблазнами…
Самый трудный вопрос — почему? Почему так совершенны совершенные теории? Почему эвклидова геометрия и ньютоновская механика так точно описывают макромир, а квантовая механика — микромир? Почему так точны уравнения Максвелла и теории относительности? Почему мир существует с такими фундаментальными константами? Почему существует сознание, откуда оно взялось? Почему в живых организмах все белки построены из “левых” аминокислот (вращающих плоскость поляризации света по часовой стрелке), а все полисахариды — из “правых” молекул? Почему нейромедиаторы синтезируются в одном месте, а работают в другом? Почему так чбудно устроена рибосома? Даже если мы хорошо поймем, как работают нейроны и синапсы — эти структурные элементы мозга, где формируется память, где происходят химические реакции запоминания и считывания памяти (а к этому упорно и успешно идут современные нейрофизиология и нейрохимия), — это не будет ответ на вопрос “почему”. Можно догадываться, как происходит мышление, как генерируются мысли, как происходит синтез новых знаний и идей на базе известных, заложенных в синапсах. Похоже (и подсказки дает микроэлектродная техника современной нейрофизиологии), что это происходит как согласованная, совместная, когерентная работа ансамблей синапсов, но что стимулирует их когерентность — вопрос открытый, и не видно, как искать ответ.
