Текст книги "Быть человеком"

Ректор Принстонского университета во время первой поездки Эйнштейна в США назвал его «новым Колумбом науки, который в одиночку совершает свое плавание по океану мысли». Сейчас многотысячные армии ученых вместе со своими ускорителями и коллайдерами вторглись в просторы этого мирового океана мысли. На его познание тратятся огромные суммы денег с целью создания различных моделей экстремальных ситуаций, в которых может оказаться материя, чтобы, поняв происходящее, получить представление о возможных коллизиях нашей Вселенной. Когда-то эти коллизии уже происходили и могут повториться в будущем, и можно будет попытаться избежать или не допустить этой вероятности, если мы познаем законы и условия их возникновения.

Но даже и такие дорогостоящие исследования, вероятно, не откроют нам возможность делать предсказания на далекое будущее, так как решение физических уравнений может привести к хаосу. Ведь незначительное изменение одной-единственной компоненты системы может стать началом последующих изменений ее поведения, и результат получится совсем иной.

Если вращать колесо рулетки, оно каждый раз будет крутиться по-разному, останавливаясь на разных числах. Было бы не так – студенты-математики и физики приходили бы зарабатывать деньги в казино. В нестабильных и хаотических системах в общих случаях существует шкала времени, в которой маленькие изменения начального состояния ведут к двойному повышению размеров последующего эффекта. В случае, например, с атмосферой Земли шкала времени составляет около 5 дней – время, которое требуется воздушному потоку для совершения одного облета Земли. Именно в этот период существует возможность с определенной степенью точности предсказать погоду. Но если делаются прогнозы на более длительное время, то следует иметь широкий набор данных о состоянии атмосферы с целью применения их в весьма сложных и трудновообразимых расчетах. Делать прогнозы более чем на 6 месяцев на базе среднегодовых данных в настоящее время не представляется возможным.

Мы знаем также в основном и те законы, на основании которых протекают химические и биологические процессы. Поэтому, в принципе, мы должны были бы обладать возможностью определять и предугадывать, как функционирует наш мозг. Но уравнения, которыми при этом можно руководствоваться, показывают с вероятностью, граничащей с безошибочностью, хаотическое поведение нашего мыслительного центра. Даже в упрощенном ньютоновском законе тяжести уравнения могут быть точно решены только при наличии взаимодействия двух частиц. В случаях с тремя или четырьмя частицами уже необходимо применять уравнения с допущениями и приближениями, причем трудности быстро увеличиваются с увеличением количества частиц.

Существуют данные, согласно которым человеческий мозг содержит 10²⁶ элементарных частиц. Это количество настолько велико, что надежда на решение уравнений для того, чтобы можно было предположить, предугадать и предопределить поведение человеческого мозга на основании параметров начальной стадии и последующих данных, получаемых от наших органов чувств, практически ничтожна.

В действительности мы еще не в состоянии определить и зафиксировать эту начальную стадию. В ситуации с той же БА никакие результаты, полученные посредством применения самых последних достижений исследовательской техники, многие годы не позволяли определить никаких патологических отклонений в мозге, кроме как посредством вскрытия.

И даже если мы еще не отошли в потусторонний мир и, предположим, согласны на трепанацию черепной коробки, то исследующим наш мозг врачам придется окунуться в безбрежный океан бесчисленного количества информационных моментов для регистрации этих отклонений. Кроме того, мозг, вероятно, очень чувствительно реагирует на исходные позиции своего формирования: уже небольшие изменения в этой стадии имеют фатальные последствия для последующего поведения. Сеченов пишет, например: «Пьяное зачатие промаха не дает».

Но, может быть, мы сможем при этом воспользоваться так называемыми оперативными теориями, о которых пишет профессор Хокинг? Сюда относятся методы приближения, в которых большое количество частичек заменяется на значительно меньшее. Здесь можно провести аналогию с механикой течения. Такая жидкость, как вода, состоит из миллиарда миллиардов молекул, а они, в свою очередь, из электронов, протонов и нейтронов. Несмотря на это, методы приближения очень подходят к жидкости, как к среде, в которой скорость, плотность и температура распределены непрерывно.

Оперативная теория механики течения жидкости, не давая нам никаких точных предсказаний, позволяет, тем не менее, с успехом конструировать корабли и трубопроводы или делать прогноз погоды. Накладывая граничные условия на явления, мы тем самым пытаемся уйти от многофакторности к меньшему количеству изменяемых параметров. Иначе говоря, стремимся от сложного перейти к простому, соединяя различные состояния введением различных коэффициентов. Однако огромное количество состояний, в которых находится серое вещество нашего мозга, не может быть зафиксировано ни сию секунду, ни посредством применения пересчетных коэффициентов. Это связано с многокаскадными потоками информации, причем уравнения, которые их описывают, вследствие их бесчисленного множества, никогда не могут быть решены и использованы для определения, например, начального состояния системы, малейшие изменения которой ведут к абсолютно разным последующим явлениям.

Поэтому на практике мы не можем предсказать человеческое поведение, несмотря на то, что знаем все уравнения, его определяющие. Мало того, вмешательство человека в биологические системы, вплоть до генов и эмбрионов и, в частности, открытие клонирования, привело к очень важным последствиям для общественного понимания происходящего и, особенно, в нашем отношении к эволюции. Поднят широкий спектр вопросов, начиная от воинствующего атеизма до глубокого метафизического восприятия действительности и еще дальше – до религиозного фундаментализма, переходящего в фанатизм.

Кому нужна эволюция, если мы можем прочитать в Библии, что Господь Бог создал все живое на Земле?

Кому нужен Бог? Если учение об эволюции объясняет нам, как все живые существа образовались из неживой материи.

Люди верующие, открытые миру, прибегая к отступательной стратегии, выдвигают довольно веские аргументы. Конечно, наука может многое объяснить, но существует и множество «вопросов без ответов», например, связанных с происхождением видов: как могут образоваться такие сложные органы, как, например, глаза, или как возникли язык, сознание, воображение, мышление…

Действительно, согласно такой стратегии отступления (иначе ее назвать никак нельзя), в наших знаниях существуют определенные пробелы, которые мы первоначально не можем объяснить. Но с течением времени приходят ясность и понимание причин и процессов их возникновения, и при этом мы обязательно обращаемся к эволюционной теории. Но там, где эти пробелы остаются, вакуум наших знаний стремится заполнить метафизика во всех своих вариациях и модификациях.

Однако в последнее десятилетие биология достигла таких успехов, что шагреневая кожа пробелов и белых пятен в науке непрерывно стягивается, не оставляя места ни метафизике, ни эзотерике. Это является причиной того, что многие биологи впадают в антирелигиозный и антиметафизический угар. Такая тенденция имеет уже давние традиции.

Уже почти 200 лет назад на вопрос Наполеона, где он видит в нашей планетарной системе место для Бога, математик Лаплас отвечал: «Сир, я не нуждаюсь в такой гипотезе». То есть вопрос о присутственном значении нашего Господа не принимался с давних пор даже к обсуждению. Подвергалась оценке и обсуждению только материальность нашего бытия.

Уже давно произошло разделение того, что принадлежит науке, а что – религии. Над таким разделением посмеивался еще Эйнштейн, этим серьезно, как мы видим, занимается Хокинг, оставляющий за собой и за человеческим рассудком право на познание «Божественного плана» законов природы в ближайшие 20–30 лет.

В своей рецензии на выпущенную в 1995 г. книгу физика Ф. Типлера «Физика бессмертия», научный обозреватель Т. Крамар (T. Kramar) писал: «Согласно тезизам Типлера, физика занимается всем, что существует: если существует Бог, он тоже является предметом изучения физики, а теология – ее частью». Типлер в своей книге ссылается на так называемую точку «Омега», являющуюся, в соответствии с принципами теологии или философии, конечным пунктом эволюционного движения. Согласно Библии, она характеризуется как «Альфа, и Омега, Первое и Последнее, Начало и Конец». Один из основоположников этой теории, теолог и философ Тейяр де Шарден (Teilhard de Chardin), рассматривает жизнь и космос как состояние, которое в своем развитии, управляемом Богом, еще не достигло цели. Характеристикой этого движения является постоянный прирост организованности и органического единства. Двигателем устремления в этом направлении, мотором эволюции является любовь – конечная цель для каждого из всех живущих и живших.

Однако в процессе приближения к этой точке всеобщей любви будет создан, по мнению ученого, своеобразный компьютер, содержащий как архивную, так и современную информацию о Вселенной со всеми ее уже исчезнувшими и еще живущими существами, став своего рода архивариусом, хранителем инвентарных данных Вселенной. Причем существа из прошлого можно будет улучшить, модифицировать, виртуально реконструировать таким образом, что бессмертие наступит для всех людей одновременно.

Тем самым точка «Омега» является вечной, всезнающей и всевластной, абстрактно наделенной всеми математическими или религиозно-метафизическими характеристиками по выбору души и зову сердца. Примерно также рассуждал и С. Хокинг, когда представлял свою модель постоянно экспандирующей, не имеющей границ, Вселенной.

Прошло немало лет, и теория С. Хокинга стала уже только одной из нескольких, а в космологии все больше привыкают к более новому понятию – сосуществованию множества Вселенных и Галактик, о чем мы уже ссылались на Дойча и Хокинга. Мало того, сосуществование таких Галактик происходит в том же самом временном пространстве. Сложность представления и абстрактность мышления, применяемая при данной интерпретации нашей Вселенной, уже подводит обывателя к пределу использования доступных всем общих понятий, теряющих свою однозначность по мере нашего внедрения в пробелы науки, все больше уступающим место математическим формулировкам.

Еще Эйнштейн говорил, что сложность представления такой ситуации не под силу каждому смертному, а применение математики с ее многочисленными уравнениями и неизвестными приносит только кажущуюся пользу. «Математика хороша и прекрасна, но природа водит нас за нос. Впрочем, в этом есть что-то забавное», – добавлял ученый. В 1918 г. он пишет в Цюрих своему остроумному партнеру, блестящему математику Веймо: «Можно ли в самом деле обвинить Господа Бога в непоследовательности за то, что он упустил найденную Вами возможность сделать физический мир гармоничным… Но поскольку Господь Бог еще до развития теоретической физики заметил, что он не может подладиться к суждениям целого света, он делает то, что ему заблагорассудится».

Г. Гейне как-то сказал: «Оставим небо ангелам и воробьям». То, что мы не можем осознать и понять, оставим религии. Такой ход, очевидно, не вызовет никакого сопротивления со стороны ученых.

Сможем ли мы посредством нашего воображения, непрерывно подкрепляемого новыми научными открытиями, представить и осознать все своеобразие и многообразие окружающего нас мира? Сможем ли мы когда-нибудь прослушать партитуру собственной жизни, пытаясь расшифровать ее информацию, поставив перед нотным станом нашей жизни собственный скрипичный ключ? Сможем ли мы дослушать ее до конца и получим ли соответствующий сигнал о его приближении, о чем мечтал Эйнштейн, желавший за 3 часа быть оповещенным о своей смерти, чтобы привести в порядок бумаги и потом пойти спокойно умирать? Или обычный красный кирпич, словно железный кулак Жухрая из книги Н. Островского, описав дугу, опустится, но уже не на голову конвоира, а на нашу собственную – абсолютно неожиданно, и прекратит звучание прекрасной музыки жизненной реальности? Но, может быть, мы еще не готовы распознавать эти предупреждения, не прибегая к помощи ни врачей, ни статистиков?

Точно так же, как в увертюре музыкального произведения звучат еще скрытые, почти неуловимые трагические звуки финала, так и самые малые неточности, изначально заложенные Судьбой, Случаем, Богом или какими-то метафизическими законами в закрученную спираль ДНК, несмотря на все старания дирижера-жизни, уже не смогут быть исправлены звучанием оркестра. Они исчезнут только с написанием новой партитуры. А возникшая новая жизненная реальность поспешит заявить о себе, посылая нам через наши органы чувств очередной каскад информации.

Самурайский закон биологии

О мир, как дивно круг ты совершаешь – ломаешь то, а это исправляешь.

Фирдоуси

Мы состоим из атомов, которые, в свою очередь, делятся на протоны, нейтроны, электроны и так далее. Из этих же материальных частичек состоит окружающая нас живая и неживая природа: деревья, цветы, камни, горы. Окружающий мир сопровождает нас в течение всей нашей жизни на короткой прямой, обозначенной двумя точками – рождения и смерти. Две эти основополагающие для каждого из нас точки невозможно различить в так называемой общей вечности Вселенной вследствие ничтожно малого интервала между ними. Путь, который наша планета прошла в своем развитии, исчисляемый 5 млрд лет, включает в себя эволюцию всего живого (в том числе и наше существование), продолжающуюся всего более полумиллиарда лет.

После смерти мы расстаемся с привычным миром, снова превращаясь в атомы и другие частицы, которые в общем круговороте природы опять объединятся в новые живые и неживые конгломераты, в «пароходы, строчки» и другие добрые дела.

Именно связь живой и неживой природы лежит в основе применимости законов эволюционных процессов, учитывая при этом скоротечность биологических процессов, происходящих, например, в человеческом организме, и медленную скорость, переходящую в «вечность», неживой природы. Вероятно, об этой связи шла речь, когда в 1914 г. Я. Борн, жена физика-атомщика, посетив больного Эйнштейна, удивленная его беззаботной веселостью и душевным равновесием, спросила, не боится ли он смерти? Тот ответил: «Что ж в ней страшного? Я настолько слился со всем живым, что мне безразлично, где начинается и где кончается какая-то жизнь».

Можно предположить, что на Земле, вследствие случайных комбинаций, из атомов могла образоваться преемственная форма жизни. Вероятно, при этом речь может идти о макромолекуле, а не о ДНК, так как вероятность того, что посредством случайности возникнет целая ДНК, очень мала.

С течением времени начали воспроизводиться последующие ранние жизненные формы. Причем принципы неопределенности квантовой механики и случайного теплового движения атомов стали причиной образования целого ряда ошибок биологического воспроизводства, что обеспечивало организмам либо возможность выживания, либо препятствовало их воспроизводству, не закрепляясь в следующих поколениях. Именно эти ошибочные случайные явления, становясь преимущественными, давали организмам большие шансы на выживание и размножение, вытесняя тех, которые не обладали вновь приобретенными качествами. Благодаря таким улучшениям стало возможным развитие наделенной преимуществами двойной спирали ДНК, вытеснившей все другие жизненные формы. В ходе процесса эволюции образовалась и развилась нервная система. Существа, посредством органов чувств получающие большую информацию от окружающей среды, качественнее обрабатывали эти данные для того, чтобы принять лучшие решения, имели повышенные шансы к выживанию и размножению. Человечество перенесло этот принцип и на другие ступеньки своего развития.

По строению нашего тела и структуры ДНК мы имеем большую схожесть с высшими видами обезьян – более 98 %. Но малейшее изменение нашего ДНК дало нам возможность языкового общения, благодаря которому мы можем передавать информацию и приобретенный опыт от одного поколения к другому в устном или письменном виде. До этого результаты прошлого опыта в медленном процессе кодирования ДНК передавались посредством случайных ошибок. Язык привнес в эволюцию огромное ускорение.

В последние 10 тыс. лет практически не наблюдалось биологической эволюции и изменений человеческих ДНК. Однако развитие нашего интеллекта улучшается, наша способность выбирать, анализировать и реализовывать информацию, полученную от наших органов чувств, позволяет нам по-новому познать, осмыслить и даже повернуть время вспять, проследив его вплоть до пещерного человека и еще дальше, до Большого взрыва.

Возможно, результаты селекционных процессов привели к тому, что человек для того, чтобы обеспечить себе жизненную безопасность и пищу, научился убивать одних животных, заставил других служить себе в качестве помощников в реализации трудоемких и тяжелых, но примитивных работ, используя их также для защиты от нападения врагов.

Наблюдая законы естественной селекционной эволюции, можно отметить, что из-за несоответствия скорости развития биологических циклов и циклов развития природы и материи в целом и, в частности, неживой материи, процессы исчезновения и возникновения новых биологических форм очень быстры. Если, в соответствии с утверждениями Хокинга, в течение года на одном км³ возникает одна элементарная частица, то проникновение вирусов в живую клетку продолжается 15 минут. И за это время половина атакующих вирусов, завладев территориальным пространством пораженной клетки, начинает процесс ее разрушения и гибели, причем вирусы в течение 62 миллисекунд предупреждают клетку о предполагаемом нападении характерным постукиванием: «Иду на Вы!»

Последние годы исследований показали, однако, что биологические существа не так уж смиренно жертвуют собой, сгорая в инквизиционном костре эволюционной селекции. Оказывается, биологические гены различных вымерших и уничтоженных эволюцией животных сохраняются, погружаясь в долгий, продолжающийся порой миллионы лет сон, и могут быть активированы. Это напоминает «партизанскую борьбу» генов, рассчитанную на выживание и потенциальное возрождение.

Возникшее новое направление генетики – эпигенетика – изучает эпигенетическое наследство, то есть набор обратимых наследуемых модификаций функций гена, который происходит без изменений в структуре ДНК. Такие модификации могут быть вызваны спонтанно, в ответ на изменение факторов окружающей среды.

Примерно 70–80 млн лет назад размеры птиц напоминали первые летательные аппараты. Ученые уже давно знают, что подобные летающие рептилии кроме огромного клюва имели еще и очень большие зубы, которые со временем исчезли. Однако сейчас они растут снова, по крайней мере, у куриц, которым ученые из Королевского колледжа в Лондоне имплантировали клетки мышей, активировав гены птиц, «дремавшие» миллионы лет. Почему сохранились эти гены, и не только у птиц, оставалось длительное время загадкой. Только в последнее время было установлено наличие у каждого генома не только активных генов, но и множества других, исключенных из процесса развития, как бы «усыпленных», хотя последние также наследуются из поколения в поколение. Причем их не просто много, а очень много. Называют их по-разному – генетические паразиты, генетический балласт, мусор или псевдогены. Но эти «отходы» требуют для «перетаскивания» из поколения в поколение определенных ресурсов, а ведущее хозяйство – природа – никогда не инвестирует без достаточных оснований. Одним из них является защита псевдогеном своего старшего брата – активного гена. Исследователи Калифорнийского университета в Сан-Диего отключили подобный псевдоген у мыши-матери. У молодого поколения мышат возникли тяжелые необратимые нарушения в развитии организма. Это, возможно, означает, что псевдоген не полностью пассивен.

Но и это еще не все: оказывается, природа наделила все биологические организмы действенными механизмами антиселекционной защиты. Сюда относится, прежде всего, способность самовосстановления и проведения «ремонтных работ» в участках ДНК, изменяемых селекционными или другими обстоятельствами. Большинство таких защитных систем работает по принципу «всё или ничего». Если анализирующий контрольный механизм получает информацию от ДНК, что ущерб, нанесенный ей, не подлежит ремонту и восстановлению, клетка отмирает.

Правомерен вопрос, не слишком ли дорого обходится клетке защитный механизм, требующий самоликвидации ее важнейших органелл (постоянных структур клетки). По-видимому, здесь мы должны учитывать два обстоятельства. Во-первых, наличие митоптоза, являющегося последним эшелоном обороны митохондрий от АФК (механизм образования весьма токсичных активных форм кислорода), включающегося только в тех случаях, когда все предшествующие линии антиоксидантной защиты оказались недостаточными. Во-вторых, есть все основания считать, что клетка может идти на самые серьезные жертвы в тех случаях, когда под угрозой оказывается ее геном. Известно, что именно атака ДНК активными формами кислорода служит главной причиной повреждения генетического аппарата. Нет сомнений, что защита ДНК представляет собой важнейший приоритет для любого организма. Ибо нарушение генетической программы, создание которой потребовало миллиарды лет, может привести к абсолютно необратимым и трагическим последствиям не только для клетки, но и для всего организма, его популяций и даже самого вида.

Вот почему, когда возникает серьезный риск потери жизнеспособности ДНК, вступает в действие жестокий принцип, «самурайский закон биологии»: «Лучше умереть, чем ошибиться». Закон этот означает, что любая достаточно сложная биологическая система (от органеллы и выше) всегда готова к самоликвидации. Она кончает с собой, если ее состояние становится опасным для существования живой системы, занимающей более высокую ступень в иерархии организации жизни.

Есть основания полагать, что данный принцип используется живыми системами в целях защиты не только ДНК, но и других программ более высокой степени сложности, например, определяющих поведение высших организмов.

Израильский ученый Ц. Ливнех (Z. Livneh) открыл, однако, что такой механизм не настолько бескомпромиссен: существует шкала толерантности выявленных ошибок ДНК. Это было подтверждено на белковых конгломератах различной сложности, которые, в отличие от своих «родственников», не останавливают свою созидательную работу на поврежденном или содержащем ошибку участке, а наоборот, как ни в чем не бывало, продолжают строительство дубля ДНК. При этом очень часто возникают мутации, что позволило Ливнеху сделать выводы о быстром привыкании организма, например, к антибиотикам[91]91
  Proceedings of the National Academy of Sciences, 97, s. 11227.


[Закрыть].