Живое и неживое. В поисках определения жизни - Карл Циммер
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Когда он глубже задумывался над тем, что же он и его собратья-биохимики узнали о жизни, то находил весьма непростым дать ей внятное определение. Если оно включает в себя способность поддерживать свое существование с помощью химических реакций, то пламя свечки, вероятно, живое. А как насчет звезды или цивилизации?
Все живое, объяснял Сент-Дьёрдьи своей аудитории в МТИ, объединяют общие признаки. Но слишком категоричное следование этим признакам – верный путь к абсурду. «Кролик в одиночку никогда не размножится, – заметил Сент-Дьёрдьи. – И, если жизнь определять по самовоспроизводству, получается, что одинокий кролик не может считаться живым».
По словам ученого, на разных уровнях мы обнаруживаем разные признаки живого, но это зависит лишь от того, какие из них мы считаем наиболее значимыми. «Существительное "жизнь" бессмысленно, – заявил Сент-Дьёрдьи, – такой штуки не существует».
Вскоре после визита в МТИ Сент-Дьёрдьи получил разрешение на переезд в США. Но все его попытки найти профессорскую должность окончились ничем, и он оказался на птичьих правах в Лаборатории морской биологии в Кейп-Коде, штат Массачусетс. И все же дальше всего в изучении жизни исследователь продвинулся именно на своей новой родине. Каждое лето Сент-Дьёрдьи собирал ученых в своем просторном жилище у моря в деревне Вудс-Хоул. Он прославился своими вечеринками[247], ночными вылазками на рыбалку за полосатым окунем, заплывом вдоль берегов соседнего полуострова во главе армады любителей плавания на спине, а также маскарадами, на которые являлся в костюмах, олицетворяющих то Хроноса-Сатурна, то дядю Сэма, то святого Георгия с мечом и щитом из алюминиевой фольги.
В Вудс-Хоул Сент-Дьёрдьи продолжил заниматься своими изысканиями; его работе было оказано содействие, и ученый создал на спонсорские деньги научный институт. Там он вышел на новое направление исследований, нацеленное на поиск фундаментального различия между живой и неживой материей.
Живые существа обладали особыми химическими свойствами, которые Сент-Дьёрдьи назвал «чуткой реактивностью и гибкостью»[248]. Он полагал, что живое получает эту способность благодаря электронам, мигрирующим от атома к атому в молекуле белка. Молекулы типа аскорбиновой кислоты, по мнению исследователя, могли перемещать электроны от атомов кислорода к другим молекулам, не повреждая внутренность клетки. «Все это нужно, чтобы материя стала живой», – заявил Сент-Дьёрдьи.
Интуиция вела его в правильном направлении. Для сохранения своей жизни клетки должны управлять собственным электрическим зарядом и не позволять заряженным частицам носиться у себя внутри, разрушая ДНК и белки. Но Сент-Дьёрдьи, не имея подготовки в области квантовой физики, столкнулся с задачей, оказавшейся ему не по зубам. Любитель эффектных выступлений, он уверенно пообещал, что разберется, как оживает материя, и таким образом отыщет лекарство от рака[249].
Незадолго до своей смерти в 1986 г. Сент-Дьёрдьи подал в Национальные институты здоровья заявку на баснословный грант в миллионы долларов. Джон Эдсолл, гарвардский биолог и давний поклонник Сент-Дьёрдьи, рассмотрел ее и побывал в лаборатории ученого, чтобы оценить его работу. В Вудс-Хоул не оказалось ничего особо вдохновляющего, и Эдсолл отклонил заявку исследователя.
«Я с горечью ощутил, что он лишился своих необычайных чутья и инстинкта, в прошлом верно направлявших его в блистательном преодолении важнейших проблем»[250], – говорил Эдсолл. Никто не мог отобрать у Сент-Дьёрдьи Нобелевскую премию или его сделанные в военный период открытия, касающиеся мышц. Но, к огорчению его коллег, тайна жизни в конце концов отыгралась на нем. Что было еще печальнее, сам Сент-Дьёрдьи тоже правильно понимал происходящее с ним – это видно из статьи, написанной им в 1972 г.:
«Я перешел от анатомии к изучению тканей, затем к электронной микроскопии и химии и, наконец, к квантовой механике. В этом путешествии вниз по шкале масштабов есть особая ирония, потому что в своих поисках разгадки жизни я дошел до атомов и электронов, которые точно не живые. Где-то по дороге жизнь проскользнула у меня меж пальцев»[251].
Программы
В 1920-е гг. мир все еще постепенно приходил к пониманию странностей квантовой физики. Общественности было простительно думать, что физики с ума посходили. Еще недавно они повелевали величественным, предсказуемым космосом, повиновавшимся точным как часы законам Ньютона, а теперь заявляли, что основы этого космоса противоречат здравому смыслу. Свет – и частица, и волна разом. Электрон может быть одновременно и там, и тут. Энергия – череда квантовых скачков.
Но, когда Макс Дельбрюк[252], в ту пору обучавшийся физике в Германии, открыл для себя этот новый мир, ему сразу стало в нем хорошо, как дома. Он поразил своих преподавателей способностью выводить из теории квантовой физики новые следствия и применять их для объяснения свойств реальных атомов. Одного этого Дельбрюку уже хватило бы для успешной карьеры – если бы он не поехал в 1931 г. в Данию. Он отправился туда поучиться у физика-нобелиата Нильса Бора, в частности для того, чтобы узнать, что Бор не считает квантовую физику самой замысловатой штукой в этом мире. Жизнь-то куда замысловатее.
Нильс Бор утверждал, что физики никогда не смогут наблюдать всю физическую реальность одновременно. К примеру, если они хотят исследовать свет, то могут изучать его либо как частицу, либо как волну, но не как одно и другое разом. Столь же двойственной, по мнению Бора, была и природа жизни. Физик мог правильно интерпретировать поведение газов и жидкостей в организме, но физика была не в состоянии объяснить, как организм поддерживает стабильность своих газов и жидкостей, чтобы выжить.
«Он много об этом говорил, – писал впоследствии Дельбрюк, вспоминая Бора. – Мы можем смотреть на живой организм либо как на живой организм, либо как на толчею молекул»[253].
Бор помог Дельбрюку видеть жизнь как некий передний край, где физику дано открыть нечто радикально новое. «Взять, к примеру, простейший тип клетки. Нам известно, что она состоит из обычных компонентов органической химии, а во всем остальном подчиняется законам физики, – писал Дельбрюк. – Можно проанализировать любое количество соединений в ней, но нам никогда не удастся получить из них живую бактерию, если только мы не внесем на рассмотрение совершенно новые и взаимодополняющие точки зрения».
Жизнь сохраняет необычайную упорядоченность, и это при том, что Вселенная как будто специально создана для разрушения этого порядка. Никого не удивит, если рюмка упадет на землю и разобьется на сто осколков. Удивительным будет, если сотня осколков соберется в рюмку. Нагрейте кастрюлю воды и бросьте туда набор пищевых красителей. Вряд ли вы ожидаете, что они выстроятся в красивую радугу. Вы получите нечто бурое. Живое же нарушает эту установку. Из яиц вылупляются лебеди, из семян произрастают циннии. Даже одна клетка способна поддерживать поразительный молекулярный порядок.
«Самая
