Борис Кузнецов - Философия оптимзма

Теперь отметим существенную обратную связь научного прогресса с индуцируемым им техническим прогрессом. В квантовой электронике мы видим очень мощное и перспективное воздействие технического воплощения физических идей на развитие самих этих идей. Лазеры могут стать эффективным средством эксперимента для разработки фундаментальных проблем. Тот факт, что экспериментальные установки в квантовой электронике отделены от практически применимых очень небольшим интервалом, увеличивает сумму интеллектуальных и материальных усилий, направляемых человечеством в эту область. В последнем счете это приближает решение фундаментальных проблем. В одной из следующих глав этой книги при анализе указанных проблем мы увидим, что их решение связано со все более точным отсчетом пространственных и временных интервалов в ультрамикроскопических и космических пространственно-временных областях. Лазерное излучение позволяет измерять время и пространство с очень большой точностью. Не исключено, что такие измерения позволят пролить свет па структуру Вселенной и на процессы, происходящие в ультрамикроскопических (может быть, минимальных, далее неделимых) пространственно-временных клетках.

Квантовая электроника является частью более общего направления современного научного прогресса. Современная наука все глубже изучает потоки частиц различного типа, которые она рассматривает как кванты различных по своей природе полей. Уже в 1905 г. выяснилось, что электромагнитные поля представляют собой потоки фотонов. Как уже говорилось, двадцать лет спустя де Бройль нашел, что электроны, ноторые являются дискретными частицами, обладают волновыми свойствами и некоторые закономерности их поведения можно обнаружить, рассматривая электроны как средоточия колебаний другого, уже не электромагнитного поля. Эти волны де Бройля интерферируют, как и всякие другие волны: там, где на экран попадают гребни двух волн, интенсивность света возрастает, а там, где гребень одной волны совпадает с впадиной другой волны, свет исчезает и такие точки образуют на экране темную интерференционную полосу. Волны дифрагируют; дифракция состоит в изменении их фронта, когда волны огибают края помещенного перед ними тела, или в изменении первоначального направления при проходе сквозь узкое отверстие. Двойная корпускулярно-волновая природа электрона была использована при создании электронного микроскопа, позволяющего увидеть такие детали структуры и поведения вещества, которые недоступны оптическому микроскопу.

Впоследствии было открыто большое число элементарных частиц различных типов (помимо тех, о которых нам уже известно из этой книги) и соответственно большое число волновых полей, средоточиями которых служат эти частицы. Современная техника использует потоки этих частиц в технологии и в медицине; эксперимент пользуется ими для изучения атомных ядер, атомов, молекул и клеток; астрономия и астрофизика исследуют эти излучения, чтобы определить строение и проследить эволюцию звезд, галактик и Метагалактики.

Мы можем считать растущее изучение и применение мощных излучений различной природы основным (наряду с использованием цепных ядерных реакций) направлением научно-технического прогресса в атомном веке.

В 50—60-е годы почти одновременно с рядом открытий, создавших квантовую электронику, произошла весьма радикальная революция в биологии. Она обладала особенностью, характерной для второй половины нашего столетия. В классической науке серия следующих одно за другим фундаментальных открытий обычно открывала сравнительно спокойную полосу разработки частных проблем на основе новой концепции, новых понятий, новых экспериментальных методов. В наше время в тех областях науки, где середина века изменила фундаментальные представления, эти перемены вызывают значительно большое число новых вопросов, чем число вопросов, на которые был получен ответ. В XIX в. существовала надежда достичь, углубляясь в природу вещей, самого глубокого первозданного слоя. Эта надежда никогда не была общей, но она существовала. Во второй половине XX в. науке, по-видимому, суждено оставить даже надежду на длительную остановку процесса углубления знаний.

Это и придает современной науке ее специфический прогнозный стиль. Раньше характеристика перелома в науке укладывалась в предложение типа «мы теперь уже знаем…» И теперь сохранилась эта составляющая характеристики, но акцент передвинулся на предложение типа «мы теперь видим, что нам еще предстоит узнать». Этот перенос акцента характерен и для биологии, причем под прогнозной рубрикой «что нам предстоит узнать» стоит самый общий и кардинальный вопрос «что такое жизнь?» Он складывается из тысяч конкретных вопросов о структуре и поведении различных организмов, тканей, клеток и молекул, но все они явным образом связаны с кардинальной проблемой сущности жизни. С ней связаны и прикладные вопросы. Продолжением и конкретизацией формулы «что нам предстоит узнать?» служат вопросы: «Как уничтожить рак?», «Как существенно, на десятилетия, продлить среднюю продолжительность жизни людей?», «Как управлять наследственностью?».

Чтобы подойти к этим проблемам (можно также сказать «к этим прогнозам»), следует, как и в предыдущих главах разъяснить некоторые специальные понятия. Но без деталей и самым кратким и беглым образом. Эта книга не претендует на роль обзора современного состояния физики, химии и биологии; задача ее состоит в том, чтобы попытаться ответить на вопрос: как изменяются фундаментальные представления о природе и что может дать человечеству их изменение? А поскольку этот вопрос интересует всех, попытка должна быть сделана в популярной форме, что опять-таки требует ограничить изложение минимумом специальных понятий и терминов.

Тесная связь специальных теоретических (в том числе математических и физических) конструкций и экспериментальных данных с кардинальным вопросом о сущности жизни сближает биологию с натурфилософской мыслью. Но только по широте поднимаемых вопросов, отнюдь не по характеру исследования. Современная биология связывает частные концепции с общей проблемой и с общими постулатами и таким образом достигает «внутреннего совершенства» своих концепций. Но эти общие постулаты обладают непосредственной или опосредствованной возможностью экспериментальной проверки и критерием «внешнего оправдания». Это относится прежде всего к вопросу: какое звено в иерархии дискретных частей материи обладает специфической способностью воспроизводить живое вещество той же структуры? Таким звеном являются очень большие молекулы, состоящие из многих тысяч атомов. Их называют биополимерами и макромолекулами. По своему составу они являются белками (комбинациями аминокислот) и нуклеиновыми кислотами. Существуют очень серьезные аргументы, чтобы приписать этим большим молекулам функцию самовоспроизведения. Современное учение о наследственности приписывает эту функцию хромосомам — образованиям, находящимся в ядрах клеток. В структуре хромосом содержится «генетический код», т. е. эта структура определяет структуру и судьбу клеток, возникающих из данной, а если данная клетка зародышевая, то ее хромосомы определяют эволюцию организма. Эта эволюция не сводится к росту организма, как это происходит, например, с кристаллами. Из весьма общих соображений о коде, предопределяющем поведение миллиардов клеток, из судеб которых складывается эволюция организма, из соображений о численности элементов структуры, в которой закодированы онтогенез и наследственность, из соображений об устойчивости этой структуры, из некоторых принципов квантовой механики и аналогий с квантовой механикой возникло представление о макромолекуле, в которой группировка атомов и радикалов служит генетическим кодом.