Читать книгу "Кибержизнь. Контуры медицины будущего - Александр Шишонин"

Этот принцип позволяет использовать мысленные эксперименты для осознания, понимания и объяснения многих термодинамических механизмов, что позволяет прогнозировать функционирование той или иной модели. Принцип Путилова так же еще называют нулевым или общим началом термодинамики. Использование его биологами и биохимиками особенно целесообразно в построении термодинамических моделей функционирования живой материи, поскольку в живом организме одномоментно происходит огромное количество биохимических реакций разного толка, и в отличие от «технарей» биологи не имеют возможности моделировать каждую систему на практике. И только используя принцип Путилова возможно провести любой мысленный эксперимент с биологической моделью.

Принцип позволяет предположить наличие неких, еще не открытых наукой, биологических инструментов. Еще Эрвин Бауэр предполагал наличие такого принципа, он называл это «принципом биологической дедукции». Здесь можно и нужно поставить знак равенства. Принцип Путилова – принцип биологической дедукции. Принцип Путилова явился основой моих мысленных экспериментов, в результате которых появились теории, которые будут подробно рассмотрены в соответствующем разделе нашей книги.

Эрвин Рудольф Шрёдингер

12.08.1887 – 05.01.1961

«Я иду против течения, но направление потока изменится».

В процессе написания книги мне посчастливилось изучить многие интересные труды и узнать о жизни великих ученых, написавших эти прорывные вещи.

Среди них особенную помощь для моего разума дали такие глубочайшие личности, как Н. В. Тимофеев-Ресовский в своем труде «Краткий очерк теории эволюции» и Г. А. Гамов, который совершил прорыв к формированию подходов в понимании генетического кодирования биосистем, позволив тем самым Уотсону и Крику совершить ДНК-эволюцию в науке.

Эти великие люди делали передовую науку того времени, оперируя данными на уровне генов. Это были подходы молекулярного характера. Мне же, как Вы понимаете, еще более интересной представлялась системная интерпретация. Я хотел среди больших ученых, занимающихся атомами и молекулами, найти ту значимую фигуру, которой удалось рассмотреть всё это комплексно. Такой фигурой оказался Эрвин Шрёдингер. Понимая, что многим биологам, жаждущим познания, будет тяжело разобраться в его научных работах, он попытался написать популярную книгу, которая бы дала комплексное понимание физических подходов в понятной форме. И она очень хорошо получилась. В ней красной нитью идёт поиск подходов и ключей к тому, как обнаружить базовый алгоритм функционирования жизни, некую простую формулу.

Эрвин Шредингер – австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики. Иностранный член-корреспондент и иностранный почетный член АН СССР. Разработал волновую механику, сформулировал ее основное уравнение (уравнение Шредингера), доказал ее идентичность матричному варианту квантовой механики. Автор многочисленных работ по кристаллографии, математической физике, теории относительности, биофизике. В 1933 году ему присуждена Нобелевская премия по физике «за открытие новых плодотворных форм атомной теории».

Эрвин Шрёдингер был единственным ребёнком в обеспеченной и культурной венской семье. Его отец, Рудольф Шрёдингер получил по наследству небольшую фабрику клеенки, что обеспечивало его семью материально и оставляло ему возможности заниматься и естественными науками: он много лет был вице-президентом Венского ботанико-зоологического общества и выступал там с докладами. Эрвин Шрёдингер писал впоследствии, что отец был ему «другом, учителем и неутомимым собеседником». Мать Эрвина была чуткой, заботливой и жизнерадостной женщиной. Безоблачное детство Эрвина протекало в доме, где царили доброта, наука и искусство. До одиннадцати лет ребенка учили дома, а в 1898 году, успешно выдержав вступительные экзамены, Эрвин поступил в Академическую гимназию, которую окончил в 1906 году. Блестяще сдав выпускные экзамены в школе, осенью этого же года, Эрвин поступил в Венский университет, где выбрал для изучения курсы математики и физики.

После службы в армии Эрвин Шрёдингер получил место ассистента физического практикума во Втором физическом институте Венского университета. Круг его интересов был весьма широк: радиоактивность в ее связи с атмосферным электричеством, электротехника, акустика и оптика, в особенности, теория цветов. Тогда же он впервые заинтересовался квантовой физикой. В начале войны Эрвин Шрёдингер был мобилизован. Иногда ему удавалось выкроить время для чтения физической литературы – именно тогда Шрёдингер познакомился с только что появившимися работами Альберта Эйнштейна по основам общей теории относительности. Послевоенная жизнь в Австрии была трудна, поэтому получив приглашение поработать в Йенском физическом институте у Макса Вина, Шрёдингер поселился в Германии, а затем, в 1921 году он перебрался в Швейцарию, чтобы возглавить кафедру теоретической физики Политехникума в Цюрихе, которую до этого занимал Альберт Эйнштейн.

По складу ума Эрвин Шрёдингер, подобно Планку, Эйнштейну и ряду других физиков того времени, тяготел к классическим представлениям в физике. В 1925–26 годах Шрёдингером были выполнены работы, выдвинувшие его в первый ряд создателей волновой механики. Уравнение Шрёдингера – основное уравнение нерелятивистской квантовой механики, которое позволяет определить возможные состояния системы, а также изменение состояния во времени.

Знаменитый ученый Лайнус Полинг писал о Шрёдингере: «На мой взгляд, будет справедливо сказать, что Шрёдингер, сформулировав своё волновое уравнение, несёт основную ответственность за современную биологию».

В конце лета 1927 года Эрвин Шрёдингер переселился в Берлин, чтобы возглавить кафедру теоретической физики в Берлинском университете, которой до него руководил Макс Планк. Тепло принятый новыми коллегами, Шрёдингер быстро освоился на новом месте. Годы жизни и продуктивной работы в Берлине он потом вспоминал как «прекрасные». Все рухнуло в 1933 году, когда к власти пришли фашисты: Эрвин Шрёдингер был из-за политической неблагонадежности, вычеркнут из всех университетских списков Германии и Австрии. Дабы избежать нацистских преследований, Эрвин Шрёдингер эмигрировал в Ирландию, где ему предложили место директора вновь созданного Дублинского института высших исследований. Здесь он проработал семнадцать лет, активно занимаясь не только физикой, но и философией, поэзией и даже биологией.

Непосредственный вклад Шрёдингера в биологию связан с его книгой «Что такое жизнь?». В ней автор ввёл концепцию отрицательной энтропии, которую живые организмы должны получать из окружающего мира, чтобы скомпенсировать рост энтропии, ведущий их к термодинамическому равновесию и, следовательно, к смерти. В последней главе Шрёдингер возвратился к своей мысли, проходящей через всю книгу и состоящей в том, что механизм функционирования живых организмов не согласуется с законами статистической термодинамики. По мнению Шрёдингера, открытия генетики позволяют заключить, что в ней нет места вероятностным законам, которым должно подчиняться поведение отдельных молекул; изучение живой материи, таким образом, может привести к каким-то новым неклассическим (но при этом детерминистическим) законам природы.