Живое и неживое. В поисках определения жизни - Карл Циммер
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Определения полезны для организации наших понятий. Например, «холостяк» определяется однозначно: это мужчина, не состоящий в браке. Если вы мужчина и не состоите в браке, то вы по определению холостяк. Чтобы быть холостяком, недостаточно просто быть мужчиной или просто не состоять в браке. Но вот на вопрос, что такое мужчина, не всегда легко ответить. Свои сложности и с понятием «брак». Однако мы можем определять холостяка, не углубляясь в сии запутанные материи. Это слово хорошо тем, что связывает указанные понятия точным отношением. И именно потому, что определения выполняют столь узкую функцию, мы не можем пересмотреть их путем научного исследования. У нас попросту нет метода, с помощью которого мы могли бы когда-нибудь обнаружить, что определение холостяка как не состоящего в браке мужчины неверно.
Жизнь – нечто иное. Это не тот предмет, который можно определить через простое соединение понятий. Следовательно, бессмысленно искать перечень признаков, который выдаст истинное определение жизни. «Нас не интересует, что для нас означает слово жизнь, – писала Клиланд. – Нас интересует, чем жизнь является». И если мы хотим удовлетворить свой интерес, рассуждает исследовательница, нам следует отказаться от поисков определения.
До наступления эпохи современной химии алхимики пытались определить воду примерно тем же способом, которым многие биологи определяют жизнь, – составляя список ее свойств. Вода жидкая, прозрачная, является растворителем для других веществ и т. д. Однако это определение не только не проясняло тайн воды, но и приводило алхимиков к новым затруднениям, когда они обнаруживали, что не вся вода одинакова. Конкретные разновидности воды растворяли конкретные вещества и не растворяли другие. Алхимики стали давать этим «водам» различные названия. Но они попадали в еще большие затруднения, видя, что вода может замерзнуть или выкипеть. Лед и пар не обладают свойствами жидкой воды. Алхимики были вынуждены объявить их совершенно иными субстанциями.
Орешек оказался таким крепким, что сам Леонардо да Винчи запутался:
И потому она [вода] то жгучая, то крепкая, то кислая, то горькая, то пресная, то густая, то жидкая, порой она несет вред или болезнь, порой дарует здравие, а порой отравляет. Исходя из этого, можно сказать, что она претерпевает изменения своей природы столько раз, сколько существует мест, через которые она проходит. И подобно тому, как зеркало меняется в зависимости от цвета отражаемого, так и она в зависимости от природы места, через которое проходит, становится оздоровляющей, тлетворной, слабительной, вяжущей, серной, соленой, кровавой, скорбной, бурной, злой, красной, желтой, зеленой, черной, синей, маслянистой, жирной, тощей[398].
Искусное создание нового определения воды не избавило бы Леонардо от неведения. Трудность заключалась в другом. А именно в том, как мало он и другие люди эпохи Ренессанса знали о химии.
Понадобилось три столетия, чтобы сложилась развитая химическая теория, объяснившая, что Вселенная состоит из атомов множества элементов, которые могут соединяться и образовывать различные молекулы. Оказалось, что вода, когда-то считавшаяся чистым элементом, состоит из молекул, представляющих из себя конкретную комбинацию двух элементов – два атома водорода на один атом кислорода. Из этих молекул состоит как жидкая вода в озере, так и та, что содержится в кубике льда или облаке пара. Химики также установили, что «крепкая водка» и «царская водка» вообще не являются водой, ибо состоят из других молекул.
Но даже формула H2O не определение воды. Единичная молекула не умеет того, что умеет вода. Например, когда та замерзает, то расширяется, поскольку множество молекул H2O самопроизвольно складываются в кристаллическую решетку. По словам Клиланд, «сказать о воде, что это H2O, значит ничего о ней не сказать». Однако знание формулы H2O открывает путь к новым знаниям о природе этого вещества.
В отношении жизни, утверждает исследовательница, мы всё еще алхимики. Мы опираемся на интуицию, определяя, какие объекты живые, а какие неживые и составляя произвольные списки их общих признаков. Мы маскируем наше невежество определениями, которые никогда не ухватывают суть того, что мы пытаемся понять. Лучшее, что могут делать ученые прямо сейчас, по мнению Клиланд, – это стараться создать теорию, объясняющую жизнь.
Я знаком со многими исследователями, которые в этом согласны с Клиланд. У них еще нет теории живого. Они уверены, что когда-нибудь такая теория появится, но пока остается только гадать, какой же она окажется. Ученые словно вглядываются в тени, которые отбрасывает на нас из будущего эта теория. Как-то я попросил одного биофизика описать, что будет в ней сказано. «В ней будет сказано, что должна собой представлять жизнь», – ответил он.
_______Теории не возникают из ничего. Они появляются только тогда, когда ученые проведут уже тучи нудных измерений окружающего мира. Создатели современной химии поставили бесчисленное количество опытов, чтобы определить соотношение элементов в воде и других соединениях. Они открыли, что эти соотношения простые и выражаются целыми числами. Вода, как выяснилось, состоит из двух частей водорода, которые приходятся на одну часть кислорода. Метан – из четырех частей водорода на одну часть углерода. Эти кропотливые расчеты породили фундаментальную догадку, что такие соединения – молекулы, состоящие из атомов.
Некоторые ученые наших дней полагают, будто теорию жизни можно получить лишь через уточнение измерений живого. Они изобретают инструменты для четкого определения времени, когда включаются и выключаются гены, измерения скорости роста клеток, установления взаимосвязей, с помощью которых живые существа воспринимают окружающий мир и принимают решения, что делать дальше. Возможно, пройдут десятилетия, прежде чем эти точные измерения покажут закономерности, которые позволят ученым сформулировать полноценную теорию.
Другие исследователи не столь терпеливы. Они создают теории[399] на основе того, что уже известно науке. Даже простой набросок подобной теории может оказаться полезен, утверждают они, хотя бы только для того, чтобы подсказать исследователям, что именно нужно измерить для дальнейшего ее развития.
Первые теории жизни сформировались, как только в середине XX в. молекулярные биологи установили некоторые базовые законы строения ДНК и белков. Поначалу лишь немногие ученые осмеливались создавать теории, и работы большинства из них никто не замечал. Отчасти в этой незаметности были повинны они сами. Они изобретали собственные языки для осмысления своих идей и не особо заботились о том, чтобы другие их поняли. Ходит байка, будто двое таких теоретиков, Роберт Розен и Франсиско Варела[400], встретились на научной конференции. Они вообще не смогли придумать, что бы друг другу сказать.
Но при всем взаимном непонимании мысли теоретиков жизни шли во многом общими путями. Ученые разрабатывали краткие характеристики жизни[401], описывающие наблюдаемые свойства живых
