Диалоги (май 2003 г.) - Гордон Александр. Страница 25
В.А. Есть захватывающая история, которая развивалась, по крайней мере, в последние 50 лет в науке в связи с выбором и не случайностью выбора именно левых аминокислот и правых сахаров. Я могу вкратце рассказать об этой истории. Вкратце.
А.Г. А я сейчас подумал, что, вообще, любой орнамент – это гомохиральное соединение.
В.А. То есть повторять и повторять, это как кристалл.
А.Г. Да, да, да. Мало того, часто используется приём как раз разделения гомохиральности – на левую и на правую.
В.А. У Эшера этот приём используется очень активно.
А.Г. Да в любом орнаменте, по сути.
В.А. И в любом орнаменте тоже.
А.Г. Интересно. Да, продолжайте, извините.
Р.К. Ещё мы должны призвать молодых, в возрасте Пастера, заняться этими захватывающими вопросами, которых очень много, чтобы всё-таки решить проблему возникновения жизни.
В.А. Конечно, проблема возникновения жизни является фундаментальной проблемой. И мне представляется, что она является фундаментальной не столько потому, что есть вызов образованной части человечества, а потому что она постоянно генерирует такие вопросы, которые очень часто приводят науку в замешательство. Именно науку. И наука ищет ответы, внимательно и пристально изучая тот базис, на котором она стоит. Вот это чрезвычайно важно и чрезвычайно интересно.
Р.К. И полезно. Способ разделения, спонтанного разделения – это способ получения хиральных лекарств. Это важно, вся мировая фармация перешла на хирально чистые лекарства. Это было инициировано именно той трагедией, с которой я начал.
А.Г. Так какова история?
В.А. История такова. В 56-м, по-моему, году Миллер и Юри показывают, что органические соединения могут синтезироваться естественным образом. Вообще, с биологией связано очень много мифов. Обратите внимание, 56-й год, это всего 50 лет назад. Доказывалось, что органические соединения могут быть синтезированы естественным образом, что они не являются исключительно продуктами жизнедеятельности. Доказали. Как теперь с асимметрией быть? Происходит открытие: несохранение чётности в бета-распаде. Слабое взаимодействие. Слабое взаимодействие является одним из четырех фундаментальных взаимодействий. Это 4 слона, на котором покоится наша Вселенная.
Р.К. Но это слишком слабо.
В.А. Тем не менее. Из всех четырех взаимодействий только слабое взаимодействие…
Р.К. 10 в минус 17-й степени!
В.А. Тем не менее.
Р.К. Ну что это такое?!
В.А. Тем не менее, только слабое взаимодействие обладает нарушенной зеркальной симметрией. Ну, невозможно, чтобы не появилась гипотеза, которая бы попыталась связать нарушенную зеркальную симметрию слабого взаимодействия с асимметрией живой природы. Катастрофа – там очень слабое взаимодействие. Немедленно встал вопрос: может ли слабое взаимодействие проявить себя на химическом уровне? Оценки показали, что для того чтобы слабое взаимодействие проявило себя на химическом уровне, нужно усилить, условно говоря, величину 10 в минус 17-й степени (это единица, делённая на единицу с 17-ти нулями) нужно увеличить до единицы. Как это сделать?
Р.К. И как измерить?
В.А. Как измерить? Кстати, первые оценки были сделаны Летоховым. Потом оценки сделал Зельдович. Даже Зельдович занимался проблемой возникновения зеркальной асимметрии.
Р.К. Кстати, ещё Пастер ведь писал о «диссимметризующих силах», прямо имея в виду Вселенную.
В.А. Имея в виду, что есть космические силы, которые, так сказать, диссимметризуют живую природу.
Р.К. Ну, так что может быть усилителем слабого взаимодействия?
В.А. Идёт дискуссия: что может быть усилителем? Ульбрихт предлагает уже в 56-м году простой эксперимент: поляризованный электрон разменивается на циркулярно поляризованное тормозное излучение, а раз оно циркулярно поляризованное, то оно уже будет по-разному взаимодействовать с левыми и правыми молекулами. Это то же самое, как если бы вы левую перчатку, скажем, попытаетесь надеть на две руки: на правую и левую. А она по-разному будет надеваться.
Поставлен был один эксперимент – нулевой результат. Второй эксперимент – нулевой результат. Третий – нулевой результат. Серия экспериментов – нулевые результаты. В некоторых случаях было заявлено, что наблюдали эффект. Перепроверили – не наблюдается эффекта.
Проявляется или не проявляется? Сложилось, конечно, огромное поле самых различных спекуляций – теоретических, в хорошем смысле спекуляций. То есть оценок, догадок и так далее.
В конце концов, остановились на том, что если у вас действительно имеется процесс типа спонтанного нарушения симметрии (это может быть не только кристаллизация, а могут быть нелинейные реакции с критическим поведением, с неустойчивостью симметричного состояния), то тогда вблизи критических условий, то есть там, где зарождается нарушение симметрии, вот в этот момент зарождения нарушения симметрии (то есть потери устойчивости симметричного состояния) оказывается, что слабое взаимодействие становится очень сильным. Само-то оно не становится сильным…
А.Г. Понятно, поскольку система выходит из равновесия, достаточно чуть-чуть толкнуть, чтобы…
В.А. То есть, это своеобразный фазовый переход в критической точке. Оценки должны были показать – а какая всё-таки нужна система, чтобы это прошло? Выяснилось, что система нужна вполне даже геохимическая. То есть, это море, 10 км на 100 км и глубиной, предположим, 300 метров. Прекрасно.
А.Г. Вполне отвечает.
В.А. Вполне отвечает. Но дальнейший анализ и жёсткие дискуссии по этому поводу показали, что в этой критической точке для того, чтобы вы усилили такую слабую асимметрию, вам нужно время, большее времени существования Вселенной.
А.Г. Продолжение сразу после рекламы… Пожалуйста.
В.А. Да, всё-таки, конечно, проблема возникновения жизни – это невероятно интересная, очень интригующая, очень непонятная проблема.
Р.К. И тяжёлая.
В.А. Но тяжёлая не по решению, тяжёлая по постановке задачи. Вот в чём всё дело.
Р.К. Дело в выборе подходов.
В.А. Как говорил академик Владимиров (и Виталий Иосифович Гольданский, кстати, говорил то же самое): «Учёные полжизни тратят на постановку задачи. После того как вы поставили задачу, вы испытываете блаженство, купаясь в море чётко сформулированной мысли».
В данном случае, конечно, мне представляется, что самая захватывающая часть этой задачи связана с катастрофой ошибок, парадоксом Левинталя, то есть с тем, что мы называем «переходом к непреодолимой сложности». Я, Рэм, хочу пофантазировать… Не пофантазировать, а, в конце концов, поговорить вот на какую тему.
Ведь мы же всё прекрасно понимаем, насколько сильно живое отличается от неживого. А в чём, собственно, различие? Репликация? Пожалуйста, повторили на маленьких молекулах. Органические соединения? Пожалуйста, сделали их естественным путём. В чём, тем не менее, это ощущение совершенно непреодолимого конфликта, непреодолимой пропасти? В сложности? Определите, что такое сложность! В уникальности? «Это не может появиться, потому что это не может появиться никогда». Да, мы уже близки к этому. К тому, что перед нами нечто, что само по себе повторить невозможно. Вот это и есть катастрофа ошибок. Это и есть парадокс Левинталя. И мне кажется, это центральная проблема, которая, если будет атакована правильным образом и если будет найден способ решения, тогда только мы сможем сделать хоть какой-то шаг в направлении создания осмысленной теории эволюции. Я думаю, что на решение этих проблем, в химии – тоже, и в физике – тоже, конечно, нужно потратить большие усилия. Я мечтаю создать центр, где бы можно было бы собрать людей…
Р.К. Вот кристаллограф Гавеззотти в одном из обзоров построил образ идеальной лаборатории такого типа. Она требует, по его расчётам, три миллиона долларов. И потом по миллиону долларов в год.