О природе живого: механизмы и смысл - Ичас М.
ISBN 5-03-002805-6
Скачать (прямая ссылка):
Калориметр. Согласно представлениям об одушевляющем начале, если таковое вообще существует, оно должно вызывать в живом теле какие-то изменения, и логично спросить, проявляются ли эти изменения в нарушениях законов физики и химии, установленных для неживых систем. Так, например, со времен Лавуазье (1743-1794), который выяснил природу дыхания (и был основателем современной химии), известно, что введенный в организм сахар взаимодействует там с кислородом и образует в конечном счете углекислый газ и воду. То же самое происходит при сжигании сахара, причем одновременно высвобождается энергия. Эта энергия, первоначально содержавшаяся в молекулах сахара и кислорода, способна производить работу или выделяться в форме тепла:
Сахар -f- О2 —> СО2 4~ Н2О 4- Энергия.
Сегодня количество энергии, выделяемой сгорающим в неживой системе сахаром, точно определено. Известны и энергетические характеристики других химических реакций. Будут ли сохраняться те же самые количественные отношения, если реакции происходят в живой системе?
Пытаясь ответить на этот вопрос, но главным образом для того, чтобы изучить обмен веществ в организме, ученые создали прибор, называемый калориметром (рис. 1-2). По сути своей он напомина-
ет хорошо известный термос: камера калориметра имеет двойные стенки, которые предотвращают как отдачу тепла, так и его приток извне. Здесь, однако, используется не принцип изоляции, а другой, весьма хитроумный принцип. Наружная стейка обогревается электричеством и с помощью чувствительного датчика ее температура все время поддерживается такой же, как и внутри калориметра. Поскольку градиента температуры нет, передачи тепла через стенки не происходит. В камере калориметра находится радиатор с циркулирующей в нем водой. Измеряя количество протекающей воды и ее температуру на входе и выходе, легко подсчитать количество тепла, выделившегося в камере и вынесенного из нее наружу. Если в опыте изучается человек, то в камеру помещают все, что ему нужно: кровать, стол, телефон и прочее. Количество пищи, подаваемой в камеру, строго учитывается, так же как и выделение продуктов жизнедеятельности, например СОз и других. Таким способом можно измерить точный баланс между потреблением пищи и образованием конечных продуктов и тепла за длительный период времени.
Результаты таких экспериментов показывают, что законы сохранения вещества и энергии в живых системах выполняются в пределах точности опыта, а она составляет около 0,1%. При окислении сахаров, жиров или белков в организме высвобождается то же количество энергии, что и при сжигании их в лабораторных условиях, и в этом смысле организм человека или животного ведет себя подобно неживой химической системе. Ясно, что если и существует некая “жизненная сила”, присущая только живой материи, то она по природе своей не способна нарушать основополагающие физические и химические законы — законы сохранения веществу и энергии.
Можно продолжить примеры, но если говорить в целом, то как подобные опыты, так и многие другие, да и общие тенденции в развитии биологических и физических наук однозначно говорят о том, что ни один закон физики (и химии) в биологических системах не нарушается. На этом основании многие поспешили заключить: “да, живые системы подчиняются исключительно закойам физики и химии”.
Тем ие кенее живые системы обладают рядом свойств, не присущих физическим системам, По сути деЛа формула “жизнь подчиняется только законам физики” утверждает лишь тот факт, что в биологических системах они не нарушаются, и в принципе это так. Однако слабая сторона такой формулировки состоит в том, что она оставляет в стороне главное и самое интересное в этой проблеме.
Так,, например, одна неоновая реклама может гласить “Господь да поможет нам”, а другая — “пролетарии всех стран, соединяйтесь”. Изучая их устройство, мы обнаружим, что обе они построены из медных проводов, стекла и т. п. и в их действии нет ничего нарушающего законы физики. Мы вправе заключить, что неоновые рекламы — это физико-химические системы, но при этом мы упустим главное, если скажем, что к этому и сводится их суть. Между тем самое важное в них не физика, а смысл лозунгов, который нельзя выяснить, изучая физический механизм неоновых трубок.
Пойдем дальше и поговорим о смысле как о некой “душе”, которая существует независимо от физической природы неоновой рекламы. Этот смысл не изменится, если для выражения его мы используем чернильные значки на бумаге, звуковые волны и т. п. Наконец, один и тот же смысл может быть выражен на латинском, китайском или французском языке. Воздержимся, впрочем, от искушения зайти слишком далеко и отметим, что такая независимость ,не абсолютна: если смысл не воплощен в некой физической системе, включающей (хотя бы потенциально) определенную конфигурацию нервных связей в мозгу, то он исчезает. Смысл и в самом деле независим от конкретной физической системы, но он не может существовать в форме полностью бестелесного “духа”.
( Обе эти стороны живого вполне реальны: живое — это физическая система, но вместе с тем оно обладает также свойствами осмысленности и целенаправленности. Проблема поэтому заключается в том, чтобы выяснить, может ли физическая система обладать этими свойствами, и если может, то каким образом это достигается.
