Семена жизни

Около 60 лет назад, когда появилась квантовая теория, физики думали, что тайна жизни скоро будет раскрыта. Если ученые могут смотреть на самые крошечные строительные кирпичики вещества и объяснять, как все работает, то они, конечно же, сумеют объяснить сущность того, что мы называем жизнью. Им предстояло испытать разочарование, но недавние открытия возродили надежду на объяснение феномена жизни благодаря новому уровню понимания роли субатомных частиц в строении биологических объектов.

В 2004 г. агентство НАСА провело семинар с участием ведущих ученых для обсуждения темы «квантовой жизни» в своей астробиологической лаборатории в Эймсе, штат Калифорния. Дискуссия касалась таких областей, как нанотехнология и квантовые вычисления.

Нанотехнология связана с изготовлением объектов или механизмов, собираемых на атомном уровне. Нанометр является одной из единиц длины в метрической системе мер. Диаметр обычного человеческого волоса составляет около 1/10 000 метра, а вирус обычной простуды примерно в 1000 раз меньше. Толщина белковой оболочки вокруг такого вируса — около 10 нанометров, что эквивалентно примерно 100 диаметрам атома или размеру одной из аминокислотных групп, составляющих эту белковую молекулу.

Воображение исследователей рисовало целый мир новой технологии, начиная от строительства самовоспроизводящихся механизмов, которые могут, к примеру, выполнять хирургические операции на клеточном уровне внутри человеческого тела. Однако все больше ученых полагают, что природа уже давно пользуется этой идеей. Как указал профессор Пол Дэвис, живая клетка полна наномеханизмов, изобретенных и усовершенствованных в процессе биологической эволюции. Он задал такой вопрос: «Возможно ли, что некоторые из них приобрели свои поразительные свойства благодаря квантовым эффектам?» [36]. Далее он утверждает: «Одна жизненно важная часть репродуктивного механизма клетки представляет собой маленький мотор, называемый ферментом полимеразы, который «ползает» по незакрепленным нитям ДНК и образует связи непарных нуклеотидных оснований с взаимодополняющими основаниями, плавающими в его окрестностях».

Апурва Патель из индийского Института методологии и науки считает, что живые клетки могут пользоваться квантовой механикой для повышения своей способности к обработке информации; это может объяснить, почему генетический код присутствует во всех организмах. По мнению Дэвиса, квантовая теория описывает атомы и молекулы как волны, которые могут взаимно перекрываться и накладываться друг на друга в ходе процесса, называемого суперпозицией. Это означает, что обычные законы пространства-времени здесь неприменимы и атом может существовать в виде суперпозиции возбужденного и невозбужденного состояний или в состояниях, соответствующих нескольким точкам пространства одновременно. Принцип суперпозиции считается основой будущих квантовых компьютеров, способных находить нужную информацию в огромных массивах разрозненных данных. Считается, что это аналогично поиску имени в телефонном справочнике, когда вам известен только номер телефона.

Роль квантовой теории в происхождении жизни еще неясна. Тем не менее новые технологии, разрабатываемые человечеством, могут подойти к основам самой жизни. Пол Дэвис признает, что жизнь каким-то образом возникла на квантовом уровне, и добавляет:

«Роль квантовых процессов в живом веществе пока что остается неясной. Вполне возможно, что квантовая механика была «акушеркой жизни», но с тех пор играла незначительную роль... Все ученые сходятся в том, что жизнь каким-то образом возникла из фермента квантового молекулярного мира. Главный вопрос состоит в том, на какой стороне квантового/классического раздела произошел переход к жизни. Нильс Бор однажды сказал, что любой, кого не потрясает квантовая механика, не может понять ее. Я считаю, что любой, кто не потрясен самим фактом существования жизни, не может понять ее. Вопрос в том, является ли квантовая механика достаточно потрясающей, чтобы объяснить феномен жизни».

Кто бы ни посеял жизнь на нашей планете миллиарды лет тому назад, он пользовался разновидностью «самовоспроизводящейся технологии», которая в конечном счете будет понята нами, и теперь, возможно, мы не так уж далеки от понимания.

Дата добавления: 2015-07-11