Репортаж из XXI века - Михаил Васильев

Первая половина XX века была ознаменована блистательными победами физиков, штурмовавших ядро атома. Вторая половина, по всей вероятности, принесет разгадку тайн ядра живой клетки. Физики уже научились превращать один химический элемент в другой. Биологи научатся создавать белковые молекулы, живое вещество.

Наступление на тайны живого вещества ведут не одни биологи. Множество ученых, казалось бы, далеких от науки о жизни, включаются в это наступление. В то время как биологи пытаются раскрыть тайну клетки, ядра, гена, белковой молекулы методами анализа, разложения, органическая химия, синтезируя все более и более сложные молекулы, подходит к решению этих же тайн с другой стороны. В то время как психологи, исследуя системы врожденных и искусственных рефлексов, пытаются постичь механизм мышления, специалисты в области автоматики создают логически действующие и обладающие «памятью» механические и электронные устройства и системы, способные «моделировать» поведение живых существ, как бы обладающие и врожденными и искусственными рефлексами. Методы и достижения других наук обогащают биологию, ускоряют ее развитие. Да, бесспорно, биология в широком смысле слова — это один из участков общего фронта науки, который в ближайшие полстолетия революционно продвинется вперед, на котором будут одержаны блистательные победы.

В этой главе мы рассказываем о беседах с несколькими полководцами этого гигантского наступления.

Биология станет точной наукой

В истории всегда было так, что в любой из периодов научного и технического прогресса на первый план выступала какая-нибудь одна отрасль человеческого знания. Так, на смену веку пара пришел век электричества, на нашей памяти стремительно развилась химия, семимильными шагами движется вперед атомная физика. Какая же область человеческого знания станет ведущей в XXI веке?

— Мое глубокое убеждение, — говорит академик Владимир Александрович Энгельгардт, — что это будет физико-химическая биология. Нет в мире вещества, структуру которого не мог бы расшифровать химик-аналитик. Синтетическая химия обогащает природу новыми материалами, делает их «по заказу», с заранее заданными свойствами. Физика проникла в сокровенные глубины атома, открыв для человечества невиданные, неисчерпаемые источники энергии.

В этом стремительном движении точные науки уделили главное внимание неживой природе. У нас на глазах происходит знаменательное событие: во все возрастающей степени становится точной наукой и биология, то есть изучение живого мира. Это происходит в результате все более широкого использования методов исследования, принятых в точных науках — физике, химии, математике, при изучении живых объектов.

Заветнейшей мечтой многих поколений было продление жизни человека. Пусть не так быстро, как хотелось бы, но неуклонно мы идем к этой цели: средняя продолжительность жизни на протяжении одного поколения возросла по меньшей мере на 20 лет в результате того, что сейчас почти полностью побеждены важнейшие инфекционные болезни, вызываемые бактериями: крупозная пневмония и тифы, малярия и туберкулез. Величайшей победой, которую мы вправе ожидать от науки недалекого будущего, должно явиться раскрытие природы рака. Когда будут установлены особенности протекания химических процессов в раковой опухоли, отличающие пораженную ткань от здоровой, можно будет думать о создании эффективных средств борьбы с этим грозным бичом человечества.

Ученые уже прикидывают, сколько времени потребуется для достижения этой решающей победы. Даже самые осторожные специалисты называют срок не более двух десятилетий. Если эти прогнозы сбудутся, то еще до истечения тех пятидесяти лет, о которых мы с вами говорим, человечество начнет забывать об угрозе рака, как оно сейчас забывает об угрозе оспы или бешенства.

Трудно сказать, у кого в этой борьбе будет больше шансов на успех — у химиков с их лекарственными веществами или у физиков со средствами радиоактивного воздействия. Возможно, да это, вероятно, так и будет, что победу обеспечит согласованное наступление двух наук.

Представим себе, что химики нашли вещества, которые накапливаются в тканях опухоли, задерживаются опухолью, как фильтром. Если такую опухоль облучить безвредным для здоровой ткани нейтронным пучком, то накопленное вещество становится радиоактивным. Излучение изнутри уничтожит опухоль, не нанося вреда организму человека.

Победа над болезнями намного продлит жизнь человека. Но у нас есть еще одна интересная возможность. Треть нашей жизни мы спим, теряем время, которое могли бы использовать для себя и общества.

Во время сна происходит восстановление вещества нервных клеток, происходит своеобразная зарядка нервной системы. Продукты жизнедеятельности нервных клеток, которые можно условно назвать токсинами утомления, нейтрализуются.

В военные годы были созданы препараты — фенамин, бензедрин и др., — предотвращающие на более или менее значительный срок наступление нервного утомления и позволяющие бодрствовать в два-три раза дольше, чем обычно. Правда, потом этот «сэкономленный» сон приходилось наверстывать— спать гораздо дольше.

Выяснив природу и пути образования «веществ утомления», химики найдут способы либо обезвреживать эти вещества действием ферментов, либо связывать их химически безвредными лекарственными препаратами.

Но можно вообразить себе и другие пути «снимать» утомление. Представим себе, например, что удастся найти такие виды электрических колебаний, которые, будучи подведены через крошечные электроды, приложенные к голове, проникают в мозг и ускоряют протекающие в нем процессы восстановления. Токсины утомления, нейтрализующиеся обычно за восемь часов сна, будут обезврежены без всякого ущерба для организма за один-два часа. Так укоротить сон — значит удлинить человеку жизнь за счет «внутренних резервов» на двадцать-тридцать лет.

Вмешательство физики и химии в генетику позволяет ожидать в ближайшее время наиболее замечательных, вероятно, ошеломляющих результатов. Самая жгучая загадка современной биологии — загадка наследственности. Это вопрос о том, каким образом в одной-единственной микроскопической клетке оказываются зафиксированными бесчисленные детали строения и функционирования всех органов и тканей, характерные свойства будущего взрослого организма, как сочетаются в зародыше черты родителей, «наследственная информация», передаваемая потомкам.

Давно ушли в невозвратное прошлое наивные мысли виталистов о том, что в организмах действуют какие-то загадочные, непознаваемые жизненные силы. На протяжении нашего века биологи детально выяснили общие законы наследственности. В 1962 году ученые выяснили химическую природу тех веществ, которые передают эту «наследственную информацию». Расшифровать язык атомных и молекулярных комбинаций, посредством которых осуществляется химическая и физическая кодировка этой «информации», — прямая задача биохимии будущего. Задача эта чрезвычайно трудна. Но не нужно быть беспочвенным оптимистом, чтобы верить, что «биологический код» — химическую зашифровку наследственных свойств — мы будем расшифровывать и читать, как читаем обычную книгу. Хорошо изучив азбуку ДНК и РНК, мы перейдем от чтения книги природы к ее написанию. Мы допишем ее своей рукой.

С этого момента человек станет полным властелином живой природы. Изменяя расположение атомов в генах, хромосомах, он даст растениям и животным такие полезные свойства, которые те, подчиняясь воле человека, будут воспроизводить в последующих поколениях. Уже сейчас мы кое-чего достигли на простейших организмах. Я верю, что при помощи «генетических ядов» удастся ликвидировать многие виды болезнетворных микробов или, если хотите, «перевоспитать» их. Биологи заставят их при помощи искусственной мутации стать безвредными.

Среди всех этих фантазий нет ни одной, которая бы не опиралась на достижения сегодняшнего дня. Темп развития наук нарастает лавинообразно, и, возможно, какой-нибудь ученый 2007 года, наткнувшись в библиотеке на эту книжку, скажет: «Ох, как скромны были их мечты в то время!» Я думаю, что кое-что из рассказанного сегодня сбудется на моем веку. Я уверен, что многие из читателей книги, более молодые, чем я, не только увидят прекрасное будущее, которое нам сейчас кажется полуфантастичным, но и многое из наших мечтаний станет делом их рук.

На границе жизни

И в XXI веке людям будет так же трудно, как и нам, определить, кто же все-таки был самым первым металлургом, астрономом или философом. Может быть, рослый кроманьонец, задумчивый халдейский пастух или молчаливый египетский жрец? Истоки этих наук теряются в туманной глубине веков. Но есть науки, которые в этом отношении гораздо счастливей, например микробиология. Первый микробиолог жил в голландском городке Дельфте. В нем трудно было заподозрить человека, имя которого будет известно каждому школьнику. Он стоял за прилавком и отмерял розовощеким голландкам тонкое полотно и ажурные кружева. Внешне Антоний Левенгук ничем не отличался бы от своих коллег, если бы не глубокая задумчивость, иногда находившая на него. Тогда он мог отрезать удивленной покупательнице вместо брабантского кружева кусок добротного сукна. Его постоянные клиенты уже знали эту слабость. Посмеиваясь, они говорили. «Опять думает о своих стекляшках».