С точки зрения квантовой механики

С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ БИОЛОГИИ

Формулировки биологов, к сожалению, лишены поэтической вдохновенности - элегической грусти или экспрессивного метафоризма. В биологии смерть вульгарно трактуется как "прекращение жизнедеятельности организма и вследствие этого - гибель индивидуума как обособленной живой системы, сопровождающаяся разложением белков и др. биополимеров, являющихся основным материальным субстратом жизни..."

Некоторые биологи выделяют понятие частичной смерти, то есть смерти группы клеток или целого органа (некроз). У одноклеточных организмов - простейших - естественная смерть особи проявляется в форме деления, поскольку оно связано с прекращением существования данной особи и возникновением вместо нее двух новых. Смерть особи обычно сопровождается образованием трупа. В зависимости от причин, обусловливающих наступление смерти, у высших животных и человека различают: смерть естественную (физиологическую), наступающую в результате длительного, последовательно развивающегося угасания основных жизненных отправлений организма, и смерть преждевременную (патологическую), вызываемую болезненными состояниями организма, поражениями жизненно важных органов (мозга, сердца, легких, печени и др.). Преждевременная смерть может быть скоропостижной, т.е. наступить в течение нескольких минут и даже секунд (например, при инфаркте).

Смерть теплокровных животных и человека связана с прекращением прежде всего дыхания и кровообращения. Поэтому различают два основных этапа смерти: клиническую смерть и следующую за ней биологическую смерть, или истинную. По истечении периода клинической смерти, когда еще возможно полноценное восстановление жизненных функций, наступает биологическая смерть - необратимое прекращение физиологических процессов в клетках и тканях.

Пытаясь разгадать природу смерти, З.Фрейд в работе "По ту сторону принципа удовольствия" соединяет психоанализ с рассмотрением результатов биологических исследований своего времени. Он не скрывает того, что человеку хочется найти утешение в биологической предопределенности смерти, не зависящей от него самого: "Если уж суждено самому умереть и потерять перед тем своих любимых, то все же хочется скорее подчиниться неумолимому закону природы, величественной необходимости, чем случайности, которая могла бы быть избегнута".

"Мы будем удивлены, - говорит далее Фрейд, - узнав, как расходятся биологи в вопросе о естественной смерти и что у них понятие о смерти вообще остается неуловимым".

Самый большой интерес у Фрейда вызывало исследование продолжительности жизни и смерти организмов в работах А.Вейсмана, предложившего разделение "живущей субстанции" на смертную и бессмертную половину. Смертной частью Вейсман считал собственно тело, сому, подверженную естественному умиранию; в качестве бессмертной части рассматривал зародышевые клетки, так как они способны при соответствующих условиях развиться в новый организм, создать себе новую сому. Фрейд находит здесь аналогии со своей теорией "влечений" двух родов - тех, что ведут жизнь к смерти, и тех, которые постоянно стремятся к обновлению жизни. Однако он честно признается, что "видимость этого совпадения быстро улетучивается, когда мы знакомимся с разрешением Вейсманом проблемы смерти. Ведь Вейсман допускает различие сомы от бессмертной зародышевой плазмы лишь у Metazoa (многоклеточных). Эта смерть высших живых существ есть естественная смерть от внутренних причин, но она опирается не на исходные свойства живой субстанции, не может быть понята как абсолютная необходимость, обоснованная сущностью жизни. Смерть есть больше признак целесообразности, проявление приспособляемости к внешним условиям жизни, так как при разделении клеток тела на сому и зародышевую плазму неограниченная продолжительность жизни индивидуума была бы совершенно нецелесообразной роскошью.

С наступлением этой дифференцировки у многоклеточных смерть стала возможной и целесообразной. С этой стадии сома высших организмов умирает, вследствие внутренних причин, к определенному времени, простейшие же остались бессмертными. Напротив, размножение введено было не со смертью, а представляет собой первобытное свойство живой материи, как, например, рост, из которого оно произошло, и жизнь осталась на Земле с самого своего начала беспрерывной". (Современный французский эколог Альбер Жакар, перекидывая мостик от бактерий к человеку, отмечает, что смерть - относительно недавнее изобретение природы, появившееся как следствие борьбы против... смерти. "Бактерия не может знать, что такое смерть, ведь она просто делится на две, четыре части. Смерть для нее не существует. Понятие "смерть" появилось тогда, когда двое соединились, чтобы произвести на свет третьего. Потому что этот третий - это и не первый, и не второй, не тот и не другой. Это новое существо. Мы себе позволяем роскошь делать что-то новое. А когда делаешь что-то новое, надо освобождать для него место. Итак, смерть - результат наличия полов. Получается парадокс: рожая детей, мы стремимся бороться со смертью, а ведь потому, что мы рожаем детей, мы неизбежно смертны".)

Поскольку для Фрейда все эти проблемы важны с точки зрения приложимости к теории "влечений", то он с сожалением говорит, что признание естественной смерти для высших организмов мало помогает разрешению его вопроса. Ведь "если смерть есть лишь позднейшее приобретение живых существ, то влечения к смерти, которые восходят к самому началу жизни на Земле, опять остаются без внимания. Многоклеточные могут умирать от внутренней причины, от недостатков обмена веществ; для вопроса, который нас интересует, это не имеет значения".

В отличие от Фрейда причинность смерти интересует нас безотносительно к теориям смежных с биологией дисциплин. Но не делаем ли мы ошибки, пытаясь разложить понятие "смерть" по полочкам? Во времена античности и в средние века сознание ученого (и уж тем более обычного человека) не было столь дискретно, как в наше время. Очевидно, сумма знаний, накопленная человечеством, столь велика, что не позволяет нам иметь панорамный взгляд на бытие, разом охватывая все его возможные модели, подтвержденные теоретическим и практическим опытом цивилизации.

"Специалист подобен флюсу: полнота его одностороння", - едко заметил Козьма Прутков еще в прошлом веке. А Павел Флоренский, один из лучших умов России XX века, негодуя на рационалистов, возведших в канон специализацию познания, в начале 1920-х годов писал: "Но ведь это они раздробили всякую форму на кирпичики; это они расстригли Слово Божие на строчки и слова, язык растолкли в звуки, организм измельчили до молекул, душу разложили в пучок ассоциаций и поток психических состояний; Бога объявили системою категорий, великих людей оценили как комочки, собравшиеся из пыли веков, - вообще все решительно распустили на элементы, которые распустились в свой черед, приводя бывшую действительность к иллюзии формы и ничтожеству содержания".

Сегодня естествознание начинает понимать, что невозможно установить механизм жизни и смерти органической материи, используя лишь идеи финитизма (финитизм - представление, что бытие можно описать с помощью конечного числа неразложимых далее элементов)или один-два уровня исследования. Заманчиво, например, взять и исследовать организм человека прежде всего как химический реактор. Ан нет. Даже с этой точки зрения мы столкнемся с множеством вещей, необъяснимых в избранной системе отсчета. Скажем, знаменитый "химический маятник" - обратимые реакции, открытые Белоусовым-Жаботинским. Если они возможны, почему невозможна "обратная" работа химического реактора по имени "человек"?

Современный немецкий философ Э.Хикель по поводу ограниченности одноуровневого, одностороннего биофизического познания нашего бытия пишет: "Жизнь на земле и все живое примечательны способностью к размножению. Завораживающим оказывается то обстоятельство, что при таком размножении определенную роль в ядре клетки играют химические молекулы и что эта роль может быть выяснена. В этом состоянии завороженности забывают, что исследуемые химические ДНК-"кирпичики" никоим образом не являются всем тем, что образует живой организм: характер репликации ДНК в процессах размножения и роста организмов зависит от взаимодействия этой ДНК с бесчисленными другими факторами и составными частями в ядре клетки; ядро же, в свою очередь, состоит во взаимодействии с окружающей его средой клетки, на которую влияют другие клетки, ткани и которая сама, опять же, оказывает на них влияние; и эти части организма находятся во взаимосвязи с целым и даже с окружающей его средой и многообразными влияниями, причем не только вещественной природы".

По сути дела, проблема причинности смерти сводится к вопросу, который мучил Фрейда: является ли смерть живого организма запрограммированной в генах или это результат сбоя, ошибок в деятельности организма, приводящих клетки к старению и гибели? На этот вопрос нынешнее естествознание, кажется, нашло ответ. Американский биолог Леонард Хайфлик обнаружил предел деления человеческих клеток - 50 (плюс-минус 10) раз. Последующая гибель клетки неизбежна, на какие бы ухищрения мы ни шли. Клетку можно заморозить, а затем вернуть в обычное состояние - и она точно "припомнит", сколько раз она уже делилась. Алексей Оловников из Института химической физики РАН открыл и "счетчик" клеточного деления - причину старения и гибели клетки. Оказывается, при каждом удвоении (размножении) клетки молекулы ДНК становятся чуть короче. Когда укорочение доходит до гена, кодирующего жизненно важную информацию, клетка погибает. Процессу укорочения, названному Оловниковым маргинотомией, ученый дает следующее объяснение: "Дочернюю цепь ДНК строит, перемещаясь по матричной цепи, фермент ДНК-полимераза. Узнающий и каталитический центры у него пространственно разделены. Когда первый - как локомотив - доходит до конца матрицы, второй - как последний вагон поезда - останавливается довольно далеко и конец цепи не копирует. А если узнающий центр находится сзади, то по этой же причине не скопируется начало цепи. Вот длина поезда - расстояние между центрами - и определяет, насколько копируется дочерняя цепь. Другой путь укорочения ДНК связан с тем, что синтез копии начинается с затравки - небольшого участка РНК. После синтеза затравка удаляется, и копия оказывается короче матрицы".

Для тех, кто не любит вникать в "технические" подробности, скажу проще: начальная длина и укорочение поезда (молекул ДНК) в процессе движения (жизни) запрограммированы (единственное исключение - половые клетки человека, в которых ДНК копирует полностью всю матрицу (за счет двух каталитических центров), благодаря чему эти клетки бессмертны). Зачем и кем? Богом? Природой? Естественным отбором? Здесь мы упираемся в самую больную проблему современной практики исследования бытия - проблему совмещения религиозного (мистического) и научного, рационального познания мира. Именно здесь сходятся и расходятся точки зрения на феномен смерти и возможные модели загробного существования.

С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКИ

Собственно говоря, своим существованием человек нагло и демонстративно нарушает второй закон термодинамики. Согласно этому закону, все физические процессы в конечном итоге направлены в сторону энтропии (термодинамического равновесия), а ведь органическая жизнь возникла явно вопреки энтропийной направленности мира.

Попробуем вскипятить чайник и выключить газовую горелку. Через энное количество времени температура воды в чайнике сравняется с температурой воздуха. Это и есть грубая модель действия энтропии. Если нет энергетической подпитки извне, любое физическое тело (материя) стремится прийти в равновесие с окружающей средой, приблизиться к максимально хаотическому состоянию. В этом смысле цель бытия материи-энергии - максимально равномерное (и в тепловом, и в динамическом смысле) рассредоточение в пространстве. И вот в этой стройной логической схеме, "как незаконная комета в кругу расчисленных светил", обнаруживается органическая жизнь, стремящаяся противостоять энтропии, создающая антиэнтропийную модель бытия.

Внутри человеческого организма (как и у всех других видов органической материи) есть своего рода "газовая горелка", рассчитанная на определенный срок работы. Живой организм - упорядоченная структура, с помощью метаболизма (обмена веществ) противостоящая переходу в равновесие с окружающей средой. Впрочем, еще в 1955 году Эрвин Шредингер возражал против примитивного трактования метаболизма как основы жизни.

"...Представляется нелепостью, - писал он, - чтобы главным был именно обмен веществ. Любой атом азота, кислорода, серы и т.п. так же хорош, как любой другой атом того же элемента. Что же достигается их обменом? Одно время наше любопытство удовлетворялось утверждением, что мы питаемся энергией. В ресторанах некоторых стран вы могли бы найти карточки-меню, указывающие цену каждого блюда и содержание в нем энергии (калорий). Нечего и говорить, что это нелепость, ибо во взрослом организме содержание энергии так же постоянно, как и содержание материи. Каждая калория, конечно, имеет ту же ценность, что и любая другая, поэтому нельзя понять, чему может помочь простой обмен калорий".

Что же тогда составляет драгоценное нечто, содержащееся в нашей пище, что предохраняет нас от смерти? На это легко ответить, считает Шредингер. "Каждый процесс, явление, событие (назовите его, как хотите), короче говоря, все, что происходит в Природе, означает увеличение энтропии в той части Вселенной, где это имеет место. Так и живой организм непрерывно увеличивает свою энтропию, или, иначе, производит положительную энтропию и, таким образом, приближается к опасному состоянию максимальной энтропии, представляющему собой смерть. Он может избежать этого состояния, то есть оставаться живым, только постоянно извлекая из окружающей его среды отрицательную энтропию, которая представляет собой нечто весьма положительное, как мы сейчас увидим. Отрицательная энтропия - это то, чем организм питается. Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобождаться от всей той энтропии, которую он вынужден производить, пока он жив".

Разъясняя механизм задержки перехода живого организма к термодинамическому равновесию (т.е. к смерти), неуклюжее выражение "отрицательная энтропия" Шредингер заменяет выражением "энтропия, взятая с отрицательным знаком", которая "есть сама по себе мера упорядоченности". Человеческий организм может противостоять смерти, лишь поддерживая себя на достаточно высоком уровне упорядоченности. Для этого ему нужно извлекать упорядоченность из окружающей среды, дабы компенсировать энтропийные процессы, идущие в клетках. Вот почему живой организм не может питаться химическими веществами в первозданном виде, то есть находящимися на низкой стадии упорядоченности. Нам для питания необходимо крайне хорошо упорядоченное состояние материи в более или менее сложных органических соединениях.

Следующий вопрос, который мы задаем себе, исходя из теории "отрицательной энтропии", таков: почему же мы все-таки умираем, несмотря на то, что можем отлично питаться "органической упорядоченностью"? Умирают даже миллионеры, которые могут поглощать "отрицательную энтропию" любого качества и количества.

Дело в том, что противостоянием энтропии в нашем организме заведует специальная программа, заложенная в наших генах. Программа эта рассчитана на определенный срок работы, после которого приводные ремни управления организмом рвутся, и тело начинает разрушаться по частям. (К вопросу о том, кто заложил в нас эту программу, мы еще вернемся.) Раньше ученые считали, что клетки человека могут делиться бесчисленное количество раз. Но Леонард Хайфлик обнаружил печальное для нас качество клеток - предел их деления. Таким образом, подтвердилась блестящая догадка Шредингера о сходстве между часовым механизмом и организмом. Это сходство, по словам физика, просто и исключительно сводится к тому, что в основе последнего лежит твердое тело - апериодический кристалл, образующий наследственное вещество, не подверженное воздействию беспорядочного теплового движения.

"Но, пожалуйста, не ставьте мне в вину, - кокетливо оправдывается Шредингер, - что я будто бы называю хромосомные нити "зубцами органической машины", по крайней мере, не делайте этого без ссылки на те глубокие физические теории, на которых основано сходство. Потому что действительно не нужно большого красноречия, чтобы напомнить основное различие между ними и оправдать для биологического случая эпитеты - новый и беспрецедентный.

Наиболее поразительными различиями являются, во-первых, своеобразное распределение "зубцов" в многоклеточном организме и, во-вторых, то, что отдельный зубец - не грубое человеческое изделие, а прекраснейший шедевр, когда-либо созданный по милости Господней квантовой механики".

С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ

Стержень квантовой механики - утверждение, что небольшие количества материи и энергии одновременно обладают свойствами частицы и волны и соответственно ведут себя то как частица (корпускула), то как волна. Переводя это в плоскость бытовых сравнений - это подобно тому, как если бы один и тот же человек был и трезв и пьян в один и тот же момент. Парадокс, однако, в том, что наблюдать оба состояния материи (энергии) наука не в состоянии (да простится мне этот невольный каламбур). Качество, в котором пребывает измеряемая материя, зависит... от наблюдателя (точнее, от способа измерения). Если мы выбираем один способ, то получается, что испускаемый квант света ведет себя как волна, при другом - перед нами частица.

Не вдаваясь в технологические подробности опытов по измерению квантов, перейду сразу к выводам. А они еще более парадоксальны. Ибо если в микромире элементарные частицы и даже целые атомы, согласно теории, могут пребывать одновременно в противоположных состояниях, то в нашем "крупном" мире такая двойственность (если допустить верность теории и для макромира) приводит к фантастическим результатам. Наиболее образно это сформулировал 50 лет назад Шредингер.

"Представьте себе, - говорил он, - что кошка сидит в коробке, в которой помещена также ампула с цианидом. Здесь же находятся радиоактивная частица, счетчик Гейгера и машинка для раздавливания ампулы. Все отлажено таким образом, что, если частица распадется, счетчик Гейгера обнаружит распад, включит машинку для раздавливания ампулы, и ампула разобьется. Кошка вдохнет цианид и умрет.

Согласно квантовой механике в любой заданный момент радиоактивная частица должна пребывать в распавшемся и в нераспавшемся состоянии. Если же она наблюдается, она... должна будет избрать одно или другое состояние. Но частица не одинока в своем квантовомеханическом заточении. Можно предположить, что радиоактивная частица, счетчик Гейгера, ампула и кошка являются составными частями единой квантовомеханической системы и, следовательно, должны сосуществовать в обоих состояниях одновременно. Другими словами, пока кто-то не заглянет в коробку, частица будет одновременно распавшейся и нераспавшейся, ампула раздавленной и нераздавленной, а кошка живой и мертвой. И вообще, в принципе допустимо утверждение, что пока кто-то не посмотрит на человека, который заглядывает в коробку, то он, этот человек, также пребывает в двух состояниях: в состоянии, в котором он обнаруживает кошку живой, и в состоянии, в котором он обнаруживает кошку мертвой. И так далее...".

Впрочем, можно не останавливаться на этом, а в силу естественного дуализма мира предположить, что все мы одновременно являемся и живыми и мертвыми, выбор же состояния зависит от некоего наблюдателя, который находится вне нашей системы (тут сразу напрашивается понятие Бога). Но и Бог в таком случае является подсистемой еще более крупной системы, по отношению к которой он является поднадзорным. И естественно, Бог, пока за ним наблюдает Сверх-Бог, одновременно существует и не существует. Что же касается Сверх-Бога, то... Очевидно, на сегодняшний день дальнейшие мысленные эксперименты не имеют смысла. Подождем развития квантовой теории, а главное - практических опытов исследователей.

Существуют и "сумасшедшие" теории о природе нашего бытия и - соответственно - о природе нашей смерти. Так, французский физик Режи Дютей считает, что ограничение, наложенное на физический мир Эйнштейном, неверно, что физические тела могут преодолевать световой барьер (300.000 км в секунду). Дютей изучает мир "тахионов" - мир, находящийся по ту сторону скорости света. По его мнению, Вселенная напоминает трехслойный пирог: один слой - мир "брадионов" (это наш мир), второй слой - мир "люксонов" (т.е. световой), и третий слой - мир "тахионов" (сверхсветовой).

"Математически эта формула работает, - говорит Дютей. - Правда, пока лишь математически. Согласно этой формуле, существует не одно, а три временных измерения Вселенной, которые могут сосуществовать и переходить друг в друга в зависимости от набранной скорости. Само собой, в сверхсветовом мире время не истекает, то есть нет ни прошлого, ни настоящего, ни будущего".

Соль теории Дютея в том, что наше сознание - это поле неизвестных физике частиц, своего рода "тахионов". Аналогией его может служить голограмма - особая пластинка, которая при освещении лучом лазера воспроизводит записанное на нее изображение с полной иллюзией трехмерного пространства. Даже если пластинку с записью изображения расколоть, то любой осколок, независимо от его величины, сохраняет способность воспроизводить изображение целиком. "Мозг, - объясняет Дютей, - это не что иное, как интеллектуальный фильтр, обрабатываемый лазерным лучом, исходящим из мира "тахионов", мира сверхсветовых скоростей. Окружающие нас объекты реальности суть голограммы. Вселенная - это лишь видимость, как говорил Платон (добавим: и Шопенгауэр. - А.Л.). Такова чисто материалистическая и отнюдь не религиозная физика нашего сознания..."

Если согласиться с теорией Дютея, то следует признать, что наша смерть зависит не только от "грубой" земной физиологии, но и от физических процессов, которые мы не в состоянии фиксировать (правда, в последнее время появились сообщения, что в ходе опытов на циклотроне Института ядерной физики университета в Лувене (Бельгия) Жак Стейер обнаружил частицы, скорость которых в 1,2 раза превышает скорость света). Теория Дютея порождает на порядок больше вопросов, чем ответов. Среди них и такие: как происходит координация (совпадение) лучей "тахионного лазера" и приемного устройства (мозга) при том, что они существуют и функционируют в совершенно разных ипостасях времени-пространства, вещества-энергии? Кто - Бог, эволюция? - создал такое совершенное устройство, как мозг, способное воспринимать лучи "тахионного лазера"? И так далее.

Упомяну еще об одной любопытной теории, предложенной американским космологом Франком Типлером из Тулейнского университета (штат Индиана), в которой он попытался соединить физику и теологию в вопросе о смерти и воскрешении мертвых.

Типлер считает, что жизнь в той или иной форме будет продолжаться до "конца времени", который наступит в том случае, если верна теория пульсирующей Вселенной (для физика-христианина Большой взрыв и есть тот самый акт творения, о котором говорится в Библии). Когда под влиянием собственной тяжести Вселенная начнет сжиматься и вернется в состояние бесконечной плотности, это и будет концом нашей Вселенной (и, возможно, началом новой Вселенной). Конечное состояние Вселенной Тейяр де Шарден назвал некогда омега-точкой, которая в математическом смысле будет суммой всех иных точек времени и пространства. Любой луч света, испущенный в любом месте Вселенной в любое время, прибудет, в конце концов, в омега-точку. Ну а этот "конец концов" (конец времени), космологи обозначают термином с-граница.

До достижения с-границы осталось, согласно теории пульсирующей Вселенной, примерно 100 миллиардов лет. Типлер так объясняет противоречие между конечностью времени и вечной жизнью, дарованной людям Богом. По его мнению, следует различать время "истинное" (измеряющееся часами) и время "субъективное", определяемое особенностями человеческого восприятия. Типлер придерживается идеи, что жизнь может быть, в конечном счете, сведена к некоторому роду обработки информации. Между любым моментом "истинного" времени и с-границей, считает космолог, возможна бесконечная обработка информации, что, в свою очередь, означает бесконечность жизни и разума, а следовательно, и бесконечность "субъективного" времени.

Энергия (антиэнтропия), необходимая для обработки информации (жизни), возникает благодаря коллапсу (сжатию) Вселенной. Поскольку гравитационный коллапс стремится к сингулярной безразмерной точке, то общее количество высвобождаемой в процессе сжатия энергии бесконечно. Чем ближе Вселенная к омеге-точке, тем больше будет высвобождено энергии для обработки информации. Могущество жизни возрастет в этом случае невероятно. Типлер считает, что использоваться эта энергия будет для воскрешения мертвых. Компьютерная программа соответствующей сложности способна смоделировать разум любого человека с любым уровнем точности. При наличии бесконечного вычислительного ресурса появится возможность создать компьютерную копию каждого человека, когда-либо жившего на свете. Но не только. Можно будет также создать модели всех людей, которые в принципе могли бы существовать. Бесконечное количество информации, которое потребуется в данном случае обработать, не помеха, поскольку у нас в запасе будут и бесконечность времени, и бесконечность энерговооруженности.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: