Джим Аль-Халили, Джонджо Макфадден. "Жизнь на грани Ваша первая книга о квантовой биологии"
Книга написана десять лет назад, переведена семь лет назад, а в руки попала вот только что. Хотя в названии есть КВА и я должен был увидеть её раньше! Но, выходит, авторы работали во времена моды на «волновые геномы», «КВАнтовое сознание» и всё такое. Они сами пишут: «Не следует забывать, что загадки такого рода собирают вокруг себя толпы псевдоученых и мистиков».
Начинают очень эффектно: с утверждения, что в основе магниторецепции у птиц лежат КВАнтовые эффекты, а открытие данного механизма стало началом КВАнтовой биологии. Меж тем, спустя десять лет, природа магниторецепции исследована совсем не полно. Прежде всего, конечно, в части передачи сигнала, но в плане работы детектора - тоже.
Вот ссылка на статью (научную, но понятную) по данному вопросу: https://elementy.ru/genbio/synopsis/582/Svyaz_magnitnogo_kompasa_i_fotoretseptsii_u_ptits_gipotezy_i_nereshennye_voprosy
Но главное тут - суть проблемы. Гипотетическое магнитное зрение на фундаментальном уровне малоотличимо от зрения обычного. В книге сказано: «Мы понятия не имеем, как это магнитное «ви́дение» выглядит для птиц, но, поскольку криптохром является пигментом глаз, который потенциально делает работу, похожую на работу пигментов опсина и родопсина, обеспечивающих цветное зрение, возможно, то, что видят птицы, окрашено дополнительным цветом, невидимым для нас (подобно тому как некоторые насекомые могут видеть ультрафиолетовое излучение), показывающим магнитное поле Земли». А ведь роль именно КВАнтовых явлений в активации опсина и родопсина доказана давно и вполне! Об этом в книге - буКВАльно пара слов. Вне книги зато - сколько угодно. Вот статья чуть более сложная, но тож понятная: https://biomolecula.ru/articles/zritelnyi-rodopsin-retseptor-reagiruiushchii-na-svet
Зато в книге гораздо больше - о другом процессе, давным-давно описанном на КВАнтовом уровне. О фотосинтезе, конечно. Да, его природа вызвала когда-то полный фураж и террор. Долго считали, что «…КВАнтовые состояния не могут поддерживаться в теплой, влажной и суетливой молекулярной среде внутри живых организмов». И ещё: «КВАнтовые чудеса не работают внутри окружающих нас видимых объектов, которые состоят из случайно ориентированных молекул, находящихся в постоянном движении. - это про декогеренцию». Поэтому «Открытие квантовой когерентности в теплых, влажных, турбулентных системах, таких как растения и микробы, повергло квантовых физиков в глубокий шок» - во-от! Это именно про фотосинтез!
Но и фотосинтез появляется к середине. До этого речь идёт по большей части о КВАнтовых явлениях, как основе деятельности всех ферментов. То есть, базовых молекул жизни: «… основные этапы дыхательного процесса вовсе не привычные для нас вдох и выдох, а упорядоченная передача электронов в эстафетной гонке с участием ферментов, которая проходит внутри наших клеток». Тут сразу возникают сложности. Первая - техническая. Невоспроизводимость и, стало быть, несоответствие «сильному» критерию понимания: «Вспомните знаменитое высказывание Ричарда Фейнмана: «Мы не способны понять то, чего не можем создать». Это можно сказать и о ферментах, поскольку, несмотря на то что нам известно о них практически все, никому еще не удалось получить искусственный фермент, который имел бы такой же коэффициент ускорения реакции, как любой природный фермент [6]. Согласно критерию Фейнмана, мы до сих пор не понимаем, как действуют ферменты»
Из маленькой проблемы следует большая. На уровне, фактически, подмены понятий: «Биология, если уж на то пошло, представляет своего рода прикладную химию, а химию можно считать разновидностью прикладной физики». Пока это ещё не подмена, а редукционизм, но далее следует именно подмена: «Поскольку законы квантовой механики управляют поведением атомов, а биология в конечном счете и есть не что иное, как взаимодействие атомов, то они же - законы квантового мира - должны действовать и на нижележащих уровнях организации жизни, изучаемых биологией. Однако эти законы действуют лишь в тех пределах, в которых они не оказывают значительного влияния на процессы жизнедеятельности, характерные для более высоких уровней организации жизни».
Тут отвлечёмся буКВАльно на пару абзацев, дабы поговорить про целевую аудиторию книги и требуемый уровень подготовки. Про явные упрощения на грани ошибки говорить почти не будем. Хотя такие упрощения есть. Например: «Если вы когда-нибудь окажетесь внутри МР-томографа, слушая приятную музыку через наушники, подумайте о парадоксальном квантовом поведении частиц, благодаря которому работает это удивительное диагностическое устройство» - МРТ в наушниках? Они ж сами сгорят и уши нам сожгут! В аппарате даже крестик снимать заставляют. Но мы не про это.
Где-то с конца восьмидесятых, с книги Хокинга «Краткая история времени», где была ровно одна короткая формула, пошла мода на научпоп, содержащий минимум математики. Допускаются исключения, но в целом - так. Эта книжка тоже рассчитана на условный уровень среднестаршеклассника. Скорее, даже средне-. Например, авторы очень подробно расписывают двухщелевой опыт; так подробно, что однозначно подразумевают незнакомство читателя с ним. За это предложены яркие, внятные сравнения. Например, описывая микромир, говорят, что при уменьшении читателя до пары-тройки нанометров, буКВА «о» в данной книге стало б для него размером с США. Наглядно.
Однако невысокий уровень подготовки подразумевает значительную доверчивость. И когда сказано, что, мол, ферменты - это жизнь, читатель верит. А всё не совсем так. Ферменты - белки. Это не совсем жизнь и, говоря о ферментативном катализе, мы говорим о свойствах органического мира, а не о феномене жизни. На уровне их функциональных групп КВАнтовые явления, разумеется, важны. Как правильно пишут авторы в начале книги, при ином протекании КВАнтовых процессов Вселенная состояла б из унылых и одиноких атомов водорода. Но, к примеру, хотя электрический ток сопровождается КВАнтовыми явлениями, электромагнитное-то поле описывается классической теорией Максвелла. Полупроводники без КВАнтовой теории мы б, наверное, не изобрели, однако лампочками-утюгами-электроплитами-стиралками пользовались бы вполне. Так и ферменты предшествовали жизни в её современном виде и понимании, а фотосинтез и зрение были изобретены этой самой жизнью. Если точнее - клеточной (в случае зрения - многоклеточной) жизнью. Совершенствование ферментов подвержено Дарвиновской эволюции, ок. Но их возникновение не требует наличия жизни, как феномена! А возникновение зрения и фотосинтеза - требует.
В книге это слегка подсвечено: «… мы не можем не принимать во внимание критических замечаний, высказываемых многими учеными. Они признают открытия Клинман, Скраттона и других исследователей, однако утверждают, что квантовые эффекты играют в биологии такую же роль, как и в работе паровозов: их можно наблюдать, однако они в целом никак не способствуют пониманию того, как функционирует вся система». Тут уж я, скорее, на стороне оппонентов. Например, вот такая статья В.А. Коварского https://ufn.ru/ru/articles/1999/8/c/similar.html (там дальше по ссылкам). Старая-старая, прошлого века. Фактически, последняя его научная статья. Далее он ещё опубликовал только книгу воспоминаний «Стрела времени в моей жизни». Статья не научпопная, с кучей формул, однако всё по делу. С изумлением от присутствия КВАнтовости в тёплой и жидкой жизни: «Я бы сказал, что в отличие от физики твёрдого тела, электрон-ядерные процессы в биологических макромолекулах можно было бы скорее назвать «физикой мягкого тела». Там описаны механизмы ускорения работы ферментов под влиянием КВАнтовых явлений в триллионы раз: «…скорость ферментативной реакции для иммобилизованного фермента больше, чем скорость ферментативной реакции для свободного фермента благодаря влиянию электрического поля мембраны на вероятность перехода». Однако база твёрдая: биохимия есть метод описания жизни, но не сама жизнь. И редукционизма в той работе минимум.
А редукционизм приводит к мистике. Которую авторы (серьёзнейшие учёные) в начале книжки отрицали. Отрицали-отрицали, а затем написали: «Сознание загадочно и трудноопределимо и квантовая механика загадочна и трудноопределима, поэтому наверняка они должны быть как-то связаны» - дивная логика:). Или ещё: «Так или иначе, большинство людей, вероятно, на стороне дуализма - убеждения, по которому ум/душа/сознание есть не что иное, нежели физическое тело». Такое «большинство» авторы, будучи декларативными материалистами, не признают, но сами в отдельных пассажах переходят на уровень идеалистического монизма. Бывает.
Словом, книжку однозначно рекомендую. Но для критического чтения, не для догматического восприятия.
И да: почти не отражён в ней один сильно важный момент: многие феномены, не будучи КВАнтовыми по сути, описываются уравнениями КВАнтовой механики. Очень успешно, кстати. Об этом, к примеру, тут: https://nplus-1.ru/material/2021/04/05/katsnelson-on-quantum-mind. Без всякого редукционизма.
#осеньвкармане