6
Работа Адельмана, о которой говорилось выше, не проясняет непосредственно ничего, что касается биогенеза. В то же время возникает мысль, которую я позволю себе очень кратко изложить. Типичный компьютер класса desktop выполняет по меньшей мере 106 операций в секунду. Самые быстрые компьютеры могут выполнить 1012 операций в секунду. Если соединение (англичане пишут concatenation) двух молекул ДНК признать за одну операцию (элементарную) и если около половины олигонуклеотидов насчитывает таких соединений 4 × 1014, то именно 1014 операций выполняется, когда каждый нуклеотид «действует по собственной программе». Это, собственно, и есть прямая атака brute force, которую легко можно увеличить до 1020 операций. Не говорю вообще, что именно ТАК действует аппаратура наследственного кода, которая несравнимо более сложная (в ее работе участвуют различные дополнительные помощники-энзимы, и хотя мой старый словарь генетики насчитывает 600 страниц, в нем нет ни слова о вычислительной мощности, потенциально присутствующей в коде). Я представляю только удивительный порядок величины тех сил, которые возникают с момента, когда нуклеотиды уже появляются и работают, ориентированные для разрешения определенной проблемы.
7
Понятно, что ключом к следующим воротам, или толчком для очередного (кто знает, не решающего ли) шага, будет вопрос о том, откуда берутся задачи, поставленные в Природе, которые достаются нуклеотидам? Гамильтоновы методы и графы не имеют ведь НИЧЕГО общего с жизненными процессами. Это похоже на то, как если бы мы продемонстрировали мощность, дремлющую в некоем вычислительном устройстве, причем в таком «устройстве», которое ничем не напоминает компьютер нашего производства. Биохимик скажет: гидролиз одной молекулы трифосфата аденозина требует столько энергии, что одного джоуля хватит на 2 × 1019 операций.
Это поразительная эффективность, если учесть, что второй закон термодинамики допускает теоретический максимум в 34 × 1019 операций на 1 джоуль (при 300° по Кельвину). Зато самые лучшие наши компьютеры могут выполнить самое большее 109 операций на 1 джоуль. Как видно, процессы, какими энергетически питаются нуклеотидные «устройства», несравненно более эффективны по сравнению с нашими техническими творениями. Тем самым можно было бы признать, что мои попытки, содержащиеся в «Сумме технологии», убеждения и уверения, что мы позаимствуем силу Природы НЕ через имитацию центральных нервных систем, НЕ через создание «искусственного мозга», а посредством овладения силами, скрытыми в геномах, имели, в общем, смысл. Возможно, как пишет Адельман, что одна молекула ДНК может соответствовать «моментальному» (instantaneous) образу машины Тьюринга и что находящиеся в нашем распоряжении энзимы и протокоды могут быть использованы для приведения в движение ТАКИХ «МАШИН». Исследования, ведущиеся в этом направлении, могут привести к развитию энзимов, способных выполнять работу проектного синтеза: это будет эра манипулирования макромолекулами, о которой я писал в 1980 году в «Прогнозе развития биологии до 2060 года» для Польской Академии наук. В конце концов, пишет Адельман, «можно себе представить возникновение универсального функционального компьютера, созданного только из одной макромолекулы, подключенной к группе энзимов (подобных рибосомам), которые будут на эту макромолекулу „соответствующим образом“ воздействовать».
8
Признаюсь, что, когда я читаю такие вещи в работах, абсолютно не претендующих на принадлежность к Science Fiction, и когда я оглядываюсь в прошлое на то, что писал, и что, бывало, принимали за утопические сказки, чувствую не столько даже удовлетворение, сколько изумление, полное тревоги. Потому что одно дело сказать, что где-то там, когда-то, «за вершинами столетий» будет создано нечто, что какие-то Силы будут высвобождены и станут подвластны людям, и при этом успокоиться верой в улучшение человеческой природы (в ходе «прогресса цивилизации»), а другое дело — реально дожить до таких времен, как в процитированных публикациях, и видеть, что уже за порогом приближающегося XXI века начнется вторжение огромных капиталов, массивных инвестиций, рыночной борьбы и безумий в битвах за эти «биокомпьютеры», о которых я так беззаботно писал, не получая при этом ни малейшего отзыва (кроме смеха).
9
Чтобы меня еще больше добить (или наоборот увенчать?), в декабрьском номере журнала «Scientific American» помещена статья о возникающей проектной генной инженерии, которая должна создать новый фронт борьбы с болезнетворными микроорганизмами. Однако об этом я уже не хочу здесь писать. Мысленно я скорее вернусь в более далекое прошлое, в котором простейшая, еще не клеточная, а, пожалуй, бактерийная жизнь размножалась и кипела на поверхности нашей планеты. Сможем ли мы когда-нибудь сымитировать процессы такого масштаба и такого диапазона? В принципе мне кажется это до определенной степени возможным. Вопрос, на который я не пытался до сих пор найти хотя бы и приблизительный ответ: ЧТО ставит вычислительной мощности, возникающей в ходе генезиса нуклеотидного кода, ЗАДАЧИ? Этот вопрос с виду является одновременно и простым, и необычайно сложным. Естественно, должно было быть так, что задача «родилась сама» в том элементарном смысле, что «молекулярные компьютеры» только тогда могли бы сохраниться, если бы были так сориентированы процессуально, чтобы они сами себя смогли продолжать. И это потому, что там, где возник этот молох, эта молекулярная армия, созданная из триллионов упорядоченных нуклеиновых кислот, одновременно при температуре Праземли существовал хаос броуновского движения: там постоянно продолжались взаимодействия атомного беспорядка, продиктованные вторым законом термодинамики, там должны были проходить битвы с возрастанием энтропии. А то, что проигрывало в этих столкновениях, переставало существовать. И исходя из этого, мы уже начинаем понимать, как это может быть, что бактерии после относительно коротких триумфов медицины, бомбардирующей их антибиотиками, приобретают устойчивость. Задача для этих микроорганизмов все время одна и та же, что и в течение четырех миллиардов лет: надо выжить! «Надо» уже в том смысле, в каком «надо» надеяться на встречу Земли с метеоритом или же ждать изменений климата, поскольку как биогенез был явлением, ВЕРОЯТНОСТНО обусловленным, так вероятности определяют и частоту космических воздействий в виде столкновений с метеоритом или вступлением в ледниковый период. Было время, когда теория вероятностей считалась бедным родственником, просто подкидышем, который был гнусно подброшен математике исследователями азартных игр. Сегодня же теория вероятностей в почете, и мы понемногу начинаем узнавать, какую роль вероятность сыграла при зарождении жизни на Земле… и придала этой жизни в ее простейших бактерийных формах такую устойчивость, благодаря которой из каждого найденного медициной препятствия эта жизнь выйдет невредимой… что вынудит нас к продолжению битвы с болезнями.
10
При всем том, когда уже перед нами откроется необыкновенно удивительная панорама будущих работ, тех, которые я почти маниакально снабдил лозунгом «догнать и перегнать Природу в ее точности», следует также учесть, что простая добросовестность и деловитость по-прежнему должны нас обязывать, и это значит, что опасения, которые я выразил в «Сумме технологии» (в примечаниях к ней), остаются в силе. В частности, я задумывался над тем, сможем ли мы и каким образом найти наиболее КОРОТКИЕ пути, первые в нашей истории, к реализации провозглашенного лозунга.
Ведь если бы дело обстояло так, что три миллиарда лет назад возникла бы жизнь, а затем в течение трех миллиардов лет она бы самоповторялась в пермутациях и рекомбинациях, не меняя собственной формы, то как, собственно, могло потом, почти внезапно, дойти до «кембрийского прыжка», который освободил жизнь, развивая ее многоклеточно, который заселил океаны, а затем — материки, откуда «молекулярно расчлененный молох нуклеотидного кода» нашел способ создания себе дальнейших задач, основанных на самоусложнении жизни, на расширении на виды, откуда в один момент возник этот путь акселерации, ускорения, благодаря которому однажды возникшие организмы лихорадочно занялись производством новых видов? Вместе с тем мы знаем, что из всех этих видов растений и животных, которые возникли в прошлом, 99 % погибло, и только чрезвычайная живучесть… снова надо говорить просто: ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ, рекомбинирующая, рекомбинируемая, из нуклеотидных кирпичиков сумела собрать дальнейшие мириады последующих видов, целые фонтаны разновидностей… Или это все было «выигрышем в самой большой лотерее в Солнечной системе», или, возможно, что ничего, кроме Случая, хитро усложненного в форму марковских и полумарковских цепей, не действовало в качестве той силы, которая на исходе голоцена выбросила на поверхность Южной Африки предобезьян вместе с предлюдьми… и попадая в жестоко истребляющие сита естественного отбора, те виды один за другим подвергались уничтожению, пока не остались только две ветви: на одной уселись обезьяны, а на другой — мы, люди, Homo sapiens. Беспощаднейшие, к сожалению, паразиты биосферы.