Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Физика в биологии и медицине




 

Реальность квантовой Вселенной была наглядно продемонстрирована человечеству 6 августа 1945 года. Бомба, сброшенная в этот день на Хиросиму, показала огромную мощь прикладной квантовой теории и громогласно объявила о наступлении атомного века. Если же говорить о более полезных вещах, именно квантовая физика сделала возможными такие электронные чудеса, как телевидение, вычислительная техника, компьютерная томография, лазеры, космические корабли и мобильные телефоны. Ну а что взяли у квантовой физики биология и медицина? Да в общем-то ничего существенного.

Ратуя за квантовомеханический подход в биологии и медицине, я никоим образом не выступаю за то, чтобы эти науки отбросили прочь все то, чего они достигли благодаря Исааку Ньютону. Законы квантовой механики ни в коей мере не опровергают классическую физику. Планеты, как и раньше, движутся по траекториям, предсказанным ньютоновской математикой. Разница лишь в том, что квантовая механика описывает мир атомов и молекул, тогда как законы Ньютона применимы к более высоким уровням организации, например к человеку в целом и к группам людей. Такая болезнь, как рак, имеет вполне макроскопические проявления — опухоль. В то же время процессы, спровоцировавшие эту опухоль, инициируются на молекулярном уровне, в клетках. Именно там и начинаются все болезни (если не считать физические травмы). Это значит, нам необходима биология, которая объединила бы квантовую и ньютоновскую механику.

О необходимости такого объединения говорили многие биологи-провидцы. Более сорока лет назад нобелевский лауреат, прославленный физиолог Альберт СентДьёрди издал книгу, озаглавленную «Введение в субмолекулярную биологию» [SzentGyorgyi 1960]. Это была благородная попытка рассказать сообществу медиков и биологов о важности квантовомеханического подхода к биологическим системам. Увы, как ни прискорбно, придерживавшиеся традиционных взглядов коллеги Сент-Дьёрди сочли его книгу старческим бредом некогда блестящего ученого.

Большинству биологов нет дела до книги Сент-Дьёрди до сих пор. Однако рано или поздно им придется обратить на нее внимание — напор все новых и новых результатов исследований грозит обрушить плотину прежней научной парадигмы. Мы уже говорили о белковых молекулах. Попытки ученых описать их движения, опираясь на принципы ньютоновской физики, оказались безуспешными. Мне кажется, вы уже догадались, в чем тут дело. И вправду, В. Попхристич и Л. Гудмен в статье, опубликованной в 2001 году в журнале «Нэйчур», показали, что движения белковых молекул подчинены не ньютоновским, а квантовым законам [Pophristic and Goodman 2001]. Комментируя в том же журнале эту статью, биофизик Ф. Уэйнхолд задал риторический вопрос: «Когда же наконец учебники химии будут служить подаюрьем, а не помехой для более глубокого, квантовомеханического подхода к изучению работы молекулярных "турникетов"?» И далее: «Какие силы заставляют молекулы изгибаться и складываться, принимая причудливые формы? Вы не найдете ответа на данный вопрос в своих учебниках органической химии» [Weinhold 2001]. Как замечает Уэйнхолд, этой науке предстоит взять на вооружение квантовую механику, иначе мы не поймем те молекулярные механизмы, которые являются истинным источником жизни.

Сотни и сотни научных исследований, проведенных за последние полвека, свидетельствуют о том, что волны — СВЧ-излучение, радиоволны, видимый свет, инфразвук, слышимый ухом звук и даже недавно обнаруженная сила, получившая название скалярной энергии, оказывают существенное влияние на все аспекты биологической регуляции; электромагнитное излучение той или иной частоты участвует в регуляции синтеза ДНК, РНК и белков, изменяет конфигурацию и функции белковых молекул, управляет генной регуляцией, делением и дифференциацией клеток, морфогенезом (процессом, вследствие которого клетки группируются в органы и ткани), гормональной секрецией, ростом и функционированием нервов. Революционные результаты этих исследований опубликованы в ведущих биологических и медипинских журналах, но до сих пор не вошли в программы подготовки студентов [Liboff 2004; Goodman and Blank 2002; Sivirz 2000; Jin, et al, 2000; Blackman, et al, 1993; Rosen 1992; Blank 1992; Tsong 1989; YenPatton, et al, 1988].

Огромное научное значение имеет выполненная сорок лет назад работа биофизика из Оксфордского университета К. Макклэра. Он сравнил эффективность энергоинформационного обмена и обмена информацией посредством химических сигналов. В своей статье «Резонанс в биоэнергетике», опубликованной в «Ежегоднике Нью-Йоркской Академии наук», Макклэр показывает, что энергетические сигнальные механизмы, такие, как высокочастотные электромагнитные колебания, передают информацию, поступающую из окружающей среды, в сто раз эффективней, чем такие вещественные сигналы, как гормоны, нейротрансмиттеры, факторы роста и т. д. [McClare 1974]. В этом нет ничего удивительного, ведь биохимический способ передачи информации чрезвычайно энергозатратен — при установлении и разрыве химических связей большая часть запасенной в молекулах энергии превращается в тепло и на передачу информации ее остается совсем немного.

Мы знаем: для того, чтобы выжить, организмам необходимо получать и интерпретировать сигналы окружающей среды. При этом вероятность выживания обусловлена скоростью передачи информации. Скорость распространения электромагнитного сигнала составляет 300 ООО километров в секунду, тогда как скорость диффузии химических веществ гораздо меньше одного сантиметра в секунду. Как вы думаете, какой из этих двух способов передачи информации предпочитает триллионное клеточное сообщество вашего организма? Это же простая арифметика!

 







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 275. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия