Николай Амосов: Раздумья о здоровье

Я очень боюсь увязнуть в деталях. Но вдруг книгу будут читать ученые? Скажут: «Примитив». Скажут, кроме клеток, есть еще межклеточное вещество, состоящее из отдельных молекул. Что клетки объединяются в органы и системы органов, которые тоже обладают целостными функциями. Все верно. Наука состоит из деталей. В системах есть подсистемы, к примеру, в организме — органы. В промышленности — предприятия.

И все-таки носителями целостности являются только клетка и организм. Они могут жить самостоятельно: клетка — в культуре тканей, организм — в естественной среде. Детали действительно важны, когда речь идет о том, чтобы построить новую систему. Но при объяснении сути дела ими можно пренебречь.

Итак, есть иерархия структур: частицы, атомы, молекулы, клетки, органы, организмы, сообщества, биоценозы и т. д. Разное значение специфики каждого структурного «этажа».

Вопрос о сложности. Опять-таки есть интуитивное представление: сложность — это много разных элементов, по-разному объединенных в разные подгруппы. Разные функции элементов и подгрупп, подсистем. Сколько этого разного?

Когда врач, купив телевизор, рассматривает его электрическую схему, она кажется ужасно сложной. Просто непостижимо, как это инженеры в ней разбираются! Разумеется, доктор знает, что организм сложен: анатомия, гистология… Но чтобы такое переплетение связей!

Наши схемы в учебниках физиологии неизмеримо проще. Вот и говорите о сложности живых объектов. Для биолога это чистая декларация: «организм очень сложен!» А на поверку схемки из десятка квадратиков и двух десятков стрелок.

Схема телевизора для инженера — это модель с такими подробностями, что по ней можно собирать приемник. Для врача описание организма тоже модель, но пригодная лишь для общего понимания и примитивного управления.

Когда говорят о сложности, то обычно подразумевают строение, структуру. Но это только одна сторона явления. Структура — это нечто застывшее, почти мертвое.

Функция — вот проявление жизни. В биологии она выступает как способность к изменению структуры или возможность вступать в соединения с другими структурами. Функцию традиционно связывают с энергией. Атомы в сложной молекуле испытывают постоянные колебательные движения, они обладают энергией. Чем выше мы поднимаемся по лестнице структур (макромолекулы-клетки-органы-организмы-сообщества), тем сложнее становится выражение функции.

Организм как целое выдает вовне не только механическую энергию движений, но и вещество, например потомство. Труд — функция человека, но, приложенная к предметам внешней среды, она выражается в вещах или иных делах.

Жизнь — это постоянное изменение структуры и функции во времени: оно по-разному проявляется на разных структурных уровнях.

Степень сложности любого объекта традиционно выражают цифрами. Не будем оригинальными, приведем некоторые данные. Самая маленькая из живых клеток, так называемая микоплазма, состоит приблизительно из тысячи макромолекул. Под ними подразумеваются молекулы белка, ДНК, РНК. Средняя клетка сложного организма состоит из миллиона макромолекул около ста типов. Если бы их расчленить на аминокислоты и другие простые органические молекулы, их число в клетке было бы почти астрономическим, что-нибудь около 10 20.

Количество элементов еще не все в оценке сложности. В ведре воды несчетное количество молекул Н 2О, а что может быть проще? Разнообразие элементов и их отношений, то есть количество подсистем, вот что самое важное для сложности.

Итак, мы подошли к важнейшему вопросу: как отразить сложность?

Для радиоприемника или даже ЭВМ — это схема, даже целая иерархия их, от блок-схемы до монтажной. К ним нужно добавить писаные инструкции, технологию — получим достаточно сведений, чтобы управлять аппаратом и даже собрать новый.

А что делать с живыми системами? У нас тоже есть схемы. Они начались с простых химических формул и усложнились до химической структуры гена со схемой, не вмещающейся на странице.

Однако до уровня подобной схемы для целой клетки еще бесконечно далеко.

Модель — это система, отражающая другую систему. Таково самое общее ее определение. Она может отражать структуру, функцию, то и другое вместе. Модель может быть построена из элементов, одинаковых с оригиналом или совсем иных. Функцию можно отразить так или иначе, например, записать… Но как? Какими знаками?

Знаки — это код. Схема приемника — знаки схем. Функции приемника, характеристики: графики и формулы. Есть универсальный код словесных описаний, который люди применяют для всех моделей, от атома до вселенной.