Разгадывая жизнь

Причин, по которым биология в наши дни набирает обороты, несколько. Во-первых, недавно открывшаяся возможность быстро и в большом количестве синтезировать ДНК. Во-вторых, новые микроскопы позволяют детально изучить внутриклеточные процессы. В-третьих, совершенствование технологии исследований головного мозга, самого удивительного биологического объекта, возможно, даже самого интересного из всех открытых до сих пор объектов во Вселенной. Наконец четвертая причина – вера биологов в эволюцию (немногие с этим поспорят). В последующие пару десятилетий мы увидим, как «биоальбом» нашей планеты заполнится новыми видами, как это было в XIX в., в эру «биологической таксономии» с ее практикой классификации организмов. Примерно к 2030 г. наверняка произойдет открытие новых биологических видов. (Например, многие биологи полагают, что глубоко под землей существует адаптировавшаяся колония бактерий.) Это действительно представляет интеллектуальный интерес. Исследования помогут биологам лучше понять историю жизни на Земле и разобраться в связях между мириадами одноклеточных организмов, фактически управляющих жизнью на нашей планете, но пока что мало изученных нами. (Чтобы представить себе, как это будет проходить, достаточно вспомнить, что совсем недавно был открыт новый биологический домен, стоящий на одном уровне с археями, бактериями и эукариотами, надцарствами в классификации живых организмов[36].)

Это будет захватывающий процесс, который затронет не только академический интерес. Включение в область исследований нового огромного генетического пула позволит активно использовать новые полученные знания на практике, как это произошло в XIX в. после открытия периодической таблицы элементов и понимания истинной природы химических реакций.

Часть новых открытий произойдет благодаря союзу биологии, информатики и нанотехнологии. Назойливо рекламируемая в последнее десятилетие нанотехнология еще только делает первые шаги. Все, на что она способна сейчас, – это добавить крохотные инородные кристаллы в материалы для усиления их свойств. Это пока слишком далеко от армий микроскопических машин, о которых мечтали фантасты в 1990-е гг. Но все изменится, как только мы лучше поймем поведение клеток. Белки и ДНК – огромные молекулы, попадающие в фокус внимания именно нанотехнологии, а не химии. К тому же это сфера взаимодействия электростатических полей, которая не подчиняется законам традиционной механики. Именно эти взаимодействия лежат в основе идеальной нанотехнологии. Наношестеренки, о которых мечтали первые нанотехнологи, – это плод фантазии. В дело вступают силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса) и прочие пока еще малоизученные эффекты. С другой стороны, мы видим, как функционируют живые организмы, и когда мы изучим эти процессы, перед нами откроется огромное количество возможностей для их применения: это будут и модифицированные организмы, и искусственные системы, берущие начало в биологии. Возможно даже появление технически сложных механизмов, вроде тех, что описывал писатель и драматург Карел Чапек, введший в 1921 г. в наш обиход слово «робот».

Разработка роботов потребует сотрудничества информатики и биологии – ради более ясного понимания того, как работает мозг. Новые технологии сканирования мозга позволят понять, как связаны между собой различные его части на клеточном уровне. А быстрые, мощные компьютеры позволят применить эти открытия при разработке соответствующего программного обеспечения. Мы сможем понять, как на самом деле работает мозг, а затем и сконструируем его искусственный аналог. Это не только подстегнет прогресс в робототехнике, но и даст ученым шанс наконец разобраться, что представляет собой сознание – единственный природный феномен, об устройстве которого они пока не имеют ни малейшего понятия.