Kniha je určite určená pre fyzikov (alebo čitateľov, ktorí študovali fyziku na technickej univerzite), no pútavý názov „ Čo je život?“ by malo zaujímať každého. Pokúsim sa zdôrazniť, o čom kniha je, aby to bolo jasné aj nefyzikom, ktorí môžu v tejto recenzii preskočiť kurzívu bez toho, aby im to uškodilo :)
Géniovia sú mnohostranní a Schrödingerova publikácia originálnej štúdie o priesečníku fyziky a biológie z roku 1944 dobre zapadá do obrazu skvelého teoretického fyzika, laureáta Nobelovej ceny, jeden z vývojárov kvantovej mechaniky a vlnovej teórie hmoty, autor slávnej rovnice popisujúcej zmenu v priestore a čase v stave kvantových systémov, ktorý okrem fyziky ovláda šesť jazykov, číta antických aj súčasných filozofov v origináli, zaujíma sa o umenie, píše a vydáva vlastnú poéziu.
Autor teda začína odôvodnením, prečo je živý organizmus polyatomický. Ďalej Schrödinger predstavuje model aperiodického kryštálu a pomocou konceptu kvantovej mechanickej diskrétnosti vysvetľuje, ako mikroskopicky malý gén odoláva teplotným výkyvom, zachováva dedičné vlastnosti organizmu a ako podlieha mutáciám (náhlym zmenám bez prechodných stavov). ), pričom si ďalej zachováva už zmutované vlastnosti.
Ale tu sa dostávame k najzaujímavejšej časti:

Čo je charakteristickým znakom života? Hmotu považujeme za živú, keď stále „niečo robí“, hýbať sa, podieľať sa na látkovej premene s okolím atď. – toto všetko počas viac dlhé časové obdobie, než by sme očakávali od neživej hmoty za podobných podmienok.
Ak je neživý systém izolovaný alebo umiestnený v homogénnych podmienkach, všetok pohyb sa zvyčajne veľmi skoro zastaví... a systém ako celok zanikne, zmení sa na mŕtvu inertnú hmotu. Dosiahne sa stav, v ktorom nenastanú žiadne badateľné udalosti – stav termodynamickej rovnováhy, alebo stav maximálnej entropie.

Ako sa živý organizmus vyhne prechodu do rovnováhy? Odpoveď je celkom jednoduchá: kvôli tomu, že to žerie.

Živý organizmus (aj neživý) neustále zvyšuje svoju entropiu a približuje sa tak k nebezpečnému stavu maximálnej entropie, ktorý predstavuje smrť. Môže zostať nažive iba neustálym získavaním negatívnej entropie zo svojho prostredia...
Negatívna entropia je to, čím sa telo živí.
Prostriedky, ktorými sa organizmus neustále udržiava na dostatočne vysokej úrovni poriadku (a na dostatočne nízkej úrovni entropie), teda v skutočnosti spočíva v nepretržitom získavaní poriadku zo svojho prostredia.

Túto Schrödingerovu myšlienku s obľubou vysvetľuje Michael Weller vo svojej knihe Všetko o živote.
Schrödingerova kniha je skutočne úžasná, s množstvom krásnych fyzikálnych vysvetlení a biologických myšlienok. Mala významný vplyv na rozvoj biofyziky a molekulárnej biológie. U nás, v čase prenasledovania genetiky, to bola jedna z mála kníh, z ktorej sa dalo dozvedieť aspoň niečo o génoch.
A predsa, napriek kráse knihy z fyzického a biologického hľadiska, na otázku "Čo je život?" Schrödinger neodpovedá. Uvedené kritérium „Živé veci vydržia dlhšie ako neživé veci“ je subjektívne vzhľadom na subjektivitu pojmu „dlhšie“. Živá myš v uzavretom systéme prestane „fungovať“ o týždeň a elektronické zariadenia (hodinky, hračky atď.) na batérie Energizer a Duracell môžu nepretržite fungovať oveľa dlhšie :).
Pozoruhodným bonusom, ktorý si Schrödinger od poslucháčov svojich prednášok vyžiadal, bola možnosť porozprávať im o determinizme a slobodnej vôli („epilológ“ knihy). Tu cituje upanišády, v ktorých kvintesenciou najhlbšieho vhľadu do toho, čo sa deje vo svete, je myšlienka, že

Átman = Brahman, teda osobná individuálna duša sa rovná všadeprítomnej, všetko vnímajúcej, večnej duši.

Mystici vždy opisovali osobnú skúsenosť svojho života slovami „Deus factum sum“ (Stal som sa Bohom).
Z dvoch predpokladov: 1. Moje telo funguje ako čistý mechanizmus, ktorý sa riadi univerzálnymi zákonmi prírody. 2. Zo skúsenosti viem, že svoje činy kontrolujem, predvídam ich výsledky a nesiem plnú zodpovednosť za svoje činy.
Schrödinger uzatvára:

„Ja“ brané v najširšom zmysle slova – teda každá vedomá myseľ, ktorá kedy povedala a cítila „ja“ – je subjekt, ktorý dokáže riadiť „pohyb atómov“ podľa zákonov prírody.

Erwin Schrödinger. Čo je život? Fyzický aspekt živej bunky

Erwin Rudolf Joseph Alexander Schrödinger je rakúsky teoretický fyzik a nositeľ Nobelovej ceny za fyziku. Jeden z vývojárov kvantovej mechaniky a vlnovej teórie hmoty. V roku 1945 napísal Schrödinger knihu „Čo je život z pohľadu fyziky?“, ktorá mala významný vplyv na rozvoj biofyziky a molekulárnej biológie. Táto kniha sa podrobne venuje niekoľkým kritickým problémom. Základná otázka znie: „Ako môže fyzika a chémia vysvetliť javy v priestore a čase, ktoré sa odohrávajú vo vnútri živého organizmu? Čítanie tejto knihy vám poskytne nielen rozsiahly teoretický materiál, ale tiež vás prinúti zamyslieť sa nad tým, čo je vlastne život?

Erwin Schrödinger. Čo je život z fyzikálneho hľadiska? M.: RIMIS, 2009. 176 s. Stiahnuť ▼:

Erwin Schrödinger. Čo je život z fyzikálneho hľadiska? M.: Atomizdat, 1972. 62 s. Stiahnuť ▼:

Zdroj textovej verzie: Erwin Schrödinger. Čo je život z fyzikálneho hľadiska? M.: Atomizdat, 1972. 62 s.

Komentáre: 0

Peter Atkins

Táto kniha je určená širokému okruhu čitateľov, ktorí sa chcú dozvedieť viac o svete okolo nás a o sebe. Autor, slávny vedec a popularizátor vedy, s neobyčajnou jasnosťou a hĺbkou vysvetľuje štruktúru Vesmíru, tajomstvá kvantového sveta a genetiky, evolúciu života a ukazuje dôležitosť matematiky pre pochopenie celej prírody a najmä ľudská myseľ.

Vladimír Budanov, Alexander Panov

Na pokraji šialenstva

V každodennom prostredí ľudia najčastejšie volajú po účelnosti myšlienok, činov a rozhodnutí. A mimochodom, synonymá pre účelnosť znejú ako „relevantnosť, užitočnosť a racionalita...“ Len na intuitívnej úrovni sa zdá, že niečo chýba. entropia? Neporiadok? Takže vo fyzickom svete je toho dosť, hovorí moderátorka programu, doktorka fyzikálnych a matematických vied, Karima Nigmatulina-Mashchitskaya. A hostia programu sa pokúsili opäť spojiť dva pojmy do jedného celku – entropiu a účelnosť. Účastníci programu: doktor filozofie, kandidát fyzikálnych a matematických vied Vladimír Budanov a doktor fyzikálnych a matematických vied Alexander Panov.

Alexander Markov

Táto kniha je fascinujúcim príbehom o pôvode a štruktúre človeka, ktorý vychádza z najnovších výskumov v antropológii, genetike a evolučnej psychológii. Dvojzväzková kniha „Human Evolution“ odpovedá na mnohé otázky, ktoré Homo sapiens už dlho zaujímajú. Čo to znamená byť človekom? Kedy a prečo sme sa stali ľuďmi? V čom sme nadradení našim susedom na planéte a v čom sme im podriadení? A ako môžeme lepšie využiť náš hlavný rozdiel a výhodu – obrovský, zložitý mozog? Jedným zo spôsobov je čítať túto knihu zamyslene.

Alexander Markov

Táto kniha je fascinujúcim príbehom o pôvode a štruktúre človeka, ktorý vychádza z najnovších výskumov v antropológii, genetike a evolučnej psychológii. Dvojzväzková kniha „Human Evolution“ odpovedá na mnohé otázky, ktoré Homo sapiens už dlho zaujímajú. Čo to znamená byť človekom? Kedy a prečo sme sa stali ľuďmi? V čom sme nadradení našim susedom na planéte a v čom sme im podriadení? A ako môžeme lepšie využiť náš hlavný rozdiel a výhodu – obrovský, zložitý mozog? Jedným zo spôsobov je čítať túto knihu zamyslene.

Valentin Turchin

V.F.Turchin v tejto knihe uvádza svoj koncept metasystémového prechodu a z jeho pozície sleduje vývoj sveta od najjednoduchších jednobunkových organizmov až po vznik myslenia, rozvoj vedy a kultúry. Monografia sa z hľadiska prínosu pre vedu a filozofiu vyrovná známym dielam ako „Kybernetika“ od N. Wienera a „Fenomén človeka“ od P. Teilharda de Chardin. Kniha je napísaná živým, obrazným jazykom a je prístupná čitateľom akejkoľvek úrovne. Zvlášť zaujímavé pre tých, ktorí sa zaujímajú o základné otázky prírodných vied.

Alexander Markov

V populárno-vedeckých článkoch o archeológii, geológii, paleontológii, evolučnej biológii a iných disciplínach, tak či onak súvisiacich s rekonštrukciou udalostí dávnej minulosti, sa tu a tam nachádzajú absolútne dátumy: niečo sa stalo pred 10 tisíc rokmi, niečo pred 10 milión a niečo - pred 4 miliardami rokov. Odkiaľ pochádzajú tieto čísla?

Aktuálna strana: 1 (kniha má celkovo 13 strán) [dostupná pasáž na čítanie: 9 strán]

Erwin Schrödinger
Čo je život?

Čo je život?

Živá bunka ako fyzický objekt

Na základe prednášok uskutočnených v spolupráci s Dublinským inštitútom pokročilého štúdia na Trinity College, Dublin, február 1943.

Na pamiatku mojich rodičov

Predslov

Ako mladý študent matematiky na začiatku 50. rokov som čítal málo, ale keď som čítal, bolo to väčšinou od Erwina Schrödingera. Jeho tvorba sa mi vždy páčila, bolo v nej objavné vzrušenie, ktoré sľubovalo skutočne nové pochopenie tajomného sveta, v ktorom žijeme. V tomto zmysle vyniká najmä krátke klasické dielo „Čo je život?“, ktoré, ako teraz chápem, by sa určite malo postaviť na úroveň najvplyvnejších vedeckých diel 20. storočia. Je to silný pokus o pochopenie skutočných tajomstiev života – pokus fyzika, ktorého vlastné bystré poznatky výrazne zmenili naše chápanie toho, z čoho sa skladá svet. Multidisciplinárny charakter knihy bol na svoju dobu nezvyčajný, no je napísaná s milou, aj keď odzbrojujúcou, skromnosťou na úrovni dostupnej aj laikom a mladým ľuďom túžiacim po vedeckej kariére. V skutočnosti mnohí vedci, ktorí zásadným spôsobom prispeli k biológii, ako napríklad B. S. Haldane 1
Haldane, John Burdon Sanderson (1892–1964) – anglický genetik, biochemik, fyziológ a evolucionista, ktorý stál pri zrode populačnej a molekulárnej genetiky a syntetickej evolučnej teórie. – Poznámka tu a nižšie. pruhu

A Francis Crick 2
Crick, Francis (1916–2004) – britský molekulárny biológ a biofyzik, jeden z objaviteľov štruktúry DNA, nositeľ Nobelovej ceny.

Uznali, že boli výrazne ovplyvnení rôznymi myšlienkami, aj keď kontroverznými, ktoré v tejto knihe predložil premyslený fyzik.

Ako mnohé iné diela, ktoré ovplyvnili ľudské myslenie, What Is Life? prezentuje názory, ktoré sa po osvojení javia ako takmer samozrejmé pravdy. Stále ich však ignoruje veľa ľudí, ktorí by mali pochopiť, čo je čo. Ako často počúvame, že kvantové efekty majú v biologickom výskume malý význam, alebo dokonca, že jeme jedlo na získanie energie? Tieto príklady zdôrazňujú trvalý význam Schrödingerovej knihy Čo je život? Bezpochyby stojí za prečítanie!

Roger Penrose

Úvod

Od vedca sa očakáva úplná a komplexná znalosť vecí z prvej ruky, a preto by nemal písať o niečom, na čo nie je odborníkom. Ako sa hovorí, noblesa zaviazať3
Ustanovenie zaväzuje ( fr.).

Teraz vás žiadam, aby ste na to zabudli noblesa, ak existujú, a budú oslobodení od súvisiacich záväzkov. Moje odôvodnenie je toto: od našich predkov sme zdedili silnú túžbu po jedinom, všetko zahŕňajúcom poznaní. Už samotný názov vysokých škôl nám pripomína, že odpradávna a po mnoho storočí bola najväčšia pozornosť venovaná aspektu všestrannosť. Nárast – do šírky a hĺbky – rôznych odvetví poznania za posledných asi sto rokov nás však prinútil čeliť zvláštnej dileme. Jasne cítime, že len začíname zbierať spoľahlivý materiál, z ktorého môžeme odvodiť celkový súčet všetkých známych vecí. Ale na druhej strane, teraz môže individuálna myseľ zvládnuť len malý, špecializovaný kúsok vedomostí.

Vidím len jeden spôsob, ako sa s touto dilemou vysporiadať (inak bude náš skutočný cieľ navždy stratený): niekto musí vziať na seba syntézu faktov a teórií, dokonca aj z druhej ruky a neúplné, s rizikom, že bude vyzerať ako hlupák. .

To je moja výhovorka.

Jazykové ťažkosti netreba podceňovať. Rodný jazyk je ako oblečenie na mieru a človek sa cíti nepríjemne, keď je k nemu zbavený prístupu a je nútený používať iný jazyk. Chcel by som vyjadriť svoju vďačnosť Dr Inksterovi (Trinity College, Dublin), Dr Patrick Brown (St Patrick's College, Maynooth) a v neposlednom rade pánovi S. C. Robertsovi. Nebolo pre nich ľahké prispôsobiť mi nové šaty a presvedčiť ma, aby som upustil od „pôvodných“ obratov. Ak niektoré z nich prežili úpravu mojich priateľov, je to moja chyba.

Názvy sekcií mali pôvodne poskytnúť zhrnutie a text každej kapitoly by sa mal prečítať in continuo4
Nepretržite ( to.).

E. Sh.

Dublin

septembra 1944

Najmenej slobodný človek myslí na smrť. Vo svojej múdrosti sa nezamýšľa nad smrťou, ale nad životom.

Spinoza. Etika. Časť IV, ustanovenie 67

Kapitola 1
Klasický fyzický prístup k téme

Myslím, teda existujem.

R. Descartes

Všeobecný charakter a účel štúdie

Táto útla knižočka sa zrodila zo série verejných prednášok teoretického fyzika pred štyristočlenným publikom, ktoré sa nezmenšilo ani po prvotnom upozornení na zložitosť témy a na to, že prednášky nemožno nazvať ľudovými, hoci prakticky nepoužili fyzikovu najstrašnejšiu zbraň, matematickú dedukciu - nie preto, že by sa učivo dalo vysvetliť bez použitia matematiky, ale jednoducho preto, že je príliš mätúce na úplný matematický popis. Ďalšou črtou, ktorá dala prednáškam istú populárnu príchuť, bol zámer prednášajúceho vysvetliť biológom aj fyzikom základnú myšlienku, ktorá leží na priesečníku biológie a fyziky.

V skutočnosti, napriek rôznorodosti preberaných tém, je zámerom myšlienky sprostredkovať iba jednu myšlienku – malý komentár k veľkému a dôležitému problému. Aby sme sa nestratili, urobme si krátky plán.

Veľká, dôležitá a veľmi diskutovaná otázka znie:

Ako fyzika a chémia vysvetľujú udalosti v priestore a čase, ktoré sa vyskytujú v priestorovom rámci živého organizmu?

Predbežnú odpoveď, ktorú sa táto kniha pokúša stanoviť a zdôvodniť, možno zhrnúť takto:

Zjavná neschopnosť modernej fyziky a chémie vysvetliť takéto javy vôbec neznamená, že ich tieto vedy nedokážu vysvetliť.

Štatistická fyzika. Zásadný rozdiel v štruktúre

Táto poznámka by bola celkom triviálna, ak by jej jediným cieľom bolo prebudiť nádej na dosiahnutie v budúcnosti toho, čo sa nedosiahlo v minulosti. Jeho význam je však oveľa optimistickejší: táto neschopnosť má podrobné vysvetlenie.

Dnes, vďaka brilantnej práci biológov, väčšinou genetikov, za posledných tridsať až štyridsať rokov vieme o skutočnej hmotnej štruktúre organizmov a ich fungovaní dosť na to, aby sme mohli uviesť a uviesť presný dôvod prečo: moderná fyzika a chémia nedokážu vysvetliť vesmír -časové udalosti vyskytujúce sa v živom organizme.

Interakcie atómov v životne dôležitých častiach tela sa zásadne líšia od všetkých spojení atómov, ktoré boli doteraz predmetom experimentálneho a teoretického výskumu fyzikov a chemikov. Tento rozdiel, ktorý považujem za zásadný, sa však môže zdať každému, okrem fyzika, ktorý si uvedomuje, že zákony chémie a fyziky sú čisto štatistické, málo významný. Koniec koncov, je to zo štatistického hľadiska, že štruktúra životne dôležitých častí živých organizmov je taká odlišná od akejkoľvek hmoty, s ktorou my, fyzici a chemici, fyzicky pracujeme v laboratóriách alebo mentálne pri stole. 5
Tento bod zdôrazňujú dva články F. J. Donnana, Scientia, XXIV, #78 (1918), 10 ( La science physico-chimique décrit-elle d’une façon adéquate les phénomènes biologiques?/ Je fyzikálno-chemická veda schopná adekvátne opísať biologické javy?) a Smithsonian Report, 1929, s. 309 ( Tajomstvo života/ Tajomstvo života).

Nemožno si predstaviť, že by sa takto objavené zákony a zákonitosti dali priamo aplikovať na správanie systémov, ktoré nemajú štruktúru, na ktorej sú založené.

Je nepravdepodobné, že by nefyzik bol schopný dokonca pochopiť – nieto oceniť – rozdiel v „štatistickej štruktúre“ vyjadrený takýmito abstraktnými výrazmi. Aby som tomu tvrdeniu dodal život a farbu, dovoľte mi spomenúť niečo, čo bude neskôr popísané oveľa podrobnejšie, a to najvýznamnejšiu zložku živej bunky – chromozomálnu fibrilu, ktorú možno tzv. aperiodický kryštál. Doteraz sme sa zaoberali iba fyzikou periodické kryštály. V mysli skromného fyzika sú to veľmi zaujímavé a zložité objekty, patria medzi najúžasnejšie a najgeniálnejšie materiálne štruktúry, ktorými si ho neživá príroda lámala hlavu. V porovnaní s aperiodickými kryštálmi sú však jednoduché a nudné. Rozdiely v textúre možno prirovnať k rozdielu medzi bežnou tapetou, na ktorej sa v pravidelných intervaloch stále dookola opakuje ten istý vzor, ​​a šikovnou výšivkou, akou je Rafaelova tapiséria, kde nedochádza k nudnému opakovaniu, ale komplexnému, harmonickému , zmysluplný dizajn vytvorený veľkým majstrom.

Označením periodických kryštálov za jeden z najťažších predmetov výskumu som myslel skutočného fyzika. Organická chémia, skúmajúca stále zložitejšie molekuly, sa oveľa viac priblížila k onomu „aperiodickému kryštálu“, ktorý je podľa mňa materiálnym nosičom života. Nie je prekvapujúce, že organickí chemici už významne prispeli k problému života, zatiaľ čo fyzici takmer nič.

Prístup naivného fyzika k téme

Teraz, keď som stručne načrtol hlavnú myšlienku, alebo skôr limity nášho výskumu, opíšem líniu útoku. Navrhujem najprv zvážiť myšlienky naivného fyzika o organizmoch - to znamená myšlienky, ktoré môžu vzniknúť v mysli fyzika, ktorý po tom, čo sa naučil svoju fyziku, alebo skôr štatistický základ vedy, začne o nich premýšľať a ako sa správajú a fungujú a na záver si úprimne kladie otázku, či je z hľadiska svojej pomerne jednoduchej, prehľadnej a skromnej vedy schopný nejako výrazne prispieť k danému problém.

Ukazuje sa, že je celkom schopný. Ďalej musíte porovnať jeho teoretické očakávania s biologickými faktami. Ukáže sa, že hoci sa jeho myšlienky vo všeobecnosti zdajú byť veľmi rozumné, potrebujú výraznú korekciu. Takto sa postupne približujeme k správnemu uhlu pohľadu – alebo lepšie povedané, skromnejšie povedané, pohľadu, ktorý považujem za správny.

Nie som si istý, či je môj prístup najlepší alebo najjednoduchší. On je však môj. Sám som bol „naivný fyzik“. A nevedel som nájsť jednoduchšiu a jasnejšiu cestu k cieľu, ako je moja krivá cesta.

Prečo sú atómy také malé?

Dobrým spôsobom, ako rozvinúť myšlienky naivného fyzika, je začať zvláštnou, takmer absurdnou otázkou: prečo sú atómy také malé? Áno, sú naozaj veľmi malé. Každý kúsok hmoty, s ktorým sa v každodennom živote stretávame, sa skladá z mnohých atómov. Na sprostredkovanie tejto skutočnosti publiku bolo vybraných množstvo príkladov, z ktorých najpôsobivejšie patrí lordovi Kelvinovi 6
Thomson, William, Baron Kelvin (1824–1907) – britský matematický fyzik, po ktorom je pomenovaná absolútna jednotka teploty.

Predstavte si, že by ste mohli označiť molekuly v pohári vody; potom vylejte obsah pohára do oceánu a dôkladne premiešajte, aby sa označené molekuly rovnomerne rozdelili v siedmich moriach. Ak si následne nazbierate pohár vody kdekoľvek v oceáne, nájdete v ňom asi sto svojich označených molekúl. Samozrejme, nebude ich presne 100 (aj keď výpočty dávajú presne tento výsledok). Bude ich 88, alebo 95, alebo 107, alebo 112, ale sotva 50 alebo 150. Očakávaná "odchýlka" alebo "kolísanie" bude rádovo od druhej odmocniny 100, teda 10. Štatistik vyjadrí takto: nájdete 100 ± 10 molekúl. Tento komentár možno zatiaľ ignorovať, ale neskôr ho použijeme na ilustráciu štatistického zákona √ n.

Skutočná veľkosť atómov 7
Podľa moderných konceptov atóm nemá jasné hranice, a preto „veľkosť“ atómu nie je definovaným pojmom. Môžeme ho však charakterizovať, alebo ak chcete, nahradiť vzdialenosťou medzi stredmi atómov v pevnom alebo kvapalnom skupenstve, ale, samozrejme, nie v plynnom skupenstve, v ktorom sa pri normálnom tlaku zväčší asi desaťnásobne. a teplotu. – Poznámka auto

Približná vlnová dĺžka žltého svetla. Toto porovnanie je významné, pretože vlnová dĺžka zhruba charakterizuje veľkosť najmenšieho objektu viditeľného mikroskopom. Takýto objekt teda obsahuje tisíce miliónov atómov. Ale prečo sú atómy také malé? Je zrejmé, že táto otázka je trik, pretože v skutočnosti vôbec nejde o veľkosť atómov, ale o veľkosť organizmov, presnejšie povedané, našich vlastných tiel. Atóm je malý v porovnaní s „civilnou“ jednotkou dĺžky, ako je yard alebo meter. V atómovej fyzike zvyčajne používame takzvaný angstrom (skrátene Å), čo je 10 – 10 metrov alebo v desatinnom vyjadrení 0,0000000001 metra. Priemery atómov sa pohybujú od 1 do 2 Á. „Civilné“ jednotky, v porovnaní s ktorými sú atómy také malé, úzko súvisia s veľkosťou nášho tela. Podľa legendy vďačíme za dvor anglickému kráľovi žolíkov, ktorého sa jeho radcovia pýtali, akú jednotku použiť. Natiahol ruku do strany a odpovedal: „Použi vzdialenosť od stredu mojej hrude po končeky prstov, to bude stačiť. Či je príbeh pravdivý alebo nie, je pre naše účely dôležitý. Samozrejme, kráľ naznačil dĺžku porovnateľnú s jeho vlastným telom, uvedomujúc si, že každé iné by bolo nepríjemné. Napriek svojej láske k angstromom sa fyzikovi radšej hovorí, že jeho nový oblek bude vyžadovať šesť a pol yardu tvídu namiesto šesťdesiatpäťtisíc miliónov angstromov.

Zistili sme teda, že naša otázka sa týka vzťahu medzi dvoma veľkosťami – veľkosťou nášho tela a veľkosťou atómu. Vzhľadom na nepopierateľné prvenstvo nezávislej existencie atómu by mala byť táto otázka preformulovaná takto: prečo sú naše telá také veľké v porovnaní s atómom?

Predstavujem si, že nejeden bystrý študent fyziky či chémie si sťažoval, že všetky naše zmyslové orgány, ktoré tvoria veľmi významnú časť organizmu, a teda z pohľadu vyššie uvedeného pomeru, sú zložené z mnohých atómov. , sú príliš hrubé na to, aby pocítili vplyv jediného atómu. Nemôžeme vidieť, cítiť, ani počuť jednotlivé atómy. Naše hypotézy o nich sa výrazne líšia od priamych objavov uskutočnených pomocou veľkých zmyslov a nemožno ich priamo testovať.

Je to potrebné? Má to nejaký vnútorný dôvod? Môžeme vysledovať tento stav vecí k nejakému primárnemu princípu, aby sme potvrdili a pochopili, prečo nič iné nie je v súlade s prírodnými zákonmi?

Konečne tu máme problém, ktorý fyzik dokáže vyriešiť. Odpoveď na všetky tieto otázky je áno.

Práca tela si vyžaduje špecifické fyzikálne zákony

Ak by to tak nebolo, ak by sme boli organizmy také citlivé, že by jeden alebo viacero atómov mohlo urobiť hmatateľný dojem na naše zmysly – Bože, aký by to bol život! Dovoľte mi zdôrazniť: takýto organizmus by si určite nevyvinul usporiadané myslenie, ktoré by po prechode mnohými ranými štádiami nakoniec vytvorilo, okrem mnohých iných myšlienok, myšlienku atómu.

Vyberáme tento bod, ale nasledujúce diskusie sa týkajú aj práce iných orgánov, nielen mozgu a zmyslového systému. Jediné, čo nás však na nás samých skutočne zaujíma, je to, čo cítime, myslíme a vnímame. V porovnaní s fyziologickým procesom zodpovedným za myslenie a cítenie zohrávajú ostatné prinajmenšom z pohľadu človeka druhoradú úlohu, ak nie z čisto objektívnej biológie. Navyše, naša úloha bude jednoduchšia, ak sa rozhodneme študovať proces, ktorý úzko súvisí so subjektívnymi udalosťami, aj keď si neuvedomujeme skutočnú podstatu tohto paralelizmu. Z môjho pohľadu leží mimo prírodných vied – a zrejme aj mimo ľudského chápania.

Potom sa pred nami vynára otázka: Prečo musí byť orgán ako náš mozog a s ním spojený zmyslový systém zložený z neskutočného množstva atómov, aby jeho fyzikálne premenlivý stav zodpovedal vysoko vyvinutému mysleniu? Prečo vyššie uvedená úloha robí tento orgán nezlučiteľným s bytím, či už ako celok, alebo prostredníctvom periférnych častí, ktoré interagujú priamo s prostredím, nástrojom dostatočne jemným a citlivým na to, aby zaregistroval a reagoval na jediný atóm zvonku?

Dôvod je tento: to, čo nazývame myšlienkou (1), je samo usporiadané a (2) môže byť použité len vo vzťahu k materiálu, teda vnímaniu alebo skúsenosti, ktoré má určitú úroveň poriadku. Z toho vyplývajú dva závery. Po prvé, aby sa vzťahovalo k mysleniu (ako môj mozog k mojej myšlienke), fyzická organizácia musí byť vysoko usporiadaná, a to znamená, že udalosti, ktoré sa v nej vyskytujú, musia dodržiavať prísne fyzikálne zákony s veľkou presnosťou. Po druhé, fyzické dojmy, ktoré vonkajšie telá vytvárajú na tomto fyzicky organizovanom systéme, zjavne zodpovedajú vnímaniu a prežívaniu zodpovedajúcej myšlienky, tvoriacej jej materiál, ako som to vyjadril. Fyzikálne interakcie nášho systému s ostatnými musia mať spravidla určitý stupeň fyzického poriadku, to znamená dodržiavať prísne fyzikálne zákony s určitou presnosťou.

Fyzikálne zákony sú založené na atómovej štatistike a sú teda približné

Prečo je toto všetko nedosiahnuteľné pre organizmus pozostávajúci z obmedzeného počtu atómov a schopný cítiť vplyv jedného alebo viacerých atómov?

Pretože vieme, že atómy sú neustále v neusporiadanom tepelnom pohybe, ktorý takpovediac odporuje usporiadanému správaniu a bráni tomu, aby udalosti realizované malým počtom atómov vyhovovali známym zákonom. Až keď sa spojí neskutočne veľké množstvo atómov, do hry vstupujú štatistické zákony, ktoré riadia správanie týchto zhlukov s presnosťou, ktorá sa zvyšuje s počtom atómov. Udalosti tak nadobúdajú črty skutočného poriadku. Všetky fyzikálne a chemické zákony, ktoré hrajú dôležitú úlohu v živote organizmov, sú štatistické. Akýkoľvek iný typ pravidelnosti a usporiadanosti je narušený a anulovaný nepretržitým tepelným pohybom atómov.

Ich presnosť je založená na veľkom počte zapojených atómov. Príklad jedna (paramagnetizmus)

Dovoľte mi to ilustrovať na niekoľkých príkladoch, náhodne vybraných z tisícok podobných, a preto možno nie sú najlepšie pre čitateľa, ktorý o tomto stave vecí počuje prvýkrát – o takej zásadnej pozícii v modernej fyzike a chémii, ako je napríklad bunková stavba organizmov v biológii, alebo Newtonov zákon v astronómii, či dokonca postupnosť celých čísel - 1, 2, 3, 4, 5... - v matematike. Nasledujúce stránky sotva pomôžu začiatočníkovi plne pochopiť a oceniť predmet diskusie, ktorý sa spája s brilantnými menami Willarda Gibbsa 8
Boltzmann, Ludwig (1844–1906) – rakúsky fyzik, známy svojou prácou v oblasti štatistickej mechaniky a teórie molekulovej kinetiky.

A Ludwig Boltzmann 9
Gibbs, Josiah Willard (1839–1903) – americký fyzik a matematik, ktorý stál pri zrode vektorovej analýzy, matematickej teórie termodynamiky a štatistickej fyziky.

A hovorí sa o tom v učebniciach v časti „štatistická termodynamika“.

Ak naplníte podlhovastú kremennú trubicu plynným kyslíkom a umiestnite ju do magnetického poľa, plyn sa zmagnetizuje. Vybral som plyn, pretože je to jednoduchší prípad ako pevný alebo kvapalný. Skutočnosť, že magnetizácia v tomto prípade bude extrémne slabá, neovplyvní teoretickú úvahu. K magnetizácii dochádza, pretože molekuly kyslíka sú malé magnety a sú orientované rovnobežne s poľom, ako strelka kompasu. Ale nemyslite si, že sa všetky zoraďujú paralelne. Zdvojnásobením intenzity poľa budete mať dvojnásobnú magnetizáciu v kyslíkovej nádobe a tá sa úmerne zvýši, keď sa priblížite k extrémne silným poliam.

Ryža. 1. Paramagnetizmus

Toto je jasný príklad čisto štatistického zákona. Orientácia spôsobená poľom je neustále v rozpore s tepelným pohybom, čo vedie k ľubovoľnej orientácii. Výsledkom tohto boja je mierna prevaha ostrých uhlov medzi osou dipólu a poľom nad tupými uhlami. Orientácia jednotlivých atómov sa neustále mení, ale v priemere pre svoj enormný počet dávajú stálu miernu prevahu orientácie v smere poľa, úmernú tomuto poľu. Za toto brilantné vysvetlenie vďačíme francúzskemu fyzikovi P. Langevinovi 10
Langevin, Paul (1872–1946) – francúzsky fyzik, autor teórie diamagnetizmu a paramagnetizmu.

Môžete to skontrolovať nasledovne. Ak je pozorovaná slabá magnetizácia skutočne výsledkom protichodných javov, konkrétne magnetického poľa, ktoré chce usporiadať všetky molekuly paralelne, a tepelného pohybu, ktorý má tendenciu k náhodnej orientácii, potom je možné zvýšiť magnetizáciu nie zvýšením magnetického poľa. poľa, ale oslabením tepelného pohybu, teda znížením teploty. Potvrdzuje to experiment, podľa ktorého je magnetizácia nepriamo úmerná absolútnej teplote, v kvantitatívnej zhode s teóriou (Curieho zákon). Moderné vybavenie nám dokonca umožňuje znížením teploty oslabiť tepelný pohyb natoľko, že orientačný účinok magnetického poľa bude schopný, ak sa úplne neprejaví, tak dosiahnuť značný podiel „plnej magnetizácie“. V tomto prípade už neočakávame, že zdvojnásobenie intenzity poľa zdvojnásobí magnetizáciu; ten bude rásť stále menej a menej, blíži sa k takzvanej saturácii. Potvrdzuje to aj experiment.

Všimnite si, že toto správanie je úplne závislé od veľkého počtu molekúl, ktoré interagujú a vytvárajú pozorovanú magnetizáciu. Inak by to nebolo konštantné, ale kolísalo by celkom ľubovoľne z sekundy na sekundu, čo naznačuje premenlivý úspech v boji medzi tepelným pohybom a magnetickým poľom.

Príklad dva (Brownov pohyb, difúzia)

Naplnením dna uzavretej sklenenej nádoby hmlou drobných kvapôčok uvidíte, že vrch hmly bude postupne klesať určitou rýchlosťou určenou viskozitou vzduchu a veľkosťou a špecifickou hustotou kvapôčok. No po preskúmaní jednej kvapky pod mikroskopom zistíte, že neklesá konštantnou rýchlosťou, ale vykonáva veľmi zložitý pohyb, takzvaný Brownov pohyb, ktorý len v priemere koreluje s celkovým usadzovaním.

Samozrejme, tieto kvapôčky nie sú atómy, ale sú dostatočne malé a ľahké na to, aby bolo cítiť vplyv jednotlivých molekúl neustále bombardujúcich ich povrch. Preto sa kvapky vychyľujú najskôr jedným alebo druhým smerom a iba v priemere poslúchajú pôsobenie gravitácie.

Ryža. 2. Usádzanie hmly

Ryža. 3. Brownov pohyb usadzujúcej sa kvapky

Tento príklad demonštruje zábavné a chaotické pocity, ktoré by sme zažili, keby naše zmysly vnímali účinky jednotlivých molekúl. Existujú baktérie a iné organizmy, ktoré sú také malé, že sú týmto javom výrazne ovplyvnené. Ich pohyby určujú tepelné rozmary prostredia, jednoducho nemajú na výber. Tí z nich, ktorí majú vlastnú schopnosť pohybu, sa môžu pohybovať z miesta na miesto, ale s ťažkosťami, pretože tepelný pohyb ich zmieta ako krehký čln v rozbúrenom mori.

Tento jav je veľmi podobný Brownovmu pohybu difúzia. Predstavte si nádobu naplnenú vodou, v ktorej je rozpustené malé množstvo nejakej farebnej látky, napríklad manganistanu draselného, ​​nie v rovnakej koncentrácii, ale ako je znázornené na obr. 4, kde bodky predstavujú molekuly rozpustenej látky (manganistanu) a koncentrácia klesá zľava doprava. Ak je táto nádoba ponechaná osamote, začne sa pomalý proces „difúzie“, kedy sa manganistan prenesie z ľavej strany nádoby na pravú, teda z miesta s vyššou koncentráciou na miesto s nižšou, kým látka je vo vode rovnomerne rozložená.

Úžasná vec na tomto veľmi jednoduchom a nie príliš zaujímavom procese je, že nie je založený na nejakej tendencii alebo sile, ktorá vedie molekuly manganistanu z viac obývanej oblasti do menej obývanej, ako napríklad obyvatelia krajiny, ktorí sa sťahujú do slobodných oblastí. Nič také sa nedeje s našimi molekulami manganistanu. Každý sa správa nezávisle od ostatných, s ktorými sa stretávajú veľmi zriedka. Každá – v obývanej oblasti aj v prázdnom – neustále zažíva nárazy molekúl vody a postupne sa presúva nepredvídateľným smerom – niekedy do oblasti s väčšou koncentráciou, inokedy do oblasti s menšou alebo dokonca do strany. Pohyb takejto molekuly sa často prirovnáva k pohybu nevidomého človeka v otvorenom priestore. Je posadnutý túžbou „kráčať“, ale nemôže si vybrať smer, a preto neustále mení svoj kurz.

Ryža. 4. Difúzia zľava doprava v roztoku s rôznymi koncentráciami

To, že toto náhodné prechádzanie každej molekuly manganistanu by malo viesť k pravidelnému toku smerom k nižším koncentráciám a nakoniec k rovnomernej distribúcii, je na prvý pohľad záhadné. Ak rozdelíte ryžu. 4 na tenké plátky s približne konštantnou koncentráciou, molekuly manganistanu obsiahnuté v danom plátku v určitom časovom bode sa rovnako pravdepodobne budú pohybovať doľava alebo doprava v dôsledku náhodného pohybu. To však znamená, že rovina oddeľujúca susedné rezy bude pretínať viac molekúl prichádzajúcich zľava ako sprava – jednoducho preto, že naľavo je viac molekúl, ktoré sú zapojené do náhodného pohybu. A pokiaľ je to pravda, výsledkom bude pravidelný tok zľava doprava – kým sa nedosiahne rovnomerné rozloženie.

Ak tieto argumenty preložíme do matematického jazyka, zákon difúzie bude parciálna diferenciálna rovnica:

Ušetrím čitateľa vysvetlenia, hoci význam tohto zákona možno vyjadriť jednoduchým jazykom. Konkrétne: koncentrácia v ktoromkoľvek konkrétnom bode s časom stúpa alebo klesá úmerne k porovnateľnému prebytku alebo nedostatku koncentrácie v jeho nekonečne malom okolí. Mimochodom, zákon tepelnej vodivosti vyzerá úplne rovnako, len namiesto koncentrácie je teplota. Citoval som tento tvrdý „matematicky prísny“ zákon, aby som zdôraznil, že jeho fyzikálna presnosť musí byť napriek tomu spochybnená prípad od prípadu. Je založená na náhode a jej platnosť je približná. To je zvyčajne veľmi dobrá aproximácia, ale len vďaka obrovskému počtu molekúl zapojených do javu. Čím menší je ich počet, tým silnejšie náhodné odchýlky treba očakávať – a tie sa pozorujú za nepriaznivých podmienok.

Príklad tri (limity presnosti merania)

Posledný príklad je veľmi podobný druhému, ale je obzvlášť zaujímavý. Ľahké teleso zavesené na dlhom tenkom vlákne v rovnovážnej orientácii fyzici často používajú na meranie slabých síl, ktoré ho vychyľujú od rovnovážnych, elektrických, magnetických alebo gravitačných síl pôsobiacich takým spôsobom, aby sa teleso otáčalo okolo zvislej osi. Samozrejme, výber svetelného telesa musí zodpovedať cieľom experimentu. Neustále pokusy o zlepšenie presnosti týchto populárnych „torzných váh“ odhalili kuriózny limit, zaujímavý sám o sebe. Ak vezmeme čoraz ľahšie telesá a tenšie a dlhšie vlákna - aby bola rovnováha citlivá na čoraz slabšie sily - dosiahne sa hranica, akonáhle zavesené teleso začne pociťovať vplyv tepelného pohybu molekúl prostredia a vykonávať nepretržitý chaotický „tanec“ okolo rovnovážnej polohy, ako chvejúca sa kvapka. Toto správanie nestanovuje absolútny limit na presnosť meraní vykonaných pomocou váh, ale zdôrazňuje praktický limit. Nekontrolovaný účinok tepelného pohybu konkuruje účinku meranej sily a robí jednotlivé pozorované odchýlky bezvýznamnými. Aby sa eliminoval vplyv Brownovho pohybu na nástroj, je potrebné vykonať mnoho meraní. Myslím si, že tento príklad je pre náš výskum najnázornejší, pretože aj naše zmysly sú akýmsi nástrojom. Teraz vidíme, akí neužitoční sa stanú, ak získajú takú citlivosť.

Pravidlo √n

Chcel by som dodať, že na ilustráciu by som si mohol vybrať akýkoľvek fyzikálny alebo chemický zákon, ktorý má význam pre organizmus alebo jeho interakcie s prostredím. Podrobné vysvetlenie môže byť zložitejšie, ale podstata bude rovnaká, a preto sa popis stane monotónnym.

Malo by sa však spomenúť jedno dôležité číselné vyhlásenie týkajúce sa chyby, ktorú treba očakávať od akéhokoľvek fyzikálneho zákona – pravidlo √ n. Najprv to ilustrujem na jednoduchom príklade a potom zovšeobecním.

Ak predpokladám, že určitý plyn za určitých podmienok – tlaku a teploty – má určitú hustotu a vyhlásim, že určitý objem (vhodný na nejaký experiment) za týchto podmienok obsahuje n molekuly plynu, môžete si byť istý, že po skontrolovaní môjho tvrdenia v určitom časovom bode ho budete považovať za chybný, s odchýlkou ​​rádovo √ n. V súlade s tým, ak n= 100, odchýlka bude približne 10 a relatívna chyba bude 10 %. Ak však n= 1 000 000, nájdete odchýlku asi 1 000 a relatívna chyba bude 0,1 %. Zhruba povedané, tento štatistický zákon je veľmi všeobecný. Zákony fyziky a fyzikálnej chémie sú nepresné a ich pravdepodobná relatívna chyba je rádu , kde n je počet molekúl, ktoré interagujú, aby daný zákon fungoval – a aby bol platný v priestorovom alebo časovom (alebo priestore). -time) rámec významný pre akékoľvek uvažovanie alebo experiment.

Z toho opäť vyplýva, že na to, aby organizmus mohol ťažiť z dostatočne presných zákonitostí, tak vo vnútorných procesoch, ako aj v interakcii s vonkajším svetom, musí mať veľkú štruktúru. V opačnom prípade bude počet interagujúcich častíc príliš malý a „zákony“ budú nepresné. Obzvlášť prísnou požiadavkou je druhá odmocnina. Hoci milión je veľmi veľké číslo, presnosť 1 000 ku 1 sa nezdá príliš vysoká, ak sa pravidlo považuje za „zákon prírody“.

Ľudské/ 10.10.2016 Konstantin Manuilov / 8.10.2011
"
Kniha si zaslúži, aby ju s pozornosťou a premyslením prečítal každý, kto o sebe tvrdí, že je vedcom, nebráni tomu ani primitívny semiempirizmus kvantovej mechaniky, ktorého dôvodom je úplná izolácia jej tvorcov (vrátane autora knihy kniha) z klasickej mechaniky a elektrodynamiky. ktorými by bolo možné získať všetky riešenia problémov teórie atómov a molekúl, pre celú vedu o pohybe nabitých telies pod vplyvom síl vzájomnej príťažlivosti a odpudivosti. vyriešili v 19. storočí Ampere, Gauss a Weber, ktorí sa opierali o riešenie problému telies N získaných Newtonom, ani o prirodzené „starnutie“ niektorých výpočtov autora. A čo superstruny, čo genóm, tie sú pošpinené tým istým. Len mi je ľúto Lyudmila, Lenidy a anonyma.“

Aké je do pekla riešenie problému s N-telesom? Analyticky to nebolo vyriešené v prípade troch a viacerých tiel, okrem špeciálnych prípadov. Ak vezmeme do úvahy túto skutočnosť, je ľahké usúdiť, že radi rozumiete detailom toho, čo študujete – vôbec nie. Falošná erudícia.

Nikolay/ 08/07/2016 Ľudia, určite nemám také vzdelanie ako vy.
Ale vy hlupáci nevidíte zrejmé.
Hľadáš na nesprávnom mieste a hľadáš nesprávnu vec.
Predtým, ako dokážete svoju pravdu a navzájom sa urážate, radšej sa spojte.
A CELÝ NÁŠ ŽIVOT JE V ČASE, NAJPRV NÁJDETE ODPOVEĎ V ČASE A ČAS VÁM DÁ ODPOVEĎ NA ŽIVOT.

nnn/ 28. 10. 2015 Smith, som zamestnancom menšieho inštitútu, ale podotýkam, že ak sa veda „prešľapuje“ kdekoľvek kvôli ľuďom ako Lyudmila, tak takáto veda nestojí za nič. Toto je len slovo.

Smith/ 12. 10. 2012 Ľudmila, som zamestnankyňa Ruskej akadémie vied a vaše slová sú pseudovedeckou herézou. Kvôli ľuďom, ako ste vy, naša veda označuje čas. Kozmiti...prečo mi nedávajú takúto trávu, veď som občan, ktorý dodržiava zákony?

Ľudmila Beliková/ 01/09/2012 Uplynuli roky zbytočného pokusu presvedčiť oficiálnu vedu Ruskej federácie, aby začala študovať fyziku človeka – večného kozmita v smrteľnom biotelese – s DÁTUM prenosu do kozmu. Budúci akademici nakopli vedro a začali sa omladzovať – navždy stratili vlastný kozmizmus – škaredo.

A čo? Zostáva naliehať na vedcov, aby ich študovali v SMRTI, študovali nahromadenie vlastností v hlave, aby vytvorili nukleárny výbuch, otvorili brány v krku a pomazali ich vnútorné ja – kozmit „NA CESTE“ yu No, a prirodzene, ako sa ich telá objavia ako omladení akademici.
Smrť akademického fyzika V. Ginzburga neštudovali nadarmo - no, je veľmi výstižné, že bol vytláčaný z mŕtvoly mnoho dní v rade a potom - ešte hroznejšie.
Ešte škaredšie však príde šéf Ruskej akadémie vied Ju.Osipov. Existujú však desiatky článkov o jeho strate vlastného kozmizmu, ktoré ukazujú zmeny v energetickom konštrukte a svetle „s“ v ňom.

Konstantin Manuilov/ 8. 10. 2011 Kniha si zaslúži, aby ju s pozornosťou a premyslením prečítal každý, kto o sebe tvrdí, že je vedcom. Tomu nebráni ani primitívny semiempirizmus kvantovej mechaniky, ktorého dôvodom je úplná izolácia jej tvorcov (vrátane autora knihy) z klasickej mechaniky a elektrodynamiky, pomocou ktorých by bolo možné získať všetky riešenia problémov teórie atómov a molekúl, pre celú vedu o pohybe nabitých telies pod. vplyv síl vzájomnej príťažlivosti a odpudzovania vyriešili v 19. storočí Ampere, Gauss a Weber na základe riešenia úlohy telies N, ktoré získal Newton. Ani prirodzené „starnutie“ niektorých výpočtov autora. A čo superstruny, čo genóm, tie sú pomazané tým istým. Len mi je ľúto Ludmila, Lenidy a anonyma.

Leonid/ 12.12.2010 Túto monografiu som našiel v knižnici ešte ako študent. Ospravedlňujem sa, ale neurobila veľký dojem, či už z fyzického alebo biologického hľadiska. Odvtedy prešlo pod mostom veľa vody, biofyzika pokročila, ale, bohužiaľ, všetko ide veľmi pomaly.
A stojí za prečítanie, už len preto, že autorom je Schrödinger!

anonymný/ 19. 11. 2010 Luda, utri penu prosim, genom je tam, kde je sila, a kvantova teoria je nieco na vystrasenie deti, to viem.

Ľudmila Beliková/ 05/04/2010 Konečne bola ľuďom ponúknutá PRAVDA, keď ľudia boli úplne oklamaní rádoby biológmi a vládnucimi fyzikmi v RAS – rádoby akademikmi – „tvorcami nesmrteľnosti“. A ich tmárstvo nebolo odstránené.

Ľudmila Beliková/ 17.01.2010 Jediný teoretik-GÉNIUS-fyzik, ktorý úplne presne pochopil, že základom života je len KVANTOVÁ teória, no osamelého génia dobila na smrť celá armáda hlasných biológov, ničiteľov vedy o človeku. A vtipné na tom je, že rozlúštenú genómovú zdochlinu veselo vydávali za život. A stalo sa to najhoršie – všetci pri moci v ruskej vede kričali „HURÁ!“ . Aj trápne, aj vtipné. Dôsledky sú katastrofálne a tiež kričia „Bráň nás vo vede!“ vo svojich Bulletinoch komisie RAS.

Čo je život?

Prednášky na Trinity College v Dubline vo februári 1943.

Moskva: Štátne nakladateľstvo zahraničnej literatúry, 1947 - str.150

Erwin Schrödinger

Profesor na Dublinskom výskumnom inštitúte

ČO JE ŽIVOT

z fyzikálneho hľadiska?

ČO JE ŽIVOT?

Fyzický aspekt

Živá bunka

BRWIN SGHRODINGER

Senior profesor na Dublinskom inštitúte pre pokročilé štúdie

Preklad z angličtiny a doslov A. A. MALINOVSKÉHO

Umelec G. Riftin

Úvod

Homo liber nulla de re mínus quam

de morte cogitat; et ejus sapientia

non mortis sed vitae meditatio est.

Spinoza, Ethica, P. IV, Prop. 67.

Slobodný človek nie je nič také

málo na smrť nemyslí, a

jeho múdrosť spočíva v reflexii

nie o smrti, ale o živote.

Spinoza, Etika, časť IV, teor. 67.

Ghtlbcckjdbt

Predslov

Všeobecne sa verí, že vedec musí mať z prvej ruky dôkladné znalosti konkrétnej oblasti vedy, a preto sa verí, že by nemal písať o veciach, v ktorých nie je odborníkom. Toto je vnímané ako vec noblesy oblige. Aby som však dosiahol svoj cieľ, chcem sa zriecť noblesy a požiadať v tomto smere o oslobodenie od záväzkov z toho vyplývajúcich. Moje ospravedlnenie je nasledovné.

Od našich predkov sme zdedili horlivú túžbu po zjednotenom, všetko zahŕňajúcom poznaní. Už samotný názov najvyšším vedomostným inštitúciám – univerzitám – nám pripomína, že od pradávna a po mnoho storočí bola univerzálna povaha poznania jedinou vecou, ​​v ktorú mohla existovať úplná dôvera. Ale rozširovanie a prehlbovanie rôznych odvetví poznania počas posledných sto nádherných rokov nás postavilo pred zvláštnu dilemu. Jasne cítime, že len teraz začíname získavať spoľahlivý materiál, aby sme všetko, čo vieme, spojili do jedného celku; ale na druhej strane je pre jednu myseľ takmer nemožné úplne zvládnuť viac ako ktorákoľvek malá špecializovaná časť vedy.

Nevidím žiadne východisko z tejto situácie (bez toho, aby náš hlavný cieľ bol navždy stratený), pokiaľ sa niektorí z nás neodvážia vykonať syntézu faktov a teórií, hoci naše znalosti v niektorých z týchto oblastí sú neúplné a získané z druhej ruky a prinajmenšom riskovali sme, že budeme vyzerať ako ignoranti.

Nech toto slúži ako moje ospravedlnenie.

Veľký význam majú aj problémy s jazykom. Rodný jazyk každého je ako dobre padnúci odev a nemôžete sa cítiť úplne slobodne, keď váš jazyk nemôže byť pokojný a keď ho treba nahradiť iným, novým. Som veľmi vďačný Dr Inkster (Trinity College, Dublin), Dr Padraig Brown (St Patrick's College, Maynooth) a v neposlednom rade pán S. C. Roberts. Mali veľké problémy so snahou obliecť ma do nových šiat, čo bolo umocnené aj tým, že som sa niekedy nechcela vzdať svojho trochu „originálneho“ osobného štýlu. Ak niečo z toho prežije aj napriek úsiliu mojich priateľov o zmiernenie, treba to pripísať mne, a nie ich.

Pôvodne sa predpokladalo, že podnadpisy početných častí budú mať charakter súhrnných nápisov na okrajoch a text každej kapitoly by sa mal čítať v pokračovaní (priebežne).

Za ilustračné dosky vďačím Dr. Darlingtonovi a vydavateľovi Endeavour. Zachovávajú všetky pôvodné detaily, hoci nie všetky tieto detaily sú relevantné pre obsah knihy.

Dublin, september 1944. E. Sh.

Prístup klasického fyzika k téme

Cogito, teda suma

Všeobecný charakter a ciele štúdie

Táto útla knižka vzišla z kurzu verejných prednášok, ktoré predniesol teoretický fyzik publiku asi 400 ľudí. Poslucháčov takmer neubudlo, aj keď od začiatku bolo upozorňované, že predmet prezentácie je náročný a prednášky nemožno považovať za populárne, napriek tomu, že najstrašnejší nástroj fyzika – matematická dedukcia – sa dá len ťažko nájsť. použité tu. A nie preto, že by učivo bolo také jednoduché, že by sa dalo vysvetliť aj bez matematiky, ale skôr naopak – pretože je príliš komplikované a nie celkom prístupné matematike. Ďalším znakom, ktorý vyvolával aspoň zdanie popularity, bol zámer prednášajúceho objasniť fyzikom aj biológom hlavnú myšlienku spojenú s biológiou aj fyzikou.

V skutočnosti, napriek rôznorodosti tém obsiahnutých v knihe, ako celok by mala poskytnúť iba jednu myšlienku, iba jedno malé vysvetlenie veľkého a dôležitého problému. Aby sme nezostali z našej cesty, bude užitočné vopred stručne načrtnúť náš plán.

Veľká, dôležitá a veľmi často diskutovaná otázka znie: ako môže fyzika a chémia vysvetliť tie javy v priestore a čase, ktoré sa odohrávajú vo vnútri živého organizmu?

Predbežná odpoveď, ktorú sa táto malá knižka pokúsi dať a rozvinúť, sa dá zhrnúť takto: očividná neschopnosť modernej fyziky a chémie vysvetliť takéto javy nedáva absolútne žiadny dôvod pochybovať o tom, že sa dajú vysvetliť týmito vedami.

Štatistická fyzika. Hlavný rozdiel je v štruktúre

Vyššie uvedená poznámka by bola veľmi triviálna, ak by mala len podnietiť nádej dosiahnuť v budúcnosti to, čo sa nedosiahlo v minulosti. Má to však oveľa pozitívnejší význam, totiž, že dnešná neschopnosť fyziky a chémie poskytnúť odpoveď je úplne pochopiteľná.

Vďaka šikovnej práci biológov, najmä genetikov, za posledných 30 alebo 40 rokov, je teraz známe dosť o skutočnej hmotnej štruktúre organizmov a ich funkciách, aby sme pochopili, prečo moderná fyzika a chémia nedokázali vysvetliť javy v priestore a čase. ktoré sa vyskytujú v živých veciach.telo.

Usporiadanie a interakcia atómov v najdôležitejších častiach tela sa radikálne líši od všetkých tých usporiadaní atómov, ktorými sa fyzici a chemici doteraz zaoberali vo svojom experimentálnom a teoretickom výskume. Tento rozdiel, ktorý som práve nazval zásadným, je však takého druhu, ktorý sa môže ľahko zdať bezvýznamný komukoľvek okrem fyzika, preniknutého myšlienkou, že zákony fyziky a chémie sú dôkladne štatistické. Práve zo štatistického hľadiska je štruktúra najdôležitejších častí živého organizmu úplne odlišná od akejkoľvek hmoty, ktorou sme sa my, fyzici a chemici doteraz zaoberali, prakticky - v našich laboratóriách a teoreticky - u nás. stoly. Samozrejme, je ťažké si predstaviť, že zákony a pravidlá, ktoré sme objavili, by boli priamo aplikovateľné na správanie systémov, ktoré nemajú štruktúry, na ktorých sú tieto zákony a pravidlá založené.

Nedá sa očakávať, že nefyzik dokáže pochopiť (nehovoriac oceniť) celý rozdiel v „štatistickej štruktúre“ formulovanej tak abstraktne, ako som to práve urobil ja. Aby som svojmu tvrdeniu dodal život a farbu, dovoľte mi najprv upozorniť na niečo, čo bude podrobne vysvetlené neskôr, totiž že najpodstatnejšiu časť živej bunky – chromozomálne vlákno – možno oprávnene nazvať aperiodickým kryštálom. Vo fyzike sme sa doteraz zaoberali len periodickými kryštálmi. Pre jednoduchého fyzika sú to veľmi zaujímavé a zložité objekty; tvoria jednu z najfascinujúcejších a najzložitejších štruktúr, s ktorými neživá príroda zamieňa fyzikov intelekt; v porovnaní s aperiodickými kryštálmi však pôsobia trochu elementárne a nudne. Rozdiel v štruktúre je tu rovnaký ako medzi bežnou tapetou, v ktorej sa rovnaký vzor opakuje v pravidelných intervaloch znova a znova, a majstrovským vyšívacím dielom, povedzme, tapisériou Raphael, ktorá produkuje nie nudné opakovanie, ale komplexné, konzistentné a plná významu kresba nakreslená veľkým majstrom.